Пробой затвора в IGBT CM150E3U-24H

МитяРа

Хм.. прикольный транзистор..
Может они его из бракованных пар делают..

..
Фотку твоего мя смотрел..
А в описании всё-же написано, что внутри ОДИН транзистор, ОДИН обратный диод и ОДИН ещё быстрый диод..
..
Там есть ещё одна интересная строчка, где про применение этого модуля..
Написано, что для моторов и повышающих преобразователей..
..
А у тя - понижающий..
Почему и схема получилась такая непонятно-нарисованная..
Т.е. подгоняли схему к этому модулю..
..
И мя не исключаю того момента, что этот модуль просто НЕ ПРЕДНАЗНАЧЕН для работы в понижающих преобразователях..
..
И ещё такой вопрос:
у тя питание 500вольт.. какая-то странная цифра..
Вроде для 220 - велика, а для 380 - мала..
У тя на входе не ККМ часом стоит?
..
Есть схемка входного выпрямителя?
Интересно посмотреть, с чем соединяется выходная земля блока...
Которая на выходе треугольничком обозначена...

Реклама

Moskatov

На дросселе L (там, где силовой каскад, обозначение INDUCTOR и пр.) в момент резкого изменения силы протекающего через него тока возникает импульс напряжения ЭДС самоиндукции, который теоретически может привести к пробою IGBT. Чтобы уменьшить скорость нарастания напряжения выводы транзистора были шунтированы RC-цепями. Рекомендую для снижения амплитуды паразитного импульса и снижения скорости нарастания напряжения зашунтировать обмотку упомянутого дросселя RC-цепью или мощным двуанодным transil.

DENich писал(а):На сколько мне известно в (относительно) новых моделях IGBT удалось избавиться от затворной емкости и, как результат, защелкивания.

От затворной ёмкости полностью избавиться нельзя, но определёнными конструктивно-технологическими методами её можно несколько снизить.
Transil или быстродействующий двуанодный стабилитрон между затвором и эмиттером должен быть расположен как можно ближе к корпусу IGBT, так как в момент включения аппарата возникает делитель напряжения и при неудачной компоновке на вход транзистора может быть подано большее напряжение, нежели напряжение, ограниченное transil.

МитяРа писал(а):Более того, они менее быстродействующие /с большим временем восстановления/

В IGBT интегрированные в корпус транзистора диоды не являются сугубо технологическими, в противоположность паразитным переходам в MOSFET, и предназначены для функционирования на не меньшей частоте, чем собственно, биполярная структура.

Реклама

МитяРа

Мяу всем.. Moskatov - приветствую.. Что-то давненько не заходил..
Рекомендую для снижения амплитуды паразитного импульса и снижения скорости нарастания напряжения зашунтировать обмотку упомянутого дросселя RC-цепью или мощным двуанодным transil.
Евгений, а разве в понижающих преобразователях /buck/ дроссель шунтируется просто RC-цепочкой?
Сама цепочка в схеме присутствует, но RCD-типа, это VD1+C7+R8..12
..
А сама схема - обычный понижающий, но нарисована "извракорячно", мя сам не сразу вмышатил..

Moskatov

МитяРа писал(а):Мяу всем.. Moskatov - приветствую.

Взаимно.

МитяРа писал(а):Евгений, а разве в понижающих преобразователях /buck/ дроссель шунтируется просто RC-цепочкой?

RC-цепочка — это наиболее примитивный вариант с множеством недостатков. Но он прост, хотя велики потери. RCD-цепь — лучше. А строить регенеративный снаббер (как показан на форуме В.Я. Володина) — непросто.

Реклама

DENich

Moskatov писал(а): Чтобы уменьшить скорость нарастания напряжения выводы транзистора были шунтированы RC-цепями. Рекомендую для снижения амплитуды паразитного импульса и снижения скорости нарастания напряжения зашунтировать обмотку упомянутого дросселя RC-цепью или мощным двуанодным transil.

