Hallo zusammen, ich versuche mit einem AVR ATMega644 einen IGBT zu steuern. Die gesamte Schaltung besteht aus zwei Versorgungskreisen, zum einen VCC auf +5V, bereitgestellt durch das Board des AtMega. Des weiteren VDD auf +30V von einem OpenFrame Netzteil. Der Mikrocontroller kann über zwei Pins die Schaltung bedienen. Über Pin 1 werden zwei Relais bedient, die einen Kondensator aufladen. Nach dem Aufladen kann über Pin 2 über einen IGBT der Kondensator über eine Spule entladen werden. Der IGBT benötigt mehr als 5V zum aufmachen, deswegen wird über einen Spannungsteiler aus 30V auf 15V geteilt und diese über einen Bipolartransistor geschaltet. (siehe Anhang für gesamten Aufbau) Leider funktioniert das Schalten des IGBTs nicht und nach betätigen von Pin 2 ist der IGBT defekt (wiederholbar :/ ) und hat zwischen Gate und Emitter ca. 100 Ohm Widerstand (defekt). Meine erste Frage: Was habe ich übersehen? Der IGBT sollte sowohl Spannung als auch Strom mehr als aushalten. Zweite Frage: Gibt es eine schönere Methode, die Spannung für den IGBT zu schalten? Edit: Ich habe natürlich ein paar Daten vergessen. Der IGBT ist ein IOR G4BC30U. Und es ist noch wichtig zu bemerken, das GND an T2 das GND des µC Boards ist, nicht das des 30V Netzteils. Cheers, Philipp
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Philipp B. schrieb: > Leider funktioniert das Schalten des IGBTs nicht und nach betätigen von > Pin 2 ist der IGBT defekt (wiederholbar :/ ) und hat zwischen Gate und > Emitter ca. 100 Ohm Widerstand (defekt). Das wird daran liegen, dass er gar nicht von Pin2 angesteuert wird. Aber der arme T2 müsste jedesmal fürchterlich explodieren.
hinz schrieb: > > Das wird daran liegen, dass er gar nicht von Pin2 angesteuert wird. Aber > der arme T2 müsste jedesmal fürchterlich explodieren. Siehe Edit, falls das was ändert. Ansonsten: Wieso wird er nicht von Pin2 angesteuert? Könntest du das etwas näher ausführen? Ich habe mich ja mit dem Posting hier schon dazu bekannt, das ich die Ursache nicht kenne und es mir gerne erklären lassen würde...
Das ist ein ziemliches Durcheinander, Welche Masse, welche Versorgung ....?? Kannst Du das mal in eine Form bringen, in der man das Ganze auch versteht? wendelsberg
@ Philipp B. (philipp_b) >(siehe Anhang für gesamten Aufbau) Reichlich wirr. Schaltplan richtig zeichnen >Leider funktioniert das Schalten des IGBTs nicht Wundert mich wenig. Nicht nur, dass dein Schaltplan wirr ist, auch die Schaltung an sich ist es. Dein IGBT liegt irgendwie sehr komisch auf einen beliebigen Potential? Und dein Steuerung? Wo liegt die? Da sieht doch keiner durch und ich hab auch keine Lust, das zu entwirren. > und nach betätigen von >Pin 2 ist der IGBT defekt (wiederholbar :/ ) und hat zwischen Gate und >Emitter ca. 100 Ohm Widerstand (defekt). Weil wahrscheinlich bei deinem komischen Aufbau viel zuviel Gate-Emitterspannung wirksam wird. Ausserdem kann die Induktivität schön Spannung erzeugen, wenn man ihr versucht den Strom abzudrehen. >Zweite Frage: Gibt es eine schönere Methode, die Spannung für den IGBT >zu schalten? Zeichne erstmal einen vernünftigem Schalplan. Das GND-Symbol ist deine Freund, damit man weiß, wo Masse ist!
