Индукционный нагрев металлов.

  Вход на форум   логин       пароль   Забыли пароль? Регистрация
On-line:  

Раздел: 
Gauss2k - gauss gun у тебя дома / Электроника и Электротехника / Индукционный нагрев металлов.

Страницы: << Prev 1 2 3 4 5  ...... 114 115 116  ...... 196 197 198 199 Next>> новая тема

Автор Сообщение

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 235
Добавлено: 14-09-2011 15:26
вот я и спрашиваю его - зачем PDM ?
по поводу бестолковости - в той ссылке есть исчерпывающие ответы.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 176
Добавлено: 14-09-2011 18:12
To НЕХ
Я прочитал Ваши ссылки.Они укрепили меня в правильности
моих выводов.Вы серьёзно занимались этим вопросом.
Так посоветуйте пожалуйста практическое решение
комментарии пункту 1 для ksv выскажите пожалуйста

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 14-09-2011 19:43
To rost

На флае есть парень с ником KaV. Это он сообразил и обосновал, что выбросы обусловлены "сквозняками" через восстанавливающийся диод. Поэтому моя роль в этом диалоге достаточно скромная - я только провел соответствующие измерения. Ну ладно. Не в этом суть. Главное - проблему со сквозняками через восстанавливающиеся диоды "обсмотрели" внимательно.

К сожалению, на недовосстановившихся диодах проблемы в треском и авариями не закончились. Хуже того, она фактически осталась в первозданном виде. Т.е. причина аварий была не в сквозняках. А в чем-то другом. Ниже излагаю суть.

Сегодня почитал, подумал и сделал полумост на IGBT. Поставил быстрые транзисторы HGTG30N60A4D. Купил парочку для баловства. Решил попробовать. Параметры у них очень даже неплохие:

Current Turn-On Delay Time td(ON) - 25 ns
Current Rise Time trI - 12 ns
Current Turn-Off Delay Time td(OFF)I - 150 ns
Current Fall Time tfI - 38 ns

Правда есть встроенный диод, но он суперфаст! У него trr 40 (max - 55) ns! В общем зверь вполне приличный. До 200 кГц на 18А согласно datasheet-у работают (на 30 А - до 100 кГц). А если мягкое переключение, то наверное и повыше смогут.

Итак, сделал классический полумост. Зашунтировал их небольшими C-снабберами (пленка CBB 2.2 nF). Настроил минимальный dead-time при котором еще нет звона за фронтами и спадами. Получилось около 500 ns. Настраивал все при пониженном напряжении питания инвертора (50В). Картинки тока и напряжения получились почти идеальные. Хоть в любой учебник по силовой электронике вставляй.

Погонял с пристрастием на сети (от ЛАТРа). До 150-180 В (действующее напряжение) все работает безукоризненно. Транзисторы холодные, АПЧ держит резонанс, даже тигель разогрелся уже неплохо. И я уже подумал, что все беды действительно кончились. Увы...

220 В. При PDM > 50 треск, вырубленный автомат и дохлые ключи. Умерли без взрыва. MOSFETы хоть как-то сопротивлялись еще, а эти сдохли моментально.

Ну просто мистика какая-то! Самое противное что при до 150-180 В все работает как часы. Никаких аномалий не могу нащупать. Все вроде правильно. Все осциллограммы - как в учебниках. А немного выше - летальный исход. Уже целую горсть ключей нажег, а причина так и не понята. Обидно...

Завтра съезжу - еще куплю транзисторов. Но честно говоря ни одной идеи больше не осталось. Буду читать книжки. Мне уже кажется что что-то совсем простое, глупое, на виду, но незаметно при малых напряжениях - типа пробоев где-нибудь в конденсаторах батареи, трансформаторе или какая-нибудь аналогичная ерунда. Попробовать нагрузку сменить что ли? Ее я еще не менял.

===================
rost, идея насчет коллективного труда - очень интересная. Не знаю насколько она реализуема в рамках форума, но подумать в этом направлении стОит. Это действительно должна быть практическая книга с реальными схемами и конструкциями. Такая, которая позволила бы любому человеку с нормальной подготовкой в области физики, электричества и электроники сделать вполне работающую машину. Не мучаясь так, как нам приходится.

Собственно, когда я начинал свою серию статей на сайте нашего института, то руководствовался аналогичной идеей. Ориентация была на экспериментаторов физико-химического профиля. Конечная идея была охватить весь спектр приложений инвертора в физико-химическом эксперименте. От индукционного нагрева до звукохимии (химические реакции в кавитационных пузырьках, инициируемые ультразвуком) и плазмохимии (химические реакции, инициируемые разрядами: барьерными, электродными на базе катушек Тесла, ВЧ-дуги и т.п.). Но пока как-то медленно это все двигается. Сил и времени пока хватает только на то, чтобы разобраться с этим всего лишь на дилетантском уровне. Поэтому идея с коллективной книжкой-пособием мне кажется очень интересной.

Давайте ее обсудим чуть позже. Сейчас, пока инвертор не заработал толком, ничего кроме дурацких ключей и восстанавливающихся диодов в голову не лезет.

==================================

Вот схему прикладываю. Может кого-нибудь какая-нибудь светлая мысль посетит? Может я какую-нибудь явную глупость здесь не вижу? Если какие-то вопросы по схеме - спрашивайте. Постараюсь ответить максимально подробно.



Обычно всегда все работало почти с пол-пинка, а здесь так конкретно "заколдобило"! Ну просто мистика какая-то!

========================

PS

НЕХ, я помню тот пост. Мне тогда показалось это какой-то казуистикой. Посмотрю ссылку чуть позже. Внимательней. Тогда может быть смогу что-нибудь сказать на эту тему.

