caxapa.ru :: Докладываю. Куулмос так и не поборол, стреляет даже с хорошим охлаждением. Вернул старый транзистор, заработало. Подтвердилась теория о том, что при пробое транзистора диод выходит из строя из-за превышения dV/dt. В аппликейшн ноуте Инфинеона

Yurasvs (15.02.2019 17:16 - 17:40, просмотров: 266) ответил Yurasvs на Оснастили свой прибор ККМом на 3.5кВт. Схема стандартная бустерная. Частота 100кГц. Диод карбидкремниевый. В опытном образце стоял довольно медленный, но мощный МОСФЕТ, грузили более 4кВт, работало долго без нареканий. В серию собрались ставить

Докладываю. Куулмос так и не поборол, стреляет даже с хорошим охлаждением. Вернул старый транзистор, заработало. Подтвердилась теория о том, что при пробое транзистора диод выходит из строя из-за превышения dV/dt. В аппликейшн ноуте Инфинеона вообще советуют задрать время переключения до 13 наносекунд (у меня 50 где-то). Не хочу, даже сейчас довольно трудно было бороться с помехами на аналоговую и процессорную часть, а с такой скоростью и подавно. Там видимо уже и плата четырехслойная понадобится и другие прелести.

Ответить

- Скорее всего, кристалл Куулмоса IPW60R040C7 слаб по мощности для данной задачи. Постепенно отказывают единичные ячейки ("соты"), в результате дохнет целиком уже от перегрузки по току. - De_User(15.02.2019 18:38 - 18:45, ссылка)
  - Весь вопрос, как заранее понять, достаточен ли кристалл для данной задачи или нет... Испытывали при номинальном напряжении сети (это очень легкий режим для ККМа). Имеем: средний ток через транзистор 7.8А, пиковый 22А, включение-выключение Yurasvs(551 знак., 15.02.2019 20:50)
    - Косвенно на площадь кристалла указывает макс. мощность. Берём похожий транзистор с мощностью меньше в 1,5-2 раза и проверяем при макс. нагрузке и температуре окр. среды. Если работает, то запас есть :) - De_User(15.02.2019 21:02)
      - Супер инженерный способ... :-). - Yurasvs(15.02.2019 21:05)
        
        Ещё можно ориентироваться по "Avalanche energy, single pulse": у IPW60R040C7 Eas = 249 mJ, у IXFH60N65X2 = 2500 mJ. Разница на порядок. Т.е. или демпфер требуется, или бОльшее значение Eas. - De_User(15.02.2019 21:15)
        
        Что за демпфер? И зачем? Я специально поставил карбидкремниевый диод, чтобы не париться со всякими демпферами и снабберами вместе с отводом тепла от них. Диод с транзистором установлены рядом, полигон от стока до анода диода минимален, никаких Yurasvs(83 знак., 15.02.2019 21:30)
        
        Тогда без самописца не понять, почему более быстрый IPW60R040C7 выходит из строя. Перезаряд паразитной ёмкости порядка 1 нФ за 20 нс должен давать "иголки" тока грубо под 20А. - De_User(15.02.2019 21:41 - 22:02)
        
        мощность = работа за время. если ключ делает одну и ту же работу за разное время, то само собой, что тот ключ, что быстрее, должен иметь пропорционально большую мощность с поправкой на всякие потери, кпд и т.д. - LordN(03.03.2019 16:58)
        
        Спасибо! Совпало с моими "внутренними ощущениями". Можно перефразировать чуть подробнее технически? - De_User(03.03.2019 17:40)
        
        я про всякие паразитные, и не очень, емкости, которые приходится перезаряжать ключу. медленный ключ на эту перезарядку тратит меньше своей полезной мощности. кактотак. - LordN(03.03.2019 18:06)
        
        Спасибо! По аналогии с физической силой трения: ЖД вагон можно сдвинуть с места домкратом, очень медленно и долго, будет достаточно мощности 0,4 кВт от шуруповёрта. Или быстро, зато электровозом с мощностью до 10'000 кВт. De_User(229 знак., 03.03.2019 18:11 - 18:18)
        
        И все же я не могу понять, почему этот Куулмос IPW60R040C7 не работает. А тот, который на картинке, работает. Да, он мощнее, но я не нагружаю Куулмос по полной, нагрева нет, должен тянуть. Режим работы по ссылке. Кто-нибудь может пролить свет на Yurasvs(13 знак., 18.02.2019 12:26 - 12:42, ссылка, картинка)
        
