Подача импульсов высокого напряжения в цепь питания

Boris SEM

uquote="AlexS4",url="/forum/viewtopic.php?p=4661085#p4661085"]Boris SEM, чтоб работала бутстрепная накачка - исток верхнего ключа должен присаживаться на 0V, иначе через диод накачки ничего не потечет.
(ну или Vcc драйвера должно быть на 10-13V больше минимального напряжения на истоке верхнего ключа)

а какие у вас длительности импульсов?, возможно проще сделалать чтото вроде того что предлагает diplodok[/uquote]

Параметры импульсов: U=2.5-5V, T=60c, D=3mc.

Я был бы не против сделать проще, но как оказалось - проще не получится.

Все уперлось в диапазон напряжений импульсов 70-100В. На одно напряжение сделать гораздо проще. И задача стоит так, что это должно делать одно устройство. Я уже думал над тем, чтобы просто сделать два разных устройства управления импульсами, но этот вариант оказался неприемлемым.

Что касается посадки истока на землю - недостаточно того, чтобы он был на земле через нагрузку? Если нет, то какой номинал резистора приблизительно должен быть там?

Реклама

mickbell

Как исток просядет до нуля, когда он прямо соединён с +27 В? Источник просто не даст это сделать, и бутстрепные конденсаторы не зарядятся.
А чем вам плох драйвер 3120? По-моему, самое простое и при этом надёжное решение, а на рассыпухе, я подозреваю, вы фронты в 50 нс не обеспечите.

Реклама

Boris SEM

[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=4661104#p4661104"]Как исток просядет до нуля, когда он прямо соединён с +27 В? Источник просто не даст это сделать, и бутстрепные конденсаторы не зарядятся.
А чем вам плох драйвер 3120? По-моему, самое простое и при этом надёжное решение, а на рассыпухе, я подозреваю, вы фронты в 50 нс не обеспечите.[/uquote]

Например так?

Диод нужен для обеспечения нормальной возможности контроля тока потребления устройства, на пример для определения возникновения тиристорного эффекта.

Драйвер 3120 ничем не плох, еще просто не рассматривал возможность его применения.

mickbell

Например, так. Имейте, однако, в виду, что даже у диодов Шоттки есть время восстановления:

Unlike pn junction diodes, Schottky barrier diodes operate with majority carriers only, so in principle there is no reverse recovery time. However, there is a slight reverse recovery time due to parasitic capacitance, etc.

Резистор 10 кОм - на исток, а не на общий. Или совсем его уберите, нафиг он не нужен.

Реклама

Boris SEM

[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=4661117#p4661117"]Например, так. Имейте, однако, в виду, что даже у диодов Шоттки есть время восстановления:

Unlike pn junction diodes, Schottky barrier diodes operate with majority carriers only, so in principle there is no reverse recovery time. However, there is a slight reverse recovery time due to parasitic capacitance, etc.

Резистор 10 кОм - на исток, а не на общий. Или совсем его уберите, нафиг он не нужен.[/uquote]

Не совсем понял. 10к резистор на исток и куда если не на общий?

Реклама

mickbell

Да уберите его совсем. Ну или так: который вывод на затворе - там его и оставляете, а который на общем - переносите его на исток.

Реклама

diplodok

Boris SEM писал(а):Все уперлось в диапазон напряжений импульсов 70-100В. На одно напряжение сделать гораздо проще. И задача стоит так, что это должно делать одно устройство.

В симуляторе работает и на 200V (27V + 200V)

Boris SEM_3.png: (51 КБ) 51 скачивание

И схемa с драивером, и схема с 3120 требуют дополнителное питание ....

AlexS4

Например так?

да, это годный вариант. про затворный резистор mickbell сказал и еще входные диоды со 100-70V не нужны.

(mickbell насчет барьерной емкости шоттки - я бы не беспокоился , там ну пусть 300pF у жирного диода, всмысле энергий - это слезы по сравнению с коммутируемыми, там было бы каоето влияние на часте, но здесь - редкие одиночные импульсы )

у diplodok хорошая схема за исключением что Q1R2 пропускают существенные мощности и соответственно есть шанс теплового повреждения Q1, надо делать защиту на случай теплового пробоя коллектора и отгарания эмиттера. минимум это tvs до резистора базы на напряжение немного меньше питания mcu, а лучше - разделить этот резистор на 2 последовательных и в точке их соелинения вляпать tvs или зеннер 3.0..6.2V тогда при аварии будет выгарать только Q1 и резистор к его базе.

Boris SEM

[uquote="AlexS4",url="/forum/viewtopic.php?p=4661261#p4661261"]

Например так?

да, это годный вариант. про затворный резистор mickbell сказал и еще входные диоды со 100-70V не нужны.