========================

PS 2

Вот еще не окончательная цена познания... Сегодня добавилась еще парочка IGBT. Проект PDM+АПЧ+66кГц.



А вот как 40-амперный 1000-вольтовый мост умудрился грохнуться?! КЗ по входу.
Точно мистика...

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 235
Добавлено: 14-09-2011 20:04
to ksv
проблема в несоблюдении рекомендаций IRF по применению управляющих драйверов.
Напряжение на быстром(особенно) диоде при его открытии может достигать десятка Вольт. Это губительно для драйвера. Силовые ключи - не причем.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 14-09-2011 20:12
Включение драйвера совершенно стандартное. Стандартней некуда. Объясните тогда, пожалуйста, почему до 150-180В (на инверторе 210-250 В) драйверы работают нормально, а чуть выше начинают дурить. Что происходит?

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 235
Добавлено: 14-09-2011 20:21
рекомендации IRF (для медленного прочтения)

Происходит резкое восстановление диодов, большая скорость изменения напряжения, оппозитный диод включается с большим падением напряжения, резистора НЕТ последовательно с диодом бутстрепного питания, напряжение питания летающей части драйвера выходит за пределы допустимых значений, драйвер защёлкивается и выгорает - емкость по питанию велика.
"VS below Ground" на ДЕСЯТОК ВОЛЬТ на несколько наносекунд - при отсутствии резистора настолько подскачет питание верхней части.
Интегральные драйверы - хрупкая вещь, тонкости имеются - для неподготовленных пользователей на таких мощностях сложны, радуют только продавцов частыми покупками.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 176
Добавлено: 14-09-2011 20:31
to ksv
Транзисторы могут вылетать только от сквозного тока
больше попросту не отчего.Надо искать его пра-родителя
Если это не диоды то тогда действительно драйвер.
У Вас кажется был вариант c GDT попробуйте с ним
При повышении питания увеличиваются
dU/dt и di/dt первое страшнее для IR2110
Поставте IGBT без диодов
включите внешние диоды с датчиком тока хотя-бы в нижний ключ
может станет яснее.Сделайте общую защиту.Жалко бить транзисторы
---------------
A без PDM будет работать хорошо ?
Для измерения частоты ввести отдельные паузы в нулях сети

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 14-09-2011 20:33
To HEX

Спасибо за ссылку - завтра прочитаю. У нас уже ночь, завтра на работу.

Но, к сожалению, дело в том, что перед этим (с кучей пожженных MOSFET-ов) я использовал другой (не бутстрепный) драйвер. Эффект был абсолютно таким же. Так что вряд ли это является причиной. Но все равно почитаю, подумаю. Схему старого драйвера сейчас поищу и приложу. Вот она



======================

To rost
Поставте IGBT без диодов
включите внешние диоды с датчиком тока хотя-бы в нижний ключ
может станет яснее.
К сожалению у меня были IGBT только с диодами. Завтра прикуплю - попробую.

Но непонятно, а чем внутренние диоды плохи? Параметры вроде нормальные. Все холодное. Только с точки зрения диагностики? Или есть какие-то принципиальные нюансы?

Сделайте общую защиту.Жалко бить транзисторы
Жалко! Похоже, пора "мыть руки" и сделать хотя бы простейшую защиту по максимальному интегральному току. Ясности в башке это не прибавит, но "цена познания" возможно не будет расти так быстро. Как Вы думаете лучше сделать? Питание инвертора отрубать или SD на драйвере использовать?

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 176
Добавлено: 14-09-2011 21:01
ksv
Нужно больше информации Так можно посмотреть токи диодов
Потом когда все прояснится решение придёт!
Конечно по SD.Если всё холодное то есть короткие моменты времени
когда на ключах выделяется громадная мощность.Защита нужна быстрая
наверное идеально по насыщению каждого ключа.Можно поставить IR2121
на каждый ключ А лучше TD350 от ST Если у Вас нет могу выслать
Возможно мы имеем "чопперные" проблемы ? Ведь Ваша система работает
как понижающий "чоппер" на частоте ПДМ и нижний ключ замыкает всю
энергию первичного контура на землю? и делает это как-то невпопад?

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 106
Добавлено: 14-09-2011 23:48
To ksv

Буду читать книжки. Мне уже кажется что что-то совсем простое, глупое, на виду, но незаметно при малых напряжениях - типа пробоев где-нибудь в конденсаторах батареи, трансформаторе или какая-нибудь аналогичная ерунда.


Очень может быть, что так и окажется. Тем не менее, на мой взгляд, в обоих приведённых схемах самым слабым местом являются драйверы, а для частот порядка 100кГц представленный "не (бутстрепный) драйвер" имеет ещё больше недостатков.

Предлагаю (для схемы на IR2110):
1. Питание драйвера повысить до 14,5...15V.
2. D5, D6 заменить на КД510.
3. R9 - 1K0.
4. Посмотреть ещё раз на DEADTIME, учитывая, что полное время включения транзистора HGTG30N60A4D в данном случае ( т.е. при питании драйвера 15V)составляет порядка 200...250нс.
5. Установить защитные стабилитроны в цепи затворов.
6. Переработать схему с целью обеспечения минимального выходного сопротивления драйвера (особенно для цепи разряда ёмкости затвора). Самое простое (и очень эффективное)- установка PNP транзистора параллельно цепи затвор-исток силового транзистора.



гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 184
Добавлено: 15-09-2011 07:06
To ksv
Есть такая часто незамечаемая штука, как индуктивность питающей сети..
Что у Вас происходит:
Инвертор включен, через выпрямительный мостик и инвертор течет ток. Инвертор выключается, а ток из сети продолжает идти через мостик благодаря этой индуктивности, заряжая при этом конденсатор на 6 микрофарад (5+1), в итоге получаем Bust конвертор.
Напряжение на конденсаторе больше исходного в K раз, где:
К=1+sqrt(L/(C*R*R))
L- индуктивность сети+входная индуктивность до конденсатора
C= 6 (у Вас 5+1)
R= сопротивление нагрузки = 220*220/Максимальная мощность(при PDM=100%)
В модельке поставьте вместо инвертора прерыватель, работающий на резистор R и индуктивность сети (от 1до 10миллигенри) и гляньте напряжение на конденсаторе..

Ps.. проведите все коррекции предложенные ROST

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 15-09-2011 11:09
Уф! Добрался до института. Опять настоялся в пробках, но зато привез горсть деталей. Можно продолжить эксперименты с PDM+АПЧ+66кГц. К сожалению, без диодов более-менее приличных транзисторов не оказалось. Что-то совсем непотребное. Придется, видимо, пока работать с IGBT со встроенными диодами. Для пробы взял несколько штук IRGP50B60PD1. У них временные параметры сопоставимы с HGTG30N60A4D, которые закончились. Заказал их и такие же, но без диодов. Правда будут только в течение месяца. Думаю к тому времени уже разберемся с бедой. У IRGP50B60PD1 диод тоже гиперфаст. Еэх! Вот так и живем - работаем с тем, что есть, а не с тем, что нужно.

========================

Коллеги! Спасибо за идеи и предложения!

ShN, не могли бы Вы слегка прокомментировать некоторые пункты.

Предлагаю (для схемы на IR2110):
1. Питание драйвера повысить до 14,5...15V.
2. D5, D6 заменить на КД510.
3. R9 - 1K0.
4. Посмотреть ещё раз на DEADTIME, учитывая, что полное время включения транзистора HGTG30N60A4D в данном случае ( т.е. при питании драйвера 15V)составляет порядка 200...250нс.
5. Установить защитные стабилитроны в цепи затворов.
6. Переработать схему с целью обеспечения минимального выходного сопротивления драйвера (особенно для цепи разряда ёмкости затвора). Самое простое (и очень эффективное)- установка PNP транзистора параллельно цепи затвор-исток силового транзистора.
1. Допустимое питание IR2110 от 10 до 20 В. Я измерял амплитуду импульсов на затворе верхнего ключа. Получается чуть более 10 В. В принципе, порог у используемых IGBT 4В (макс. - 5), то полагаю пока хватит. Вряд ли это - причина аварий.
2. Эти диоды, конечно, быстрые (я смотрю по их аналогу - 1N4148/1N4448), но прямой периодический ток у них 450 мА. Т.е. последовательно с ними придется поставить ограничительный резистор порядка 20 Ом. За что тогда боремся? У SF18 trr побольше (35 нс). Но и этого вполне должно хватить. Тут (в затворах) вроде нет проблем, связанных с восстановлением? Зато они помощнее.
3. Насколько я понимаю, эти резисторы защищают от статики. Здесь, наверное, что 10к, что 1к все равно. Вряд ли из-за них. Но от 1 к хуже не будет.
4. Dead-time я подбирал экспериментально. До 300 нс на фронтах (на заднем в основном) дребезг. Выше - сигналы чистенькие. Остановился на 500 нс.
5. Да. Здесь вопросов нет. Просто у меня ничего подходящего вчера не нашлось. Сегодня подкупил двухсторонние сапрессоры на 16В (и 18В). Поставлю.
6. Да, я знаю о таком способе ускорения разряда затворов. Но подумал, что пока городить активные цепи в затворах вряд ли оправдано. Посмотрим, если в закрытие дело - тогда, конечно, придется.

=====================

To e-nik. Спасибо. Действительно эта причина одна из наиболее вероятных. Я помнил про сеть. Даже сапрессор специально поставил параллельно конденсатору. Оценивал величину всплесков я, правда, немножко по другому. Но суть та же. Мне было удобней через потребляемый ток, т.к. эта величина измеряется в экспериментах. Я считал так: энергия, запасенная в сети ~Lсети*I*I при размыкании переходит в конденсатор: ~C*U*U. Для индуктивности сети 10 мГн и емкости 6 мкФ имеем U ~ sqrt(Lсети/C)*I ~ 40*I. U - в вольтах, I - в амперах. В моих "аварийных" экспериментах ток обычно не превышал 1А. До больших мощностей я просто не успел дойти. Поэтому выброс должен быть порядка 40В. Вряд ли это причина аварий в данном случае. Но на будущее, несомненно, нужно изучить этот вопрос с пристрастием.

А вот с этого и начну. Сейчас восстановлю инвертор и первое что сделаю - при пониженном питании поснимаю напряжения на конденсаторах фильтра при разных условиях на это предмет. Осциллограммы положу. Вдруг и вправду здесь собака порылась...

PS

Ps.. проведите все коррекции предложенные ROST
Да. Я этим тоже уже озадачился.

