caxapa.ru :: Попросили доработать защиту в простеньком частотнике, который много лет выпускает одна фирма в нашем городе. Аппарат сделан на цельном IGBT модуле, который включает в себя 6 ключей с драйверами, управление непосредственно от проца через логические

Связанные сообщения

Yurasvs (20.06.2018 20:33, просмотров: 70863)

Попросили доработать защиту в простеньком частотнике, который много лет выпускает одна фирма в нашем городе. Аппарат сделан на цельном IGBT модуле, который включает в себя 6 ключей с драйверами, управление непосредственно от проца через логические http://i.piccy.info/i9/b1851fb808312265844b09395a036e92/1529514829/18036/1194292/OC.png
входы модуля. Проц гальванически не развязан, развязаны только входы-выходы наружу. Токоизмерительные шунты расположены в эмиттерах нижних ключей, соответственно от короткого замыкания фаз мотора на землю они не защищают. Для этого сделана отдельная цепь в плюсовой шине, показанная на рисунке. Но ее толком никто никогда не испытывал, и даже производитель не знает, работает ли она вообще толком. Нутром чувствую, что это не может работать нормально (подать сигнал на закрытие надо быстрее, чем через 4мкс после обнаружения КЗ). Но обосновать это и что-то предложить взамен, такое же дешевое, не могу. Что скажете, господа?

Ответить

- При КЗ и минимальной просадке источника должен улететь Q1 из-за превышения тока базы. При просадке источника и подсохших электролитах сигнала не будет. Нетленка под катом Vit(24 знак., 21.06.2018 23:36)
  - Спасибо! Защита от падения напряжения похожа на "Reset driver" - у Onsemi есть MAX809SQ308/463 c потреблением не более 2,5 мкА! - De_User(22.06.2018 00:46 - 00:48, ссылка, ссылка)
- Интересно, что ТС выбрал? Или он сбежал от нашего креатива? :) - Evgeny_CD(21.06.2018 21:33)
- Ж...а в полный рост.С наскока такие вещи не делаются.Защита часто намного сложнее в реализации чем сам прибор.Многое зависит не от схемотехники а от конструктива , разводки.Работа с единицами мкс это непросто. - PlainUser(21.06.2018 09:14)
- LTspice показывает, что время срабатывания схемы равно 2,7 миллисекунды.. :) ВКПб(55 знак., 21.06.2018 08:55, )
  - UPD. Тупой симулятор не понимает равных нулю (причем, по умолчанию) Trise и Tfall источника. ВКПб(85 знак., 21.06.2018 09:36, )
    - 150 нс это только RC цепь на базе Q1 (0,33 нФ * 430 Ом), ещё может быть от 50 нс и выше время реакции первого транзистора (у MSPA92 50 МГц max). - De_User(21.06.2018 17:41 - 17:43)
      - Там был ниже вопрос про резисторы 2*470к в базе транзистора Q2. Симуляция в LTspice показывает, что не эти резисторы ограничивают реакцию всей схемы. По крайней мере со скоростным низковольтным pnp транзистором BC857A вся схема срабатывает ВКПб(36 знак., 21.06.2018 17:53, )
        
        Порядок тот, но: не понимая реальной топологии, без данных о фактически паразитных ёмкостях... - De_User(21.06.2018 18:04)
    - может не симулятор плохой?) в нашем мире нет ничего мгновенного) гравитация и та имеет скорость) lexxx-lexxx(62 знак., 21.06.2018 16:42)
      - Да если бы он хотя бы ругнулся на это, то претензий к нему бы не было. А то он выбрал какие-то только ему ведомые скорости нарастания и спада фронтов входного имульса и с ними посчитал. Пришлось полчаса разбираться со странными временами на выходе ВКПб(7 знак., 21.06.2018 16:56, )
- ACS732 and ACS733, CQ-3300 - все продается у нас -> справочник Evgeny_CD(21.06.2018 01:49, ссылка)
  - ACS726 дешево, но ровно 5 мкс. - Evgeny_CD(21.06.2018 01:58)
    - ACS780, но 100А. 3.6 µs. Увы, 100В - Evgeny_CD(21.06.2018 02:02 - 02:04)
- В ДЩ LP2951 -> есть на 17 странице пример использования согласованной пары для измерения тока. - Evgeny_CD(21.06.2018 01:31, ссылка)
  - Вопрос какая точность нужна. Если достаточно ±25% при температуре от минус 20 до плюс 85 то и так будет работать. Без всяких зеркал. - De_User(21.06.2018 01:37 - 01:43)
- Проверить быстродействие элементарно - отключить IGBT, собрать генератор с батарейным питанием и подать 125 кГц (4+4 мкс) на базу Q1. Введение Q2 в начало линейного режима (за счёт смещения) + ОС в цепи его эмиттера поможет улучшить быстродействие. De_User(21.06.2018 01:14 - 01:23)
- Подходящий датчик Холла, питать от МК, dastun(129 знак., 21.06.2018 00:02 - 01:07, ссылка)
  - Когда-то делал кустарно, обычные четырехпроводные датчики Холла ставил под силовыми проводами. Без дополнительных магнитопроводов удовлетворительно работало где-то от 50А. Но гемора много, сигнал с датчика милливольтный, а вокруг помехи сотни Yurasvs(480 знак., 21.06.2018 21:37 - 21:47)
  - Насчет "прислонить" не уверен, надо будет индивидуально калибровать. И магнитный экран городить.... - Evgeny_CD(21.06.2018 01:26)
  - А как быть с внешним электромагнитным излучением? Автор озвучил тут 1 мкс время срабатывания. Да это уже радиочастота. Вот если бы он внутри замкнутого магнитопровода измерял. - fk0(21.06.2018 01:17)
    - А если катушку намотать из трёх...пяти витков поверх корпуса датчика? - De_User(21.06.2018 01:34)
      - А там переменка где-то есть? Почему сразу не трансформатор, и дело с концом. - fk0(21.06.2018 01:35)
        
