Страничка эмбеддера, Форум

Здравствуйте, уважаемые!
Пришла пора создавать тему и мне, так как вопросов много, задавать их кому-то надо, а драгоценное время бесполезно тратится на увлекательные эксперименты - в итоге дело продвигается крайне медленно, да ещё и с постоянным наступанием на грабли.
Прошёл весь путь тесластроителя: сопливая и малоудачная SGTC на двух МОТах, в контуре которой погибло немало конденсаторов (даже самодельных), качер на 460 фете, полумостовая ССка на неважнецких ИГБТ, павшая в неравном бою в борьбе за жизнь без прерывателя... Собрал i1 от Сергея, собрал драйвер по уже обрастающей бородкой схеме

, решил делать мост на 50B60PD1. Но неожиданно появились новые детальки.
Итак:
Имеется мост на кирпичах TOSHIBA MG150Q2YS40.

Неторопливые, но 60кгц должны тянуть при условии переключения в нуле тока. Собран на огромном радиаторе, соединён медными шинами, обвязан плёнками на 1mF (маловато, да) и снабберами

скорость заряда которых несколько больше максимального времени закрытия транзисторов. Вроде бы как так и надо. Ещё поставлю сапрессоры на каждый кристал каждого полумоста, 1.5КЕ440СА. В питании диодный мост 50А 1000V, две банки по 4700mF 450V, обвязанные конденсаторами на 0.1mF. Радиатор будет заземлён, минус DC шины будет соединён с землёй через конденсатор 0.1mF. Для управления затворами имеются промышленные оптодрайвера, которые тягали именно эти транзисторы и по которым ещё будут вопросы.

Схема одного канала оптодрайвера:

Для управления оптодрайвером хотелось бы использовать уже собранный когда-то драйвер. Выход UCCшек на вход опторазвязок драйвера - через буфер или диоды с резисторами. Вот только дед тайм надо ввести в схему как-то.

Вопросы:
1 - Плёночных конденсаторов, которые на К-Э транзисторов стоят, можно сразу ставить больше, 1mF будет мало полюбому? Как-то считается это или смотрят по выбросам?
2 - Каким образом добиться задержки включения оптрона для организации необходимого дедтайма? Вводить полюбому буфер, между элементами которого поставить резистор впараллель с обратным диодом и конденсатор, варьируя номиналом которого можно регулировать задержку включения?

0. Транзисторы, откровенно говоря, плохие. Очень медленные и с большим напряжением насыщения. Но раз сделал, попробуй, конечно.
1. Пленки нужно по выбросам подбирать, но так как это 1200в трназисторы, можно их вообще убрать. А чтобы иголки не пролезли поставить на К-Э супрессор на 600в. Естественно, пленку на шинах питания нужно отсавить.
2. Задержку можно добиться просто RDC цепями на входе оптрона. Но сильно увлекаться дедтаймом не стоит, нужно просто проследить чтобы сигналы откровенно не пересекались. Маленький сквозняк при скважности ДРки вполне допустим.

Читаю даташит на транзистор и чёт не пойму... Частота, с которой он может переключаться это единица, делённая на t_on + t_r + t_off + t_f? Ну то есть на сумму всех временных процессов переключения. Так же?
Значит в нормальных условиях это 0.4+0.3+0.8+0.2=1.7 микросекунд, а в худшем случае 0.8+0.6+1.5+0.5=3.4 микросекунд, что в переводе в частоту получается 588kHz и 294kHz соответственно... Видимо, я как-то не так считаю, должно же быть на порядок меньше! Подскажите в чём ошибаюсь?

Если так считать, то все время он будет в состоянии переключения, что очень плохо. Когда транзистор переключается, он не обеспечивает нужного тока. Обычно, стараются, чтобы время когда транзистор находится в полностью включенном или полностью выключенном состоянии было как минимум в 10 раз больше чем время переключения. Тоесть, для твоего случая, это 58 и 29кГц соотвественно.

Это же просто замечательно! У меня вторичка 160*800, намотана проводом 0.51 и с двумя торами резонирует на частоте 60kHz с копеечками.

Возможно, изготовлю новую вторичку на 200 трубе и более тонким проводом. Попробуем сначала поиграться с этой. Первичка выполнена медной трубкой 12мм, уложена лёгким конусом и имеет 9 витков.