магистр
Группа: Участники
Сообщений: 624
Добавлено: 15-09-2011 11:50
ksv К сказанному форумчанами могу добавить, думаю, прежде чем городить с транзисторами, стОит глянуть что сказал e-nik, ну и еще С29 на "вшивость проверить". Потом можно и к транзисторам перейти.
Ну я бы так делал
Транзисторы не такая уж "нежная вещь" и при правильном питании и нагрузке они терпят довольно сильные издевательства с управлением. У Вас явных огрехов с управлением вроде не видно. Поэтому сперва питание и нагрузка, потом управление и процессы в транзисторах - как более тонкая проблема.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 184
Добавлено: 15-09-2011 11:50

Я считал так: энергия, запасенная в сети ~Lсети*I*I при размыкании переходит в конденсатор: ~C*U*U. Для индуктивности сети 10 мГн и емкости 6 мкФ имеем U ~ sqrt(Lсети/C)*I ~ 40*I. U - в вольтах, I - в амперах. В моих "аварийных" экспериментах ток обычно не превышал 1А. До больших мощностей я просто не успел дойти. Поэтому выброс должен быть порядка 40В.

Посылка верная.. но расчет нет.. Ты берешь ток 1 ампер- это средний. А надо брать максимально возможный ( я же написал "нерегулируемая мощность"). Например твоя литейка может выдавать мощность 3квт. а это ток RMS 13ампер, а пиковый 19а. И выброс может составить 40*19= 760В, что больше чем допустимое значение на транзисторе.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 15-09-2011 11:59
Да. Я уже сообразил про пиковый ток. Стимул к исследованию этого вопроса резко возрос. Начнем изучать.

========================
Тем более такого рода проблема рано или поздно все равно возникнет. Правда как с этим бороться? Тупо увеличивать емкость фильтра?

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 235
Добавлено: 15-09-2011 12:02
to ksv
Питание драйвера для IGBT должно быть не менее 15 Вольт .
не менее вольта падает на самом драйвере - там к плюсу истоковый повторитель.
Для MOSFET хватит и 10-12 Вольт.

Ответьте, зачем PDM так желанен ?

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 15-09-2011 12:10
НЕХ
Ответьте, зачем PDM так желанен ?
Ну вроде обсуждали много раз. Главным образом это возможность регулировать мощность инвертора при сохранении мягкого режима переключения (в данном случае - ZCS). В отличие от чопперного способа (регулировка по питанию) для PDM не требуется применения дополнительных силовых элементов или других регулируемых источников питания.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 184
Добавлено: 15-09-2011 12:10


Ответьте, зачем PDM так желанен ?

Отвечаю я, т.к этот режим я использую уже более 4лет. При PDM автоматически получается коррекция мощности. Этим все сказано при попытке продать устройства мощностью более 50Вт.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 15-09-2011 12:14
Да, КМ близкий к единице - это тоже здорово! Если в резонансе и электролиты не ставить. Но вот зато теперь приходится с индуктивностью сети бороться...

------------------------
Включил паяльники - пошел бороться...

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 235
Добавлено: 15-09-2011 12:28
Почему нежелательно задирать частоту вместо PDM ?

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 184
Добавлено: 15-09-2011 12:34
При PDM нет коммутации ключей когда не передается мощность, следовательно транзисторы греются меньше. Я пробовал PDM заменить фазосдвигающим Шимом. Пришлось при той же мощности ставить дополнительное охлаждение.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 235
Добавлено: 15-09-2011 12:41
При повышении частоты ток уменьшается (скажем, с 66 кГц на 100 кГц), ZVS-переключение сохраняется. С чего бы греться ключам ?
Какое это имеет отношение к коэффициенту мощности ?

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 184
Добавлено: 15-09-2011 12:51
Коммутационные потери снизятся, не спорю,но потери проводимости останутся

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 235
Добавлено: 15-09-2011 13:11
Ток снизится на порядок - останется минимально достаточный для перезаряда выходной ёмкости ключей за приемлемое время коммутации при сохранении ZVS.
Откуда потери проводимости = квадрату тока ?

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 235
Добавлено: 15-09-2011 13:24
НЕХ
Ответьте, зачем PDM так желанен ?
Ну вроде обсуждали много раз. Главным образом это возможность регулировать мощность инвертора при сохранении мягкого режима переключения (в данном случае - ZCS)


Вы пугаете меня - ZCS - это опечатка ?
Должно быть - ZVS. Если программа малость ошибается и вылетает из ZVS - это плохо. Попадание в ёмкостный характер нагрузки чревато боком. При рассасывании дырок в паразитном диоде MOSFET особенно опасен режим рассасывания с МАЛЫМ током, шедшим через него до переключения. При напряжениях более 200 Вольт образуется лавинный пробой, приводящий к открытию паразитного биполярного транзистора в составе MOSFET. Бди !

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 72
Добавлено: 15-09-2011 13:28
To KSV

Посмотрите: Трансформаторный драйвер силовых ключей с отрицательным смещением http://multikonelectronics.com/subpage.php?p=6&i=8#DRVChromeHTMLShellOpenCommand
Может имеет смысл применить такие. Много хороших отзывов на форуме.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 15-09-2011 13:32
Перекур. Сделал "модель сети" на постоянном токе.

===============================
To HEX
Вы пугаете меня - ZCS - это опечатка ?
Почему опечатка? Я и имею в виду переключения в нуле тока Zero-Current-Switching. В данном случае (т.е. инверторы напряжения) ключи переключаются в те моменты, когда ток, текущий в нагрузку близок к нулю. Так и происходит, когда инвертор напряжения работает на резонансной частоте нагрузки. Что здесь страшного?

===============================
To sergsha
Спасибо. Чуть позже гляну. Сначала повожусь с моделью "сети" - источник постоянного напряжения (чтобы не дрыгались осциллограммы) и дроссель 14.5 мГн впослед к нему.