        1) тщательно изучить an10005 во вложении; 2) проверить max мощность с учётом скважности; 3) исключить управление, вызывающее паразитную генерацию и перевод MOSFET в линейный режим. De_User(508 знак., 18.02.2019 15:14 - 15:59, ссылка)
        
        1)Откуда там аваланч (то бишь лавинный пробой)? Напряжение на стоке жестко ограничено 390вольтами выходного напряжения, карбидкремниевый диод очень малоинерционен. Аваланч бывает при превышении номинального напряжения (более 600В для обоих Yurasvs(565 знак., 18.02.2019 15:56)
        
        Понял! Все проводники нулевой длины без паразитной индуктивности и карбидкремниевый диод открывается за 0.00 нс! De_User(18.02.2019 16:03 - 16:16)
        
        Длина порожки от стока до диода 1см, с диода до первого пленочника еще 2см, но уже полигоном (с возвратным полигоном на обратной стороне). Пусть там даже 50нГ индуктивности будет, при 400А/мкс там будет подскок аж 20Вольт, хотя на осциллографе и Yurasvs(76 знак., 18.02.2019 16:14)
        
        Если всего 50 нГ, то при 20А запас энергии 20*20*50/2 = 20 мкДж. В самом деле маловато будет. Может просто снабжение подделки купли? Без третьего варианта ключа гадать долго можно... - De_User(18.02.2019 16:19 - 16:22)
        
        Или пере "оптимизировали": "The 600VC7 is the first technology with RDS(on) below 1. Ohm*mm²". В результате микроперегрев при 3,5 кВт и маленькая точечка пробоя :) Самое простое снизить нагрузку до 1,2 кВт и протестировать сколько De_User(13 знак., 18.02.2019 16:26 - 03.03.2019 18:31)
        
        Ну это уже сделал сам Инфинеон. У них есть аппликейшн ноут, где ККМ 1.2кВт на почти таком же транзисторе, только в четырехногом корпусе (IPZ65R045C7). - Yurasvs(18.02.2019 16:47)De_user
        
        Зажали одну ногу, теперь мучайтесь! :) Кстати, у IPZ65R045C7 "Avalanche current, single pulse", Ias = 12 A max. В 1,63 раза больше чем у IPW60R040C7. Напишите им - допускается ли на 3,5 кВт ККМ IPW60R040C7 использовать? De_User(55 знак., 18.02.2019 16:51 - 17:06)
        
        Сдался Вам этот аваланч. Откуда он там возьмется? А вот стресс при каждом включении (ампер 30...50 в течении 0.5мкс при почти полном 390В напряжении) возможно присутствует, но за корректность осциллографирования тока не ручаюсь, уже писал выше. Yurasvs(530 знак., 18.02.2019 17:13 - 17:20)
        
        В Infineon EVAL для ККМ на 3 кВт используется два ключа типа IPZ65R045C7. Китайцы, ЕМНИП, при мощности от 1+ кВт уже по два ключа ставят. И ток, потребляемый от сети, Infineon не увеличивают: снижают мощность ККМ до 1,3 кВт при Vac = 90В. De_User(18.02.2019 17:20 - 03.03.2019 17:46, youtube, ссылка)
        
        Выбор всегда есть: или обвешивать схему всеми возможными защитами по току и напряжению, а также схемами soft-start или таки использовать ключи с приличным запасом (если такое в принципе возможно). De_User(460 знак., 18.02.2019 17:27 - 03.03.2019 17:31)
        
        Софтстарт есть. 500Вт ATX с двумя ключами? Не верю, покажите. Разве что очень дешевые ключи с большим сопротивлением канала. Какие защиты? Схема дохнет при работе в номинальном режиме. Напоминаю, что у нас минимально допустимое входное напряжение Yurasvs(81 знак., 18.02.2019 19:45 - 20:13)De_user
        
        Напоминаю, что в Infineon EVAL у ККМ на 3 кВт ток от сети ограничен до 15+ А. При двух ключах в среднем ~8А на ключ, у которых ещё и Ias в 1,63 раза больше (12А по сравнению с Вашими 7,4А). 16А при ограничении Vac до 160В это 2,56 кВт! - De_User(18.02.2019 20:20 - 20:57)
        