Вторичка имеет несколько не законченный вид, это мелочи. Всё в сборе:

Сейчас передо мной препятствия:
1 - Обеспечить дедтайм. Всё решится экспериментальным путём.
2 - Обеспечить корректировку фазы.
3 - Собрать источник питания для оптодрайвера. Нужно четыре двухполярных +-15в источника.

Да, но может не повезти и выйдет частота меньше чем 50кГц. В любом случае, раз уж собрал, нужно тестировать

Появилось свободное время, продолжаем.
Правильным ли будет указанное на схеме соединение драйвера с оптодрайвером? Будет ли таким образом формироваться задержка включения оптрона? Может есть ещё варианты какие?

Будет, конечно, то 10ом на фоне 520 очень маленькая величина, нужно увеличивать до тех пор, пока дедтайм не устроит.

Ещё вопрос. Собственная входная ёмкость оптрона очень мала, не нужно ли её специально увеличить для большего затягивания времени срабатывания?



пс. Пишу, а сам думаю - да возьми же и промоделируй... Но стороннее мнение знать тоже хотелось бы ))

Тут даже не моделировать нужно а смотреть осциллографом на выход. Естественно, если не хватит затягивания с разумными номиналами резисторов (до 1к, к примеру), придется ставить емкости.

Блин, спалил вход обратной связи...
Что получилось до этого сделать:
Подобрал дедтайм ёмкостью на входе оптрона. Великоват, очень даже, но зато сквозняка в силовой нет.
Генерация начинается вольт с десяти на силовой. При таком напряжении резво загораются неонки и можно с тора получит миллиметра три в предмет. С тридцати вольт результат получается уже чуть лучше - Влад в белых трусах это на себе замечательно демонстрирует ))

Более тшательный подбор резонанса и увеличение напряжения до 60 вольт дало 10 сантиметров в заземлённый предмет или просто небольшую двухсантиметровую кисточку в виде стриммера...

При этом я пробовал три трансформатора обратной связи, намотанных на различных ферритах разным количеством витков. С одним из них потребление тока резко росло, а выхлоп наоборот уменьшался. Лучшим оказался результат с полутора сотней витков, но с подключённым одним концом. Второй конец трансформатора просто висел в воздухе:

Из-за этого и сгорело, скорее всего. А когда подключён второй конец обмотки, результат ухудшается процентов на 30. Ну тут надо ещё играться. Вот перепаяю микруху и буду играться )) Сгорело при напряжении за сотню вольт при таком результате:


Мне крайне необходим нормальный контроллер, Сергей! Очень-очень даже.

Влад в белых трусах это на себе замечательно демонстрирует ))

Не издевайтесь над ребенком. Воздействие разрядов на организм не изучено, и врядле очень полезно.

Мне крайне необходим нормальный контроллер, Сергей! Очень-очень даже.

В процессе.

Надо бы отписаться, а то что-то я всё мимо этой темы, всё некогда...
Так вот, забил я на мост из этих кирпичей, отложил его в сторону и применю для чего-нибудь другого. Возможно, намотаю когда-нибудь вторичку на немного килогерц... А пока соорудил полумост на 50b60.
Параметры на данный момент:
-Первичка та же, лёгким конусом 9 витков ( резонанс на 6.5 витке ), трубой диаметром 12 мм, расстояние между витками 9 мм. Угол наклона конуса небольшой, разница высот между первым витком и точкой резонанса - 4 см.
-Вторичка проводом 0.51 на трубе диаметром 16 см, высота намотки 79 см, нижний виток поднят относительно первого (нижнего) витка первички на 9 см. Низ заземлён на ноль сети ( отдельным проводом на корпус щитка в подъезде ), сверху установлен тор из гофры диаметром 15 см, внешний диаметр 52 см.
-Драйвер остался тот же, обратная связь на том же непонятном колечке, прерыватель на одной ne555, позволяющий регулировать ширину импульса от 30 до 270 микросек и позволяющий задирать BPS до выхода в CW. Гдт на зелёном колечке, 8 витков провода от UTP.
-Силовая на 50b60, обвязаны супрессорами 1.5ке440са, пленками 4 мкф прямо на ноги транзисторов, на затворах 1.5ке18са (на флайчике пишут, что это напрасно). Дедтайм формируется RD-цепочкой на затворах, резистор 5.1 ом. В делителе электролиты по 1300 мкф и плёнки по 3 мкф в плечо. В фильтре немножко плёнок и банка 4700 мкф 450 в. Питание через разделительный транс с регулировкой до 200 в.
-ММС из К78-2 100 нан 5 кВ, 5 цепочек по 5 конденсаторов. Отбирались в цепочки по С-метру.