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 106
Добавлено: 15-09-2011 13:36
to ksv

1. Допустимое питание IR2110 от 10 до 20 В. Я измерял амплитуду импульсов на затворе верхнего ключа. Получается чуть более 10 В. В принципе, порог у используемых IGBT 4В (макс. - 5), то полагаю пока хватит. Вряд ли это - причина аварий.
2. Эти диоды, конечно, быстрые (я смотрю по их аналогу - 1N4148/1N4448), но прямой периодический ток у них 450 мА. Т.е. последовательно с ними придется поставить ограничительный резистор порядка 20 Ом. За что тогда боремся? У SF18 trr побольше (35 нс). Но и этого вполне должно хватить. Тут (в затворах) вроде нет проблем, связанных с восстановлением? Зато они помощнее.
3. Насколько я понимаю, эти резисторы защищают от статики. Здесь, наверное, что 10к, что 1к все равно. Вряд ли из-за них. Но от 1 к хуже не будет.
4. Dead-time я подбирал экспериментально. До 300 нс на фронтах (на заднем в основном) дребезг. Выше - сигналы чистенькие. Остановился на 500 нс.
5. Да. Здесь вопросов нет. Просто у меня ничего подходящего вчера не нашлось. Сегодня подкупил двухсторонние сапрессоры на 16В (и 18В). Поставлю.
6. Да, я знаю о таком способе ускорения разряда затворов. Но подумал, что пока городить активные цепи в затворах вряд ли оправдано. Посмотрим, если в закрытие дело - тогда, конечно, придется.


1. Да, я знаю о IR2110. Но... Необходимое напряжение питание драйвера определяется не только этим. Обратите внимание на график зависимости заряда затвора от напряжения на затворе (FIGURE 14. GATE CHARGE WAVEFORMS)для транзистора HGTG30N60A4D. При напряжении на затворе 10В Вы только-только превышаете плато Миллера. Что есть не очень хорошо.
2. По поводу резисторов, диодов, конденсаторов:
Это всё к одному - надо учесть все нюансы.

P.S.

Посмотрите: Трансформаторный драйвер силовых ключей с отрицательным смещением http://multikonelectronics.com/subpage.php?p=6&i=8#DRVChromeHTMLShellOpenCommand
Может имеет смысл применить такие. Много хороших отзывов на форуме.


Присоединяюсь. Хотя можно и без "минуса". А так, в основном, это похоже на то, что я и имел в виду.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 235
Добавлено: 15-09-2011 13:37
Отрицательное напряжение - только для IGBT и только для ЖЕСТКОГО переключения (управление приводом).
Не надо ставить лишние детали - резисторы, супрессоры, стабилитроны. Это всё от непонимания сути проблемы.

ZCS без ZVS - очень плохо.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 15-09-2011 13:47
To ShN
Да. Но, ИМХО, это - вещи, влияющие скорее на эффективность работы, чем на аварийные режимы и бабахи. Хотя, согласен - "подчистить все" потом нужно будет обязательно. Когда найдем главную причину бабахов.

По сравнению со старыми конструкциями, которые вполне успешно работали, эта отличается следующим:

1. Пониженная частота (обычно было 130-250 кГц), сейчас 60-70 кГц.
2. Питание без электролитов в блоке питания (только небольшие пленочные конденсаторы порядка нескольких мкФ).
3. Автоматическая подстройка частоты. Возможно у АПЧ случаются кратковременные выходы в область ниже резонансной частоты нагрузки.

Поэтому я в первую очередь "фильтрую" возможные причины в этих аспектах. Буду потихоньку "отключать эти опции". Когда работал с MOSFET-ами отключал АПЧ. Трески все равно иногда были. 1-причина (частота) - маловероятна. Скорее всего причина в опции 2. Возможно как раз и проявляется так, как писал e-nik. Вот и хочу проверить в первую очередь.

==========================
To HEX
ZCS без ZVS - очень плохо.
Почему? Честно говоря я не очень хорошо представляю как (без дополнительных элементов) в последовательном контуре одновременно "обнулить" и ток и напряжение. Ну не знаю. Как-то не думал на эту тему. Может на "паразитах" каких-нибудь сыграть. Я, конечно, несколько упрощенно смотрю на эти вещи - но зачем? Ток через нагрузку не течет. Ничто не мешает перекоммутировать нагрузку...

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 106
Добавлено: 15-09-2011 14:20
To ksv
Согласен. Может быть, причина СЕГОДНЯ не в этом. Но завтра недоработки в схеме могут проявиться.
А может они проявляются и сегодня...
Кстати, для общего развития, какая сейчас нагрузка?

To НЕХ
Отрицательное напряжение - только для IGBT

Так мы о них и говорим... Или нет?
Не надо ставить лишние детали - резисторы, супрессоры, стабилитроны. Это всё от непонимания сути проблемы.

Из рекламы: "Нет, сынок. Это фантастика".
Без резисторов, думаю, будет трудновато...
Так, а суть то в чём?

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 235
Добавлено: 15-09-2011 14:43
to ksv
Старый вариант драйвера без IR2110 на GDT трансе - 13 витков - слишком мало для 60 кГц (и надёжность такого решения при PDM )

начните с IGBT - в них нет проблем с паразитами.
увеличьте емкость по питанию силы - возможно АПЧ тупит при переходе сетевого питания через ноль. На мой взгляд - проблема с драйвером. Из-за низкого питания, плюс падение напряжения на IGBT при ненормированном напряжении на затворе. Резистор последовательно с бутстрепным диодом - ОБЯЗАТЕЛЕН. Малоомный резистор от общей точки полумоста к драйверу не повредит.
В ту же точку VS - диод на СОМ (как учит IRF)
Стабилитрон, если ставить, то не в затвор, а на питающий конденсатор летающей части.
"При PDM > 50 треск, вырубленный автомат и дохлые ключи" - это в драйвере может срабатывать защита от снижения питания летающей части (растёт падение напряжения коллектор-эмиттер при большем питающем напряжении/большем токе нагрузки), что приводит к глюкам в программе...и плачевному финалу.

