Hallo Leute, ich möchte einige IGBTs parallelschalten und möchte an die Drain-Beinchen eines TO220-Gehäuses Dämfungsperlen überziehen, um den Ausschaltstrom im Auschaltmoment einer induktiven Last symmetrisch zu halten. Das Problem: die Dämpfungsperlen (, die Baufermtechnisch nicht größer gwählt werden können) gehen schon bei 2A merklich in sättigung, während der aktive Bereich in dem die Dinger eigentlich helfen sollen bei >70A gleichstrom offset ist. Kann man den Dämpfungsperlen irgendwie helfen? z.B: mit 0.3 Cu-Lackdraht eine kurzschlusswindung aufbringen? Aber gegen das "DC" hilft das auch nicht. (das DC liegt für maximal 1ms an) Die Perlen fügen laut Messung eine Induktivität von 350nH hinzu. Bleiben für mich wenigstens 20nH übrig, wenn ich die Teile so in sättigung fahre? Hat mit sowas jemand Erfahrung? :-O MFG
@Dämfer (Gast) >Drain-Beinchen eines TO220-Gehäuses Dämfungsperlen überziehen, um den >Ausschaltstrom im Auschaltmoment einer induktiven Last symmetrisch zu >halten. Hmmm, ob das SOOO funktioniert? >Kann man den Dämpfungsperlen irgendwie helfen? Luftspalt reinfräsen? ;-) >Die Perlen fügen laut Messung eine Induktivität von 350nH hinzu. >Bleiben für mich wenigstens 20nH übrig, wenn ich die Teile so in >sättigung fahre? Für 20nH reichen 20mm Draht. Typische TO220 ICs haben um die 5-10nH zwischen Anschlusspunkt auf der Platine und IC im Gehäuse. Dazu kommt deine Verdrahtung auf der Platine un im Gerät.
>Hmmm, ob das SOOO funktioniert?
Ja, im Abschaltmoment (induktiv!) verhindert das, dass an den IGBTs im
unsymmetrischen falle unkontrolliert schnell der Strom steigt oder
abfällt. Zusammen mit einer von vorn herein begrenzten Gatespannung
zeigt eine Spice-Simulation dass das durchaus positive Effekte hat.
20nH hin oder her :-) Längere Beinchen erzeugen die gleiche Induktivität
auch am Gate. das will ich nicht. Daher der ferrit ring ;-)
Aber ansägen hilft auch nicht, da geht ja die induktivität auch futsch
:-(
Wobei das so oder so passiert. wegen sättigung.. hillft ein spalt
wirklich? :-O
@ Dämfer (Gast) >Wobei das so oder so passiert. wegen sättigung.. hillft ein spalt >wirklich? :-O Du erwartest kleine Wunder von so einer Ferritperle. Die Dinger wurde vor langer Zeit mal erfunden, um Kleinsignale zu dämpfen, nicht Starkstrom.
hmmh. heißt das im klartext, dass ich mit einer Luftspule besser beraten wäre was bauform und größe angeht, weil ich mich da auf die eigenschaften verlassen kann?
Sieht wohl so aus. Stabkerndrosseln scheinen brauchbar, aber bei 70A werden die auch recht groß.
neeeh muss mini klein sein :-( mir reichen ja schon 20-50nH... Es gilt echt nur die gaanz kurze Zeitspanne zu überbrücken, in denen die IGBTs desaturieren. wenn das erstmal läuft ist das gröbste übrestanden.