Я не упоминал раньше, но после первого пробитого транзистора я поставил между эмиттером и коллектором 2-последовательно включенных Transil 1.5KE440AC (двунаправленный трансил на 440В, пиковая мощность 1.5кВт). Т. е. второй сгоревший IGBT был уже с трансилами. Кроме того, Сегодня еще раз посмотрел сигнал эммитер-коллектор на рабочем блоке питания, в котором Transil не стоят(стопроцентно боевой режим с нагрузкой на лампу). Сигнал чистый. Выбросов не вижу. Полоса пропускания осциллографа 50мГц. Видимо, те RC снабберы, которые уже присутсвуют в схеме (С5-R1..R3 и С6-R4..R6) свои функции выполняют.
И тем не менее, IGBT сгорел во второй раз.. Transil целы. Причем пробит только переход Затвор-коллектор. Думаю, возможное перенапряжение между эмиттером и коллектором тут не причем. Единственное, что меня слегка смущает, это то, я забыл выровнять емкости последовательно включенных transil паралельными им резисторами, как рекомендует тов. Семенов Б. Ю. Но, поскольку оба Transil целы, мое упущение не сильно сказалось.

Moskatov писал(а): Чтобы уменьшить скорость нарастания напряжения выводTransil или быстродействующий двуанодный стабилитрон между затвором и эмиттером должен быть расположен как можно ближе к корпусу IGBT

Так и сделал. Поставил непосредственно на управляющие выводы IGBT Transil 1.5KE18CA и (тоже паралельно) резистор на 2kOm (на случай плохого контакта эммитерного управляющего провода).
Таким образом, IGBT надежно защищен (будем верить!) по перенапряжению по входу и выходу. Остается единственный параметр - ток коллектора при КЗ на выходе. Единственной быстродействующей(относительно) защитой по току в данном блоке является драйвер M57959L. В даташите на него описан следующий алгоритм защиты от тока КЗ: сравнение напряжения эммиттер-коллектор с заданным, если оно больше->проверка подан ли управляющий сигнал, если да-> зажержка tTRIP(на открытие IGBT) и сравнение напряжения эмиттер-коллектор с заданным еще раз, если больше->выдача сигналла Fault и плавное выключение (см прикрепленный файл). Управляющая схема ( я ее не выкладывал) построена таким образом, что при выдаче Fault отключает управляющие импульсы со входа драйвера M57959L.
tTRIP=2uS.Производитель дает возможность его увеличить (добавлением емкости между 2 ножкой драйвера и питанием). Теоретически (неизвестна внутренняя структура драйвера отвечающая за время задержки), подать на 2ю ножку небольшую подставку, его можно уменьшить. Я вот думаю, насколько реально, что IGBT может "вылететь" до истечения этих 2х микросекунд..?! Стоит ли карячится. И вообще стоит ли уменьшать уровень напряжения дессатурации, при котором сработает защита от КЗ?

Реклама

DENich

МитяРа писал(а): у тя питание 500вольт.. какая-то странная цифра..
Вроде для 220 - велика, а для 380 - мала..
У тя на входе не ККМ часом стоит?

Нет, корректора мощности на входе нет.
380*2^(0.5)=537В . 500В указанно условно.

Реклама

Moskatov

DENich писал(а):Я вот думаю, насколько реально, что IGBT может "вылететь" до истечения этих 2х микросекунд..?!

Паразитная тиристорная структура в IGBT может «защёлкнуться» быстрее 2 мкс. Главное, что после «защёлкивания» цепь защиты от перегрузки по току становится бесполезной, ибо IGBT теряет свойство управляемости и после окончания длительности импульса напряжения, приложенного между затвором и эмиттером, даже после подачи небольшого обратного напряжения, «защёлкнутый» IGBT продолжает находиться в открытом состоянии и выходит из строя.
Попробуйте последовательно с выводом затвора включить резистор сопротивлением 6,8 Ом и мощностью 0,25 Вт.

МитяРа

Мяу всем..
DENich..
И всё-таки мя не очень нравится эта RCD-цепочка..VD1+C7+R8..12
В начале подумал, что это обычный снаббер, но когда перерисовал схему попонятнее,
то сразу возник вопрос "А какая-то странная схема включения у этой цепочки?"..
Вот посмотри, в прикреплении схема включения обычного RCD-снаббера..
..
А теперь посмотри на эту цепочку в твоей схеме.. видишь разницу?
..
В твоей схеме конденсатор C7 просто тупо заряжен до напряжения питания и всё..
Цепочка-то не работает...