        Спасибо, интересно. Пиковые нагрузки на ключи и диоды здесь такие же, как в моей схеме, просто среднее тепловыделение на каждом элементе вдвое меньше потому, что каждый конкретный элемент работает только половину периода сети 50Гц. И суммарный Yurasvs(805 знак., 18.02.2019 21:24 - 22:17)De_user
        
        Спасибо! Интересное схемное решение! Ещё у них два токовых трансформатора, с которых суммарный сигнал поступает на вход МК чтобы ограничивать ток через ключи. Сигнал ШИМ для ККМ единый (PWM1) De_User(18.02.2019 21:36 - 21:40)
        
        До кучи 3,5 кВт это +17%, и работа при 160В это ещё +20 по току. Итого +37% нагрузки на ключ при полной мощности (в Eval 10 мс ключ работает, потом 10 мс "отдыхает"). Макс. допустимое значение Eas уменьшается с ростом температуры. - De_User(18.02.2019 21:56 - 22:03)
        
        Это исключено. Ток в дросселе линейный, пилообразные пульсации около 20% вокруг низкочастотной огибающей. Этот же дроссель работает и на 4кВт с правильным транзистором. Да и порошковый он, у него очень плавное насыщение, будет греться, вонять, но Yurasvs(84 знак., 18.02.2019 20:17 - 20:20)
        
        Значит реальное поведение Cool ключа отличается от того, что Вы про него думали. Зачем так переживать? НЧ/ИНЧ "гуляния" тока случаются при работе дросселя в непрерывном режиме. В описании UC2843 отдельный раздел, как это уменьшить/исключить. De_User(96 знак., 18.02.2019 20:29 - 20:33)
        
        В АТэИксах уровня 500 Вт - тоже пара ИГБТ стоит в ККМ. - Точка опоры(18.02.2019 17:41)
        
        Примеры: Точка опоры(854 знак., 19.02.2019 16:34)
        
        Вот этот документ более менее проливает свет на мою проблему и сильно сужает выбор допустимых транзисторов. Даташиты надо читать между строк... - Yurasvs(03.03.2019 16:00, ссылка)
        
        Пункты 3.1 и 3.1.2 определяющие, правильно понимаю? De_User(03.03.2019 17:08 - 17:19)
        
        Именно. - Yurasvs(03.03.2019 17:17)
        
        Л.И. упоминал о том, что "современный SOA (ОБР)" - совсем не тот, что 20 лет назад. P.S. Поправил термин на язык оригинала. - Точка опоры(03.03.2019 22:45 - 11.03.2019 13:24, ссылка)
        
        Спасибо! - Nikolay_Po(11.03.2019 10:39)
        
        Спасибо! - De_User(11.03.2019 10:01)
        
        Для эксперимента снизил бы напряжение ККМ до 320...350В и запаял параллельно MOSFET 1.5KE440A с минимальной длиной выводов. Если в такой конфигурации снова откажет транзистор на пробой, значит точно не avalanche. De_User(60 знак., 18.02.2019 16:08)
        
        Ещё нужно сравнить графики SOA и Typical Effective Transient Thermal Impedance. - De_User(18.02.2019 15:23)
        
        Спасибо! - Evgeny_CD(18.02.2019 15:20)
        
        А какой di/dt на встроенный диод у старого мосфета? У кулмоса 450A/uS. Это вроде круто, но может тут его пробивает? Хотя dv/dt у кулмоса на порядок круче. - Shatun_(18.02.2019 15:27 - 15:29)
        
        В буст PFC корректоре внутренний диод всегда закрыт и его параметры не имеют значения. - Yurasvs(18.02.2019 15:41)
        
        Сам сталкивался, когда формально подходящие с запасом быстрые MOSFET Fairchld пробивало, пока не заменил на IRF c мощностью втрое больше. - De_User(15.02.2019 21:10)
- При таймингах Trise + Tfall менее 20 нс начинаются MOSFET-ы уже с 5 выводами: отдельные отводы от кристалла (Source pin) для силового тока и для управления затвором. - AU08(15.02.2019 18:31)
  - Точнее хотя бы 4 вывода. GaN Infineon Trise + Tfall 22 нс :) Evgeny_CD(15.02.2019 20:13)

Схемы, платы, компоненты