Rechne dir einmal den Sättigungsstrom für folgende Ferroxcubekerne aus: TC4/2.2/1.6-4C65 TC4/2.2/1.1-4C65 Es wird vermutlich nicht reichen, aber evtl. hilf es ja schon ein bischen. Willst Du ohne Luftspalt davonkommen musst Du nach einem kleinen Ringkern aus einem Material mit mü-i deutlich kleiner 100 suchen. Dürfte nicht ganz einfach werden. Gute Nacht Hauspapa
Eine wegen des Aufwandes etwas hässliche aber funktionierende Lösung: Für jeden IGBT ein eigener Gatetreiber. Die Ansteuerung so gestalten, das sie abwechselnd ein paar ns früher oder später ausschalten. Dann trägt pro Schaltvorgang jeweils ein IGBT die Hauptlast der Schaltverluste, beim nächsten Zyklus ist dafür der andere dran. Mit teilweise abschaltbaren Gatewiderständen lässt sich das auch erreichen, ist am Ende aber derselbe Aufwand. Gute Nacht Hauspapa
@ Dämfer (Gast) >neeeh muss mini klein sein :-( >mir reichen ja schon 20-50nH... Na dann sag das doch DIREKT! 50nH Sind 3 Windungen dicker Draht auf einem Bleistift. Diese Luftspule hat auch keine Probleme mit Sättigung.
Hmmh. Ich fragr mich gerade, ob ich das Bauformtechnisch eventuell sogar hinbekommen würde. Der zusätzliche ESR ist ja auch nicht unbedingt unwillkommen. Wird so eine Luftspule probleme mit dem Gate machen? Die Spule wäre sehr nah am IGBT selbst.
Määäh. http://home.arcor.de/wetec/rechner/cspule.htm 7 Windungen auf 6mm Bohrer das is viiiel zu groß :-(
Dämfer schrieb: > TO220-Gehäuses ... IGBT ... >70A Gehen die 70A durch einen einzigen IGBT im TO220?
Dämfer schrieb: > 7 Windungen auf 6mm Bohrer das is viiiel zu groß :-( Dann wirst Du Dich wohl mit Supraleitern beschäftigen müssen ... Gruß Jobst
@ Dämfer (Gast) Das geht auch mit einem einzigen Treiber für mehrere parallelgeschaltete IGBTs. Das aller wichtigste ist jedoch ein möglichst symmetrischer Aufbau auf der Platine. Du mußt dafür sorgen, daß die parasitären Induktivitäten im Layout möglichst symmetrisch sind, egal wie groß Du sie machst. Aber Achtung: Wenn Du die Induktivitäten künstlich erhöhst, dann mußt Du auch mit den Folgen beim Abschalten leben. Wenn z.B. die Entsättigungsüberwachung bei mehrfachem Nennstrom anschlägt, und Du genauso schnell abschaltest wie bei Nennstrom, überlebt Deine Endstufe das erste Abschalten nicht und wird durch die auftretende Überspannung zerstört. Wenn Du wirklich SO ein Thema hast, rentiert es sich über eine Zusatzbeschaltung nachzudenken, die im Fall einer Entsättigung LANGSAMER abschalten.
Hai! Dämfer schrieb: > Määäh. http://home.arcor.de/wetec/rechner/cspule.htm Die Bedienung dieses Rechner ist ziemlich krank. > 7 Windungen auf 6mm Bohrer das is viiiel zu groß :-( 7 Windungen (1mm Draht, also 7mm Spulenlaenge) auf einem 6mm-Bohrer gibt 179nH. Du wolltest 20nH haben, habe ich das richtig in Erinnerung? Grusz, Rainer
ok, darf ich fragen, wie man die Induktivität ausrechnet? Die Schulbuchformel halte ich für unangebracht, da ich keine lange Spule habe. Wo hast du den Wert her? Was die Symmetrie angeht: das ist eben das Problem. Die Symmetrie ist nicht gegeben (formfaktorbeschränkung) und deswegen sollen die parasitären einflüsse zur feste Zusatzinduktivitäten ausgeglichen werden. Langsamen Abschalten ist kein Problem. Der Spannungspuls beim Abschalten wird durch ActiveClamping geschluckt, wobei der Spannungspuls von einer recht dominanten Streuinduktivität gebildet wird. Die zusätzlichen Spülchen sind da also vernachlässigbar. Der Abschaltvorgang sieht dabei so aus: 1) Gates über 220Ohm||10nF entladen. Das senkt die Gatespannung recht schnell in die nähe der Entsättigung und zieht weiter das Gate nach unten. 2) Sobald entsättigung eintritt (Uce > Uge), wird das Gate mit wesentlich mehr bums entladen. 3) Da durch 1) sichergestellt ist, dass der IGBT analog arbeitet (keine Verzögerung zwischen Gatespannung zum Kollektorstrom, wie man es aus der reinen Sättigung raus gewöhnt ist), kontrolliert hier ActiveClamping die Maximale Abschaltgeschwindigkeit. Ich habe allerdings gestern 2 (75A-)IGBTs mit 440A Abschaltstrom für 100us belasten können. (100us, 220V, 50uH Luftspule) Interessant. Das ist über dem Spezifizierten Kurzschlusstrom und trotzdem hats erstmal nicht BUM gemacht. (jajaja langlebigkeit ist erstmal wurst, es geht ums prinzip - wär da was heftig unausgeglichen hätts bei 440A definitv geraucht). Wenn man nur wüsste, wie viel Sorgen man sich machen muss -.- da wär alles einfacher.