В результате пусков были получены разряды в потолок, длинной более 60 см, правда, с длинной накачки более 150 мкс и в импульсном режиме - не справляется питающий транс, не успевает заряжать кондёр фильтра.

До 100 мкс нормально работает в непрерывном режиме, вылазит куст в 30-40 см в зависимости от BPS при 180 вольт на выходе трансформатора. Когда BPS накручено до режима сплошной работы, то короткими импульсами можно получить жуткий белый шипящий жгут плазмы, лупящий в потолок или стену.
Транзисторы еле заметно грелись и были бы по сей день живы, если бы я не протупил... Вынимал вилку питающего транса из розетки при включенном драйвере и заряженном кондёре - вдруг вылетел красивый и сочный стриммер. Прикололо. Я ещё раз всунул\высунул, потом ещё, ещё... БАБАХ!

Больше так делать не буду.
Кстати, на затворах была весьма неплохая картинка даже при питающем под 200 АС.

К сожалению осцилл весьма жалок и вызывает лишь раздражение, но хоть что-то увидеть можно. На затворах звона было не видно...
Полумост на неделе восстановлю. Походу с транзисторами погибли какие-то конденсаторы из делителя.
Теперь нужны рекомендации, в какую сторону мутировать катушке, чтобы при меньшей накачке иметь нормальный результат.

Хочется отметить, что всё очень красиво сделано. За это ЙаДу огромное уважение. Но, как это часто бывает, красивость не всегда может похвастать отличной работоспособностью.
80х16см - очень большая вторка, как раз для CM600, но никак не для ТО-247. С ними куда более весёлые результаты выдал бы резонатор размерами 11х25...33см или 16х35...48см. Это лично моё мнение, и оно бралось из расчёта "золотого сечения" для вторичек - 1:3 диаметр каркаса/высота намотки. Отлично будут работать и "пеньки", но, мне кажется, для DR-ки они не очень.
Мир клином на одних лишь 50B60 не сошёлся. Да, они очень неплохие по соотношению ТТХ/цена. Но есть ещё более вкусные - FGH60N60SMD и FGY75N60SMD. Первые были мною лично опробованы в SSке, результат порадовал. Можно взять их на пробу и поиграться, посмотреть, что да как.
В GDT 8 виточков, рабочая - 60кГц... Попахивает насыщением (что нам прекрасно показывает осциллограф - проседание единицы). Лучше домотать пару-тройку витков.
Успехов!

Отличный результат, я считаю. С ГДТ соглашусь, витки домотать надо, а показания осциллографа настораживают, слишком уж все хорошо.
Мутировать советую сначала в сторону OCD. Скорее всего, из-за превышения тока, 50b60 и полетели. И резонансная частота у тебя низкая, лучше брать IRG4PC50UD, если, конечно, вторку переделывать не будешь.

Спасибо за ответы. Вторку поменьше как-нибудь на досуге намотаю, надо же экспериментировать и в этом направлении. Вообще в планах изготовление вторички на 200мм трубе - вот только подвернётся мне такая под руку...
Транзисторы FGH60N60SMD действительно хорошие, в Космодроме даже дешевле пресловутых 50b60. Закажу штучек 6 - пару взорву в полумосте, а из четырёх потом сооружу мост, который тоже, видимо, взорву )) Всё во благо науки.
На осциллограмме, приведённой в предыдущем посте, цены делений 2 мкс\10в. Сразу не указал, извините. Снято с затвора нижнего ключа при 180-190 АС. Сам удивлён красивой картинке, предыдущие эксперименты с гдт давали куда более ужасные результаты. А, это же кольца от BSVI За что ему отдельное спасибо )) Получается, частота моей нынешней системы где-то 115-120 кГц.
OCD имеется, правда, отключено было в тот роковой момент. Картинка с трансформатора тока OCD:

Сам трансформатор выполнен на синих кольцах эпкос каскадно 1:33:33, параллельно включён резистор 10 ом, на осциллографе Y=1в, при питании 180 АС и длине импульса около 90 мкс. Получается, в контуре эдак 360-380 ампер гуляло.
Сколько способны выдержать 50b60 при 100 мкс и на моей частоте, если будет мост? 400 ампер выдержат? Или проверять, доводя до взрыва? )
И тот же вопрос по FGH60n60.