        Коллега, датчики Холла прекрасно реагируют и на ПОСТОЯННОЕ магнитное поле, которое прекрасно создают "три-пять витков" ) - dastun(21.06.2018 14:55)
        
        ЕМНИП, у токовых трансформаторов диапазон частот обычно ограничен, что для защиты ключей DC линий неудобно. - De_User(21.06.2018 01:42)
  - Спасибо! Красиво! Хотя сам датчик уже не быстрее 1 мкс реагирует, компаратор придётся быстродействующий искать. - De_User(21.06.2018 01:08)
    - Не надо. В том, что я привел для примера, уже всё есть. - dastun(21.06.2018 14:52)
      - Спасибо! Оказывается их аж несколько видов! De_User(21.06.2018 18:14)
    - LMV331 -> 400 нс даст этого хватит для задачи - Evgeny_CD(21.06.2018 01:17, ссылка)
- А чего такой скромный номинал почти мегаом? Он же греется только в аварийной ситуации и только 4 мкс. Чего бы не поставить такой номинал чтобы ток был? А лучше забубенить ограничитель тока на деплешн половике, они как раз высоковольтные. И ASDFS(197 знак., 20.06.2018 23:17)
- Решение повышенной гениальности, претендующее на нобелевку. Токовое зеркало с масштабированием :) Evgeny_CD(337 знак., 20.06.2018 21:53, ссылка, ссылка)
- 1) очень большой уход порога от прогрева Q1. И разброса оного. 2) я бы поставил микроконтроллер :) 3) быстродействующий оптрон не лишнее. Evgeny_CD(224 знак., 20.06.2018 21:45)
  - И все это взамен двух дешевых транзисторов? Вы не в Тесле работаете? - Yurasvs(20.06.2018 21:49)
    - N76E003 стоит $0.3 в России. One 12-bit ADC, up to 500 ksps converting rate, hardware triggered and conversion result compare facilitating motor control. Давай, иронизируй. Насчет DC-DC - это я потролил :) Жрет он менее 4 ма "на всю катушку". Evgeny_CD(51 знак., 20.06.2018 22:02)
    - Бери выше, он в роскосмосе подъедается :))) - Codavr(20.06.2018 21:51)
      - Оба не угадали :) - Evgeny_CD(20.06.2018 21:54)
        
        Пох. Вас и там неплохо кормят :))) - Codavr(20.06.2018 21:58)
        
        Увы :( - Evgeny_CD(20.06.2018 22:09)
        
        Шо, жемчуг мелковат? :))) - Codavr(20.06.2018 22:12)
- Камент: Точка опоры(802 знак., 20.06.2018 21:32 - 21:37)
  - Все сказанное верно. Сигнал с нижних датчиков не появляется в случае КЗ на землю, 3-й пункт отпадает. - Yurasvs(20.06.2018 21:39)
- Схема рабочая. Но не нравится. Могу порекомендовать взглянуть на что-нибудь типа ACS730 (Allegro MicroSystems) - argus98(20.06.2018 21:26)
  - На этом я и сам делал при мощностях на порядки бОльших. А здесь дешево надо. - Yurasvs(20.06.2018 21:31)
    - Значит - оставить, как есть. - argus98(20.06.2018 21:59)
- А в LTSpice промоделировать религия не позволяет? - ВКПб(20.06.2018 21:04, )
  - А как оно емкости монтажа промоделирует? - Yurasvs(20.06.2018 21:06)
    - а "сверху" их навесить нельзя? - LordN(21.06.2018 08:44)
    - Никак. Но и на форуме тут тоже никто это языком не "промоделирует".. :) - ВКПб(20.06.2018 21:09, )
- а датчик кз = R5? LordN(219 знак., 20.06.2018 21:02 - 21:04)
  - Просто так светодиод быстрого оптрона ставить вместо перехода БЭ первого танзистора нежелательно из-за бОльшего порогового напряжения и необходимости увеличения номинала шунта и связанных с этим потерь на нагрев в рабочем режиме. Все другие Yurasvs(161 знак., 20.06.2018 21:12)
- Навскидку не вижу ничего нерабочего. Вполне годная схема. - Codavr(20.06.2018 20:49)
  - Возможна ли передача фронта крутизной единицы микросекунд через цепочку резисторов общим сопротивлением 940кОм? Yurasvs(156 знак., 20.06.2018 20:55)
    - От входной емкости транзистора зависит. Можно ускоряющий конденсатор присовокупить. Ошибки скорее всего из-за особенностей трассировки. С1 они воткнули чтобы помехи прибить, но разводка подкачала. - Codavr(20.06.2018 21:00 - 21:03)
      - Там входная емкость 11 пФ. Она и без ускоряющего конденсатора за 30 нс зарядится до 0,9 Вольт. - ВКПб(20.06.2018 21:07, )
        