ZVS получается сам собой, если нагрузка имеет индуктивный характер.
Переключение при ZCS - слишком поздно: в лучшем случае потери на жёсткий перезаряд выходных ёмкостей ключей и снабберных ёмкостей , в худшем - ток успевает затечь в диод и его заряд восстановления и возникающее dU/dt при его закрытии грозит драйверу.
При ZVS ничего этого нет. И снабберы не нужны, особенно с CoolMOS и MDMesh (использую STW23NM60ND)

транзисторы взамен сгоревших приобретаются за свой счёт или платит налогоплатильщик ? От этого может зависить скорость мыслей или внимательность при чтении.

токовый трансформатор может вести себя неадекватно при переменной скважности.
Вот правильное решение

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 106
Добавлено: 15-09-2011 23:15
To ksv
Посмотрел у Вас на сайте как реализован в железе вариант инвертора, который мы здесь обсуждаем. К сожалению, варианта без электролитов не обнаружил. Инвертор с электролитами посмотрел.
К сожалению, вопросов по поводу того, что является причиной нестабильной работы только прибавилось. Смутило то, как выполнены электрические связи между отдельными блоками. Очень уж смело...
Хотя Вы сами там же пишите:

Еще раз стоит подчеркнуть, что в силовых цепях с большими скоростями изменении токов нужно стараться минимизировать паразитные индуктивности монтажа:
использовать короткие провода, не допускать больших токовых петель, стараться делать так, чтобы прямой и обратный токи шли в близких точках пространства (например, использовать витые пары везде, где это возможно).


На мой взгляд уже в этом варианте, не зацикливаясь на поиске причины "бабахов", необходимо выполнить следующий минимум:
1. Максимально сократить длину проводников между блоком питания и блоком полумоста. Лучше всего, чтобы это был один блок, а все силовые шины в нём выполнены также как в настоящее время соединены электролиты.
2. Плёночные конденсаторы расположить максимально близко к силовым транзисторам.
3. Ограничительный диод расположить максимально близко к силовым транзисторам. Я так понял, он у Вас стоит на плате электролитов? Кого он там защищает?
4. Схему драйвера, начиная с IR2110 выполнить по подобию платы снабберов (или объединить их).
5. Питание драйвера поднять до 15В.
Это минимум.
Далее - желательно:
1. Использование PNP транзистора в цепи разряда ёмкости затвора (особенно при ориентацию на работу выше 100кГц).

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 16-09-2011 05:25
ShN, набор мероприятий, о которых Вы пишете, абсолютно правильный и понятный. Но давайте все-таки разделим вещи принципиальные, критические для самого функционирования устройства от вещей непринципиальных, но которые повышают надежность и качество исполнения. Вы говорите о втором, а я о первом. Конечно, я допускаю, что сумма "непринципиальных" моментов может в итоге дать неработающий аппарат, но в данном случае это не так. Инверторы, описанные в этой статье (их было сделано 2 штуки) отработали порядка сотни часов (на трубчатые графитовые нагреватели) в штатном режиме безо всяких проблем. Иначе я не стал бы эту статью публиковать.

Единственная действительно серьезная (принципиальная) схемотехническая ошибка в силовой части того инвертора, которую я вижу, это - отсутствие блокирующих диодов на MOSFET-ах и выбор марки внешних диодов. В результате чего работают внутренние диоды ключей, а не внешние. При этом возникают "сквознячки" во время обратного восстановления этих, довольно паршивеньких, внутренних диодов. На это обратил внимание KaV с флая, мы это проверили и это действительно так.

Насчет длинных проводов уже много раз говорилось. Во всем должно быть чувство меры и здравый смысл. Если Вы разрабатываете серийное устройство, то жесткий малоиндуктивный монтаж обязателен. Тут даже нечего обсуждать. У меня же, для лабораторных установок, ориентированных на эпизодическое использование, разовые и часто совсем непохожие один на другой эксперименты, важнейшими критериями являются гибкость, модульность, взаимозаменяемость узлов установки. Это совсем другие критерии и решения, чем, например, для серийных плавилок.

Поэтому эти конструкции выглядят немножко странно и иногда вызывают усмешку у специалистов в области индукционных печек. Но поверьте, многие вещи там достаточно продуманы и выполнены так, а не иначе просто исходя из совсем других критериев. А не по глупости. Хотя такое тоже бывало.

Вернемся к проводам. Я сам очень люблю сэндвичи и прочие милоиндуктивные хреновины. В свое время я работал с мощными импульсными установками (мегаджоульные конденсаторные батареи и токи десятки и сотни килоампер). Поэтому немножко ориентируюсь в этих вопросах. Но такое "жесткое" исполнение обычно противоречит идеологии легко разборного "конструктора". Поэтому в данной конструкции я просто использовал уже готовый блок питания от другой конструкции и подключил его просто проводами. Празитная индуктивность этих проводов успешно блокируется RCD-снабберами, стоящими на ключах. Более того, энергия теоретически даже должна рекуперироваться. Но этот момент я не проверял. Эффективность работы таких снабберов мы обсуждали на флае. Я там привел несколько примеров .

Согласитесь, что это гораздо более простое решение, чем то, которое Вы предлагаете (практически полная переделка железа). А итог - практически тот же. С практической точки зрения это почти (подчеркну - почти, чтобы не спорить!) то же самое, как если бы Вы сделали компактный жесткий монтаж и повесили "пленку" на верх и низ полумоста. Зато отключение и замена блока питания у меня занимает несколько секунд, а не пару часов с зубилом, молотком и горелкой.