Я тестировал IRG4PC50UD. Они выдерживают до взрыва килоампер. На 400А работают тоже не долго, минутки две всего. С перегрузкой такая беда - чем больше перегрузишь тем меньше проработает. Сколько перегруза и сколько выдержат конкретные транзисторы по даташиту не скажешь, только тестировать.

ПС: накачка оч. хорошая.

Здраствуйте !
Йад , TOSHIBA MG150Q2YS40 -аналогичные кирпичи у меня тоже есть , но нету драйвера чтобы их качать .
Спасибо что выложили схему промышленого драйвера - хоть буду иметь представление куда нужно проэктировать инвертор на TOSHIBA MG150Q2YS40 .
Собственно хочу качать на них 50-75 ампер на частоте около 20-25 кГц , но греться будут ужасно . Еле накопал в сети , что на этих кирпичах потери на переключение равны Eon=35mJ Eoff=20mJ . Если правильно я считаю (35+20)*10^-3 * 4 (ключа в мосте) * 25000Гц = 5500 ватт динамических потерь на мосте ! Добавить статических = 3в*75А*0.4(коеф.заполнения)*4(ключа)=360 ватт . Итого 5860/2 = 2930 ватт на модуль , а максимальная даташитная 1100 ватт . Посмотрел радиатор на котором вы смонтировали свой мост - не маловат-ли ? Эти кирпичи работают в частотниках на единицах килогерц - что-то меня терзают сомнения относительно ваших 50-60кГц ...
Если есть ещё какая-нибудь практическая информация относительно моста на таких (или подобных) модулях - просьба поделиться ) .
Ну и ещё спрошу - можно узнать что за микруха справа на плате драйвера возле кварца ?http://tqfp.org/forum/download/file.php?id=691&sid=f261e7d4647bab105af530a62c3ca1bd&mode=view
А может вам этот драйвер лишний - продать нет желания ? , ато мне ваять как-то влом ).

Chay-Nick писал(а):Если правильно я считаю

динамические потери на одном модуле составят 1375 Вт, что выше мощности рассеяния, которая, тем более, снижается с повышением температуры, а произойдёт это очень быстро. Прибавляем к этим потерям статические и выходит, что данные транзисторы на такой частоте можно использовать в кратковременном режиме, но с высоким риском выхода из строя, т. к. нет внутреннего контроля температуры. В мостовом преобразователе общие потери умножайте на два, а не на четыре.

Chay-Nick писал(а):А может вам этот драйвер лишний - продать нет желания ? , ато мне ваять как-то влом ).

обычный драйвер с защитой от КЗ по контролю Vcesat. В наше время его можно сделать гораздо проще, лучше и дешевле.

neon , похоже я упустил одну важную деталь "но 60кгц должны тянуть при условии переключения в нуле тока." . . Но мне осталось непонятно как вы посчитали 1375вт ?
И ещё ткните меня носом в "гораздо проще, лучше и дешевле." драйвер чтобы смог 5А уверено загонять/сбрасывать в двуполюсном режиме . Заранее благодарен за помощь !

всё как и у вас, только я считал потери для одного ключа в режиме жесткого переключения. Режим ZCS снизит потери на выключение, но 875 Вт тепла всё равно это уже перебор для данной сборки. Если только кратковременно включать и ждать после этого пока снизится температура. В общем далеко не лучший выбор эти сборки.

Драйвер для одного модуля. Берёте ACPL-333J (http://docs.avagotech.com/docs/AV02-1087EN), добавляете три внешних биполярных транзистора (рис. 41) и несколько дискретных элементов, один изолированный двухполярный источник питания и получаете современный драйвер для управления достаточно мощными сборками. При этом у вас будет:
изолированный вход;
контроль выхода транзистора из насыщения с изолированным сигналом срабатывания защиты и мягким отключением транзистора и т. д.

Обязательно прочитайте дополнительные файлы по использованию данного драйвера, там найдёте много чего интересного.