        Посмотрю разводку завтра. Если между транзисторами длинная линия-антенна, вряд ли что-то можно сделать с помехоустойчивостью. - Yurasvs(20.06.2018 21:28)
        
        Вот как легко прибивается диспут походом к даташиту :))) - Codavr(20.06.2018 21:08)
        
        Пусть в симуляторе прогонит. Нефиг инженерные вопросы решать голосованием на форумах. - ВКПб(20.06.2018 21:11, )
        
        Симулято не панацея. Не так давно симулировал датчик перехода фазы через ноль. Подобрал нужные параметры, потом спаял. Упс. Не согласовывается с моделькой. Хотя канешна голосование на форуме тоже не панацея :))) Codavr(20.06.2018 21:20)
        
        Это сколько ж киловольт надо на вход подать, чтобы светодиод в коллекторе засветился? - ВКПб(20.06.2018 21:24, )
        
        Дык. 0.220kV AC. Светится он коротенько за счет разряда конденсатора. Codavr(20.06.2018 21:26 - 21:30)
        
        И нафиг это надо? Пусть бы светил половину периода. Экономим электроэнергию? Опять же, короткие имульсы более чувствительны к помехам. - ВКПб(20.06.2018 21:34, )
        
        А попробуй таким способом точно поймать переход через ноль. Оптрон это очень херовый компаратор. - Codavr(20.06.2018 21:37)
        
        Не гони. У тебя амплитуда сигнала 312 Вольт. Оптрон с его 1,5 Вольтами будет отпираться практически в нуле. Ошибка будет меньше 1,5 ВКПб(12 знак., 20.06.2018 21:41, )
        
        Оптрон отпирается не вольтами а током если чо. Вот и посчитай какой ток бадет при полутора вольтах если выбрать резистор так чтобы светодиод не сдох при 300. - Codavr(20.06.2018 21:41 - 21:44)
        
        Треш и угар. - Evgeny_CD(20.06.2018 21:31)
        
        Я знал что тебе понравится :) Codavr(141 знак., 20.06.2018 21:33 - 21:35)
        
        Странная схема, если честно. - Evgeny_CD(20.06.2018 21:23)
        
        Мапед не мой. Я так же был озадачен, но тем не менее работает. - Codavr(20.06.2018 21:25)
        
        А в чем смысл транзистора в такой схеме? Проще было оптрон зашунтированный диодом через эти резисторы запитать. - ВКПб(20.06.2018 21:30, )
        
        Классика - два оптрона в параллель, светодиодные части встречнопараллельно, выходные просто параллельно. - Yurasvs(20.06.2018 21:34)
        
        Точность плюсминуслапоть. - Codavr(20.06.2018 21:38)
        
        Это да. Делал когда-то в девайсе с трансформаторным питанием на компараторе. Выход выпрямительного моста подключен к большому электролиту не напрямую, а через еще один диод. До него получается пульсирующее напряжение. Опора для компаратора Yurasvs(154 знак., 20.06.2018 21:47)
        
        Моделировал? :) - ВКПб(20.06.2018 21:42, )
        
        Это и на пальцах очевидно. - Codavr(20.06.2018 21:43, ссылка)
        
        Обо что и речь. - ВКПб(20.06.2018 21:36, )
        
        Смысл разрядить конденсатор в нужный момент. - Codavr(20.06.2018 21:32)
      - Да, я это предложил в первую очередь, нечто типа компенсированного щупа от осциллографа. Но настраивать такое по месту придется, емкости понадобятся единицы пикофарад. Хреновое решение. - Yurasvs(20.06.2018 21:05)
        
        Незачем. Допустим входная емкость меняется раза в два от партии к партии. Рассчитать по среднему. За глаза хватит. Можно даже от себя добавить пикофарад база-эмиттер чтобы разброс уменьшить. - Codavr(20.06.2018 21:07)
- Я делал защиту для моста на базе IRF3808 с задержкой срабатывания примерно в 5 мкс. Настроена на ток срабатывания порядка 80 А. Испытывал многократно, транзюки не дохнут в том числе при жёстком КЗ. - FDA(20.06.2018 20:45)

Схемы, платы, компоненты