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?
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.
@ 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.