(mickbell насчет барьерной емкости шоттки - я бы не беспокоился , там ну пусть 300pF у жирного диода, всмысле энергий - это слезы по сравнению с коммутируемыми, там было бы каоето влияние на часте, но здесь - редкие одиночные импульсы )

у diplodok хорошая схема за исключением что Q1R2 пропускают существенные мощности и соответственно есть шанс теплового повреждения Q1, надо делать защиту на случай теплового пробоя коллектора и отгарания эмиттера. минимум это tvs до резистора базы на напряжение немного меньше питания mcu, а лучше - разделить этот резистор на 2 последовательных и в точке их соелинения вляпать tvs или зеннер 3.0..6.2V тогда при аварии будет выгарать только Q1 и резистор к его базе.[/uquote]

Парни, я тут прочитал, что драйвера серии IR**** взрываются, если не подтягивать затвор к земле: "Если у вас проблемы с IR2110 и всё постоянно выходит из строя, горит или взрывается, то я уверен, что это из-за того, что вы не используете резисторы на затвор-исток, при условии, конечно, что вы всё спроектировали тщательно. НИКОГДА НЕ ЗАБЫВАЙТЕ О РЕЗИСТОРАХ НА ЗАТВОР-ИСТОК. Если вам интересно, вы можете прочитать о моем опыте с ними здесь (я также объясняю причину, по которой резисторы предотвращают повреждения): http://tahmidmc.blogspot.com/2012/10/ma ... ledge.html"

Вот эта статья https://habr.com/ru/articles/256353/

Кто-нибудь сталкивался с таким?

У меня как раз есть две штуки драйвера IR2117PBF - попробую собрать с подтяжкой к земле затвора и без нее.

Николай_С

[uquote="Boris SEM",url="/forum/viewtopic.php?p=4660927#p4660927"]Схема смонтирована правильно и действительно работает, признаю, что неправильно нарисовал Q2 Р-канальный транзистор.
Привожу актуальную схему:

[/uquote]Схемотехника на грани фантастики!
И что, эта схема действительно работает? Лично я о-о-очень сомневаюсь, что переход исток-затвор Q2 вынесет напряжение 70-100 В, которое обязуется при открытии Q1. Про последующие схемы вообще молчу - там нет ни одной работоспособной.

AlexS4

Николай_С, напряжение пробоя диэлектриков сильно зависит от локальных дефектов в диэлектрике и может в разы различаться от прогнозируемого на реальных экземплярах. также оно зависит от температуры и тепловвого износа диэлектрика, посему в дш пишут некое гарантийное напряжение которое оказывается в разы заниженным для подавляющего большинства экземпляров.

Добавлено after 15 minutes 6 seconds:

Boris SEM писал(а):НИКОГДА НЕ ЗАБЫВАЙТЕ О РЕЗИСТОРАХ НА ЗАТВОР-ИСТОК. http://tahmidmc.blogspot.com/2012/10/ma ... ledge.html"
https://habr.com/ru/articles/256353/

Кто-нибудь сталкивался с таким?

взрывается скорее не драйвер а силовой фет, оказавшийся дольше допустимого в транзишн состоянии и получивший из-за этого тепловой импульс в несколько джоулей, да, разлетаются с хорошим хлопком, иногда от транзистора остается только подложка прикрученная к радиатору и ноги впаяные в плату

, после пробоя транзистора но перед его самоуничтожением в затвор тоже может проникнуть неслабый импульс энергии и разорвать также и драйвер в куски.

я всегда ставлю резистор разряжающий затвор 10..33k обычно, кроме случаев когда требуется чтоб его заряд сохранялся долго, но конечно никогда не оставляю без такого резистора fet коммутирующие большие энергии. в некоторых драйверах такой резистор внутри.

diplodok

Boris SEM_4.png: (109.05 КБ) 55 скачиваний

AlexS4

diplodok, а D3 зачем так? долго не думал над этим, но кажется, если он будет закрыт и на нем будут обратные 27V то у Q3 эмиттер получит тепловой пробой через D5. (если у источника 100V в выключенном состоянии будет низкое сопротивление, ну или этот источник будет подпитываться напряжением около 20V через электрический пробой эмиттера Q3

небольшое уточнение: путь тока из источника 27V в выключенный 100V будет примерно таким: D4->Q5(канальный переход вобратку)->D5(зеннер пробой обратка)->D6->Q3 (эмиттер обратный пробой ~7V + коллектор прямой)->D2(прямой).
с учетом падения на D5 останется мало, если останется, но всеравно некрасиво

D3 можно на выход перенести устранив такую некрасивость.

вот классическая схема бутстрепного драйвера полумоста работающего на индуктивную нагрузку

(в коллекторе T4 обычно резистор для разгрузки транзистора и защиты схемы управления)
как видно - оочень похоже на твою, что подтверждает, что для непростых задач разнообразие удачных схемных решений - здорово ограничено

Martin76

М-даа... "Простые" схемы простыми не бывают...

Николай_С

[uquote="Martin76",url="/forum/viewtopic.php?p=4661379#p4661379"]М-даа... "Простые" схемы простыми не бывают...

[/uquote]А никто и не обещал что будет просто.

Boris SEM даже не удосужился оформить ТЗ как полагается. Мы не знаем какой формы и длительности должен быть импульс и какую энергию в себе нести. Фраза:

Период и длительность импульсов - задается генератором.