Вернемся к инвертору, о котором идет речь сейчас. Эта конструкция еще только разрабатывается и, естественно, не публиковалась. Она отличается от той, которая опубликована тремя моментами, о которых я уже писал Вам вчера. Благодаря rost и e-nik проблема, похоже, уже вполне "локализовалась" на связке "индуктивность сети - PDM". Поэтому этим и занимаюсь в первую очередь. Сейчас нахожусь в стадии осмысления проблемы. В идеологии "PDM + (КМ~1)" эта проблема кажется принципиально неустранимой. Поэтому нужно искать какие-то пути ее компенсации. ИМХО.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 16-09-2011 06:10
To rost

Чем больше я думаю об индуктивности сети и PDM, тем больше меня одолевают сомнения в том, что защита, организованная на драйверах, о которых Вы писали, нас спасет. Огромное спасибо, за предложение выслать драйверы. Но мне кажется, что простое выключение ключей в аварийном режиме тоже приведет к аварии, только уже за счет скачка напряжения по питанию. За счет той же энергии, запасенной в индуктивности сети.

Т.е., с физической точки зрения, и проблема с авариями и проблема защиты инвертора сводится к одной единственной классической задаче - куда деть энергию, запасенную в индуктивности сети. Электрики наверное давно уже умеют решать такие задачи. Наверное, нужно посмотреть как они это делают...

Еще раз спасибо за предложение. Но пока не решена вышеуказанная проблема, говорить о защите, основанной на остановке ключей (SD), ИМХО, бессмысленно.

===============
PS
Инвертор восстановил. Делаю следующий "подход к снаряду"...

Просто мысли вслух. Теоретически видятся только три варианта:
1. Перевести эту энергию в какой-нибудь накопитель. Например, - в емкость блока питания, увеличить ее. Существует ли оптимум чтобы и скачков не было и КМ был еще приличный?
2. Переключить ток на другую нагрузку (например, второй инвертор). В результате в штатном режиме мы фактически получаем инвертор тока, а в случае аварии - ту же самую проблему его отключения. Уже как инвертора тока.
3. Попытаться вернуть обратно в сеть. Как?
Интересно, еще какие-нибудь варианты есть?

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 184
Добавлено: 16-09-2011 06:45
To ksv
Перечитал еще рвз твой пост. И увидел волшебное слово ЛАТР
Вот он, источник индуктивности сети!!

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 16-09-2011 06:52
Точно! И еще какой! Совсем его "выключил" из размышлений! Спасибо!
Но к сожалению без ЛАТРа тоже трещит и бахает. Проверял. Правда по другому поводу.

Так что ставить точку в проблеме "индуктивность сети (1-10 мГн) + PDM" все равно придется

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 72
Добавлено: 16-09-2011 08:54
То KSV

В качестве эксперимента. Может стоит вернуться к электролитам в блоке питания?

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 106
Добавлено: 16-09-2011 09:59
To ksv
В качестве эксперимента, конечно, можно. Но причина не будет выявлена однозначно. Вполне может быть ошибка в работе АПЧ, связанная с формой питающего напряжения с и без электролитов.
Ещё раз!
Минимизируйте паразитную индуктивность между блоком питания и ключом.
Кстати, супрессор живой?
Для понимания происходящего хотелось бы услышать, что изменено?, какие "картинки" наблюдаются? (например на коллекторе, затворе, конденсаторе)
По поводу индуктивности сети, конденсатора и PDM. У e-nik ёмкость конденсатора, помнится, 6мкф. PDM. Сеть. Всё работает уже 4 года.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 16-09-2011 10:14
sergsha, ну я, в общем-то, так и делал. Сначала сделал инвертор с PDM с питанием от БП с электролитами. Это опубликовано в
этой статье. Потом с подачи Jaxon убрал БП с электролитами. Запитал просто от моста с небольшой сборкой "пленки" (не помню, но, судя по снимку, - 6 мкФ). Испытания были вполне успешными. См. мой пост от 17-05-2011 14:52 на 96-й странице. К сожалению на данном форуме не получается адресоваться к конкретному посту. Только к странице. Может кто-нибудь знает как?

Ну так вот. Потом лето и отпуск. Уже осенью (в рамках договоренности с rost) во вполне рабочей конструкции сделал еще два изменения - перешел на пониженные частоты (66 кГц) и АПЧ. Тут все и "заколдобило". Видимо нужно было более тщательно отработать "летнюю" конструкцию (PDM + "без электролитов"). А к питанию с электролитами что переходить? Это уже пройденный этап.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 184
Добавлено: 16-09-2011 10:15
При работе с автотрансформатором при повышенном (20%)напряжении у меня тоже вышибает электролиты источников служебного питания 400В*40мкф в составе литейки,в режиме плавки, но эти же источники спокойно работают при повышенном на 30% питании при отключенном индукторе.
без автотрансформатора всё работает отлично.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 16-09-2011 10:29
To ShN

Ещё раз!
Минимизируйте паразитную индуктивность между блоком питания и ключом. Кстати, супрессор живой?
Вы наверное имеете в виду конструкцию, которая описана в статье. Сейчас фактически нет никакого блока питания - выпрямительный мост и несколько пленочных конденсаторов. Все это хозяйство висит на том же радиаторе, что и ключи. Посмотрите мой пост от 17-05-2011 14:52 на 96-й странице. Там есть общий вид.

Сейчас сфотографирую подробнее как весь это макет выглядит - положу. В рамках макета там уже нечего уменьшать. Иначе в нем что-то менять будет очень трудно.