>ok, darf ich fragen, wie man die Induktivität ausrechnet?
So etwas rechnet man garnicht aus, sondern probiert es einfach aus. Du
weißt ja was die Drossel machen soll und probierst einfach verschiedene
Induktivitäten aus, bis die Schaltung macht, was sie soll. Ich bezweifle
aber, daß dir eine nahezu völlig verlustfreie Drossel wirklich hilft. In
der Regel erzeugst du damit nämlich sehr ungesunde Resonanzen...
Njaaa... deswegen ja auch die blöde Ferritperle usw -.- Is ja alles nur unfug. egal wie mans macht. hmmmmmm. So eine parallelschaltung is eifnach nur blöd. aber wirtschaftlich.
Hai! Dämfer schrieb: > ok, darf ich fragen, wie man die Induktivität ausrechnet? > Die Schulbuchformel halte ich für unangebracht, da ich > keine lange Spule habe. Wo hast du den Wert her? Von der Arcor-Webseite, die Du genannt hast. Deswegen hatte ich meine Bemerkung ueber die kranke Bedienung gemacht, weil ich vermute, dass fuer Deine Werte einfach Fehleingaben verantwortlich sind. Ich habe auch drei oder vier Vergleichsrechnungen mit dem Taschenrechner gebraucht, ehe ich vernueftige Resultate erhalten habe. (Falk hat mit "drei Windungen auf einen Bleistift" ziemlich gut geschaetzt :) Grusz, Rainer
Aaach menno. das mit dem Draht wird blöd, habs grade probiert. Ich brauch das ja irgendwie auch "massentauglich". Sry, dass ich vorher erstmal nix gesagt habe, aber ich schalte immerhin 20 IGBTs parallel. Das blöde ist nur, dass die diskussion abdriftet, um zu erjklären wieso und weshalb. kurzum: finanzielle gründe erschaffen ingeneurstechnische dilemma. ist doch immer so. Die 20IGBTs sind auf einer 8x8cm Platine verpackt, die Top=Emitter und Bottom=Collektor ist und die Gate-Ansteuerung (geschieht in 5er-Gruppen) sitzt huckepack auf der platine. Ist nicht schön, aber der Formfaktor gibt es nicht anders her. Ich habe die Anordnung mal im Frequenzbereich FEM-Simuliert und die IGBTs durch 40mOhm ersetzt (Kleinsignal-Widerstand im eingeschalteten Zustand laut SpiceModell vom Hersteller) Allerdings hab ich nur den Betrag des Stromes ausgewertet und nicht den Komplexen wert. Ich weiß ehrlichgesagt nicht wie man von Phasenverschiebung bei Frequenz xy auf Timing-Unterschiede beim Schalten kommt. Die Spice-Simulation sagt ich schalte maximal mit 500kHz Bandbreite (tr=1us - Sicherheit) nach der Oszi-Faustformel BW=0.35/tr Selbst die 3. Oberwelle würde lauf FEM betragsmäßig innerhalb der +/-10% Mismatch liegen, was sehr tolerabel ist.
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