- это ни о чём.
На данный момент эта энергия ничем не ограничена. Если в нагрузке пойдёт что-то не так, (а это почти наверняка,) будет большой бада-бум:

Будем что-нибудь с этим делать, или оставим всё как есть?

diplodok

ТС пока на этапе

Boris SEM писал(а):есть две штуки драйвера IR2117PBF - попробую собрать с подтяжкой к земле затвора и без нее

Николай_С писал(а):На данный момент эта энергия ничем не ограничена. ........
Будем что-нибудь с этим делать

Когда ТС дозреет - сделаем.

Boris SEM

[uquote="Николай_С",url="/forum/viewtopic.php?p=4661392#p4661392"][uquote="Martin76",url="/forum/viewtopic.php?p=4661379#p4661379"]М-даа... "Простые" схемы простыми не бывают...

[/uquote]А никто и не обещал что будет просто.

Boris SEM даже не удосужился оформить ТЗ как полагается. Мы не знаем какой формы и длительности должен быть импульс и какую энергию в себе нести. Фраза:

Период и длительность импульсов - задается генератором.

- это ни о чём.
На данный момент эта энергия ничем не ограничена. Если в нагрузке пойдёт что-то не так, (а это почти наверняка,) будет большой бада-бум:

Будем что-нибудь с этим делать, или оставим всё как есть?[/uquote]

Схема в стадии монтажа. Ожидаю прибытия осциллографа из поверки в ближайшие два дня.

Параметры управляющего импульса были описаны на схеме в начале темы.
Прямоугольный импульс,
U= 2,5-5В; Т=60с; Ƭ=3мс
Время нарастания фронта <100 нс (рекомендовано <50 нс).

Выходной - с теми же временами и формой, но напряжением 70-100В в зависимости от задачи. Время нарастания фронта <100 нс (рекомендовано <50 нс).

Требования к энергетике импульса - не заданы. Можно отталкиваться от предела возможностей источника питания или транзистора (10 А).

Николай_С

[uquote="Boris SEM",url="/forum/viewtopic.php?p=4661453#p4661453"]Прямоугольный импульс,
U= 2,5-5В; Т=60с; Ƭ=3мс
Время нарастания фронта <100 нс (рекомендовано <50 нс).

Выходной - с теми же временами и формой, но напряжением 70-100В в зависимости от задачи. Время нарастания фронта <100 нс (рекомендовано <50 нс).[/uquote]Это невозможно. Даже очень точный прецизионный усилитель не даст точно такую же форму на выходе. Виной тому нелинейные искажения, характерные в той или иной степени для любого усилителя. Про фазовые сдвиги вообще молчу.

[uquote="Boris SEM",url="/forum/viewtopic.php?p=4661453#p4661453"]Требования к энергетике импульса - не заданы. Можно отталкиваться от предела возможностей источника питания или транзистора (10 А).[/uquote]То есть лупим в нагрузку всё, что есть. Тогда Вам сюда. Только ТС данной темы почему-то уже год не выходит на связь. Похоже, энергия измеряемого импульса оказалась чрезмерной.

Полагаю, Ваша схема сработает. Только случится это всего один раз.

Экспериментатору рекомендую запастись средствами индивидуальной защиты и заблаговременно позвонить в службу спасения 112.

Boris SEM

[uquote="Николай_С",url="/forum/viewtopic.php?p=4661461#p4661461"][uquote="Boris SEM",url="/forum/viewtopic.php?p=4661453#p4661453"]Прямоугольный импульс,
U= 2,5-5В; Т=60с; Ƭ=3мс
Время нарастания фронта <100 нс (рекомендовано <50 нс).

Выходной - с теми же временами и формой, но напряжением 70-100В в зависимости от задачи. Время нарастания фронта <100 нс (рекомендовано <50 нс).[/uquote]Это невозможно. Даже очень точный прецизионный усилитель не даст точно такую же форму на выходе. Виной тому нелинейные искажения, характерные в той или иной степени для любого усилителя. Про фазовые сдвиги вообще молчу.

[uquote="Boris SEM",url="/forum/viewtopic.php?p=4661453#p4661453"]Требования к энергетике импульса - не заданы. Можно отталкиваться от предела возможностей источника питания или транзистора (10 А).[/uquote]То есть лупим в нагрузку всё, что есть.
Ну-ну... Полагаю, Ваша схема сработает. Только случится это всего один раз.

Экспериментатору рекомендую запастись средствами индивидуальной защиты и заблаговременно позвонить в службу 112.[/uquote]

Прибор предполагается использовать в бортовой сети 27 В, мощность сети - более 20 кВт. Наверно при таких мощностях действительно стоит ожидать фейерверк в случае когда что-то пойдет не так. Другое дело -импульсы высокого напряжения, они достаточно короткие (длительность 3 мс).

Николай_С

[uquote="Boris SEM",url="/forum/viewtopic.php?p=4661467#p4661467"]Прибор предполагается использовать в бортовой сети 27 В[/uquote]Так. Я всё понял. Больше ничего советовать не стану. Не хочу делить ответственность за авиакатастрофу.