PS

Да, забыл про сапрессор. В старой конструкции (с БП на электролитах) он стоит всего лишь как фильтр от импульсных помех между сетью и инвертором. Как в ту, так и в другую сторону. Роль снаббера он не выполняет, да и не был для этого поставлен.

======================
PS2 Вот сфотографировал макет в процессе работы. В данный момент он подключен к источнику постоянного напряжения 50В + небольшой электролит. Не обращайте на это внимания. Это просто отладочный момент. В рабочем режиме к правым клеммникам (которые за щупом) напрямую подходит сеть.



Я не стал развешивать пояснительные ярлыки. Если что-то непонятно или смущает - скажите - я поясню.

Это живой, "сопливый" макет как по силовой части, так и по управлению (две макетки в левой нижней части). Ну а как еще "широко" экспериментировать? Схема этого макета - выше (в начале этой страницы - пост от 14-09-2011 23:43). Только транзисторы сейчас стоят другие - IRGP50B60PD1.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 176
Добавлено: 16-09-2011 11:14
To ksv
Согласен с e-nik по поводу Латра
Поэтому можно для отладки в разрыв сети включать резистивный
балласт .такой чтобы никогда не превышать максимальных токов
ключей.Я пользуюсь таким приёмом.Только не используйте эл.приборы(утюги чайники)
с термо выключателем первое же его срабатывание вызовет межконтактную дугу
-------------
Начал разводку платы SSTC (первая версия) к этому проекту под одним бодом
присоединю кое-что нужное для меня и плату драйвера(ADUM1201+ TD350+ ключ+снаббер
не нравятся мне эти bootstrap драйверы и на это есть причины.
думаю на следующей неделе проект закончить.и ёщё через
неделю собрать физически.Тогда Вам вышлю.
----------


магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 16-09-2011 11:26
Да. ЛАТР в данном случае - не самое лучшее решение. Скорее даже - очень плохое. Поставлю последовательно резистор (лампочку в крайнем случае). Но сначала поизучаю как работает PDM с индуктивным источником питания (постоянка + последовательно индуктивность миллигенрей с десяток). Как модель сети "на постоянке". Там наверно все и прояснится.
---------------
SSTC - отлично! А вот у меня, к сожалению, пока полный раздрай. Похвастаться пока нечем. Сами видите..

Но почему-то я уверен в скорой победе над этими авариями.


мастер
Группа: Участники
Сообщений: 106
Добавлено: 16-09-2011 11:34
Транзисторов уже ушло много. +/- 2шт - ничего не меняют
Латр долой. Прямо в сеть. Балласты тоже можно не включать. PDM=1%. ВКЛ. PDM увеличиваем до 100%.
Итог:
1. Всё отлично работает. Вывод - ЛАТР.
2. "БАБАХ". Вывод - продолжаем думать.

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 16-09-2011 11:40
Ну так я уже говорил e-nik-у что и без латра бабахают. Проверял. Правда смотрел я это чуть раньше на MOSFETах и по другому поводу.

Нет. Индуктивность сети - это принципиальный вопрос. Нужно "пощупать" как она с PDM взаимодействует. Сначала на постоянке, потом на переменке. Там может и мысль придет какая-нибудь светлая.

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 106
Добавлено: 16-09-2011 11:48
To ksv
Ну так я уже говорил e-nik-у что и без латра бабахают.

При этом стояли электролиты или только плёночные?

магистр
Группа: Модераторы
Сообщений: 1481
Добавлено: 16-09-2011 12:00
Конечно только пленка. Сейчас мы говорим только о питании без электролитов.
-------------------------
С электролитами никаких особых проблем и не было. По крайней мере на моих двух установках, которые немало "потрудились" весной и в начале лета. Ну тот вариант, что в последней статье описан. Где Вам длинные провода не понравились.

гроссмейстер
Группа: Участники
Сообщений: 176
Добавлено: 16-09-2011 12:21
To НЕХ
На схеме ksv трансформатор TT1 не участвует ни в чём
поэтому заменять его нет смысла Эта ремарка по поводу
"медленного прочтения"
трансформатор ТТ2 считывает синус.ток для вычисления
периода свободных колебаний.IC3 вычисляет этот самый
период когда "сила" молчит поэтому "глюков" в программе быть
не может.Это опять к вопросу "медленного прочтения"

К вопросу Зачем PDM Мне она нужна для ультразвуковых
нагрузок,где частотное регулирование мощности невозможно в принципе
-------------------
То ksv
Для компенсации индуктивности сети энергетики
ставят косинусные конденсаторы
но я в этих вопросах не разбирался

мастер
Группа: Участники
Сообщений: 106
Добавлено: 16-09-2011 12:53
To ksv
Каким образом вычисляется период свободных колебаний при питающем напряжении близком к нулю?
Или по другому. При каком минимальном напряжении TT2 MAX942 работает устойчиво?
Или возможная нестабильность выходного сигнала компаратора как-то учитывается? Аппаратно не вижу.

===================
Посмотрел внимательнее - нашёл! PC817."Разрешение измерения периода". Синхронизация есть. А вот всегда ли при сигнале "Разрешение измерения периода" выходной сигнал компаратора чистый?
Можно попробовать поиграть (причём существенно) задержкой начала измерения периода относительно сигнала "Разрешение измерения периода". Предполагается, что нагрузка стабильна.

Страницы: << Prev 1 2 3 4 5  ...... 114 115 116  ...... 196 197 198 199 Next>> новая тема
Раздел: 
Gauss2k - gauss gun у тебя дома / Электроника и Электротехника / Индукционный нагрев металлов.

KXK.RU