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Falk Brunner schrieb: > @ Philipp B. (philipp_b) > >>(siehe Anhang für gesamten Aufbau) > > Reichlich wirr. > > Schaltplan richtig zeichnen > >>Leider funktioniert das Schalten des IGBTs nicht > > Wundert mich wenig. Nicht nur, dass dein Schaltplan wirr ist, auch die > Schaltung an sich ist es. Dein IGBT liegt irgendwie sehr komisch auf > einen beliebigen Potential? Und dein Steuerung? Wo liegt die? > Da sieht doch keiner durch und ich hab auch keine Lust, das zu > entwirren. > >> und nach betätigen von >>Pin 2 ist der IGBT defekt (wiederholbar :/ ) und hat zwischen Gate und >>Emitter ca. 100 Ohm Widerstand (defekt). > > Weil wahrscheinlich bei deinem komischen Aufbau viel zuviel > Gate-Emitterspannung wirksam wird. Ausserdem kann die Induktivität schön > Spannung erzeugen, wenn man ihr versucht den Strom abzudrehen. > >>Zweite Frage: Gibt es eine schönere Methode, die Spannung für den IGBT >>zu schalten? > > Zeichne erstmal einen vernünftigem Schalplan. Das GND-Symbol ist deine > Freund, damit man weiß, wo Masse ist! Oookay, immer langsam. Ich bin nicht nur neu hier, das war der erste Schaltplan, den ich je in Eagle erstellt habe. Da hilft diffuse Kritik häufig weiter. Ich habe die Leitungen entwirrt, ich hoffe das war gewünscht. Wo ich mehr GND Symbole hinzufügen soll, weiß ich nicht, es sind ja schon an den nötigen Stelle solche vorhanden. Ich bin, wie erwähnt, Anfänger mit Eagle, deswegen weiß ich z.B. leider nicht, wie man mehrere Spannungskreise einbaut, ich vermute mal nur ein GND ist hier falsch. Nach erneutem Begutachten des Schaltplans ist mir durchaus bewusst, dass die Schaltung bzgl. des IGBTs nicht funktionieren kann. Aber meine Frage bleibt bestehen: Der IGBT hält bis zu 20V auf GE aus, das sollte nie erreicht werden (die Spule hat eine Leerlaufdiode). Ansonsten würde ich gerne um Lösungsansätze bitten - wie kann ich den Strom aus dem Kondensator mit dem µC schalten? Hat jemand konstruktive Kritik? Und zur Erklärung der Schaltung: Es gibt einen Schaltkreis zum Aufladen des Kondensators (Relais, T1) und den Schaltkreis zum Entladen über die Spule. T2 ist nur hinzugekommen, weil der IGBT mit 5V nicht genug Strom leitet, als das es für die Entladung reicht (min. 10V nötig). Da war die Idee, einfach einen Teil der 30V zu verwenden. Und da T2 keine Spannung, sondern Strom schaltet, musste die LED parallel zum IGBT.
@ Philipp B. (philipp_b) >Oookay, immer langsam. Ich bin nicht nur neu hier, das war der erste >Schaltplan, den ich je in Eagle erstellt habe. Na gut, das wollen wir mal glauben ;-) >gewünscht. Wo ich mehr GND Symbole hinzufügen soll, weiß ich nicht, es >sind ja schon an den nötigen Stelle solche vorhanden. Die Schaltpläne sind nicht identisch. Am IGBT war beim 1. Schaltplan kein GND. >man mehrere Spannungskreise einbaut, ich vermute mal nur ein GND ist >hier falsch. GND kommt überall dort dran, wo GND gebraucht wird. Damit spart man sich meist viele GND Leitungen kreuz und quer über das Blatt. >Nach erneutem Begutachten des Schaltplans ist mir durchaus bewusst, dass >die Schaltung bzgl. des IGBTs nicht funktionieren kann. Immerhin ;-) >Aber meine Frage bleibt bestehen: Der IGBT hält bis zu 20V auf GE aus, >das sollte nie erreicht werden (die Spule hat eine Leerlaufdiode). Dein Schaltplan ist zwar besser, aber immer noch reichlich unklar. Was soll das denn werden? Mal wieder ne Coilgun? >Und zur Erklärung der Schaltung: Es gibt einen Schaltkreis zum Aufladen >des Kondensators (Relais, T1) und den Schaltkreis zum Entladen über die >Spule. Warum braucht man dann 2 Relais? > T2 ist nur hinzugekommen, weil der IGBT mit 5V nicht genug Strom >leitet, als das es für die Entladung reicht (min. 10V nötig). Da war die >Idee, einfach einen Teil der 30V zu verwenden. Gute Idee, aber schlecht umgesetzt. Ein Pegelwandler bzw. IGBT-Treiber sieht anders aus. Mit einer Kollektorschaltung wird das nichts. > Und da T2 keine Spannung, >sondern Strom schaltet, musste die LED parallel zum IGBT. Die LED ist nebensächlich ^3 ;-) Also Schaltplan weiter verbessern. Zeichne einen KLAREN Leistungskreis. Wozu die beiden Wechslerrelais?
So wie ich das sehe, knallst du mit 30V auf das Gate. Laut Datenblatt sollten es max.20V sein. Oder sehe ich da was falsch, bei der Schaltung?
1. Du laedst 23500 uF ohne ersichtliche Strombegrenzung. Das werden die Relais nicht lange mitmachen. 2. Der Bezug der Masseanschluesse ist unklar, sind alle GND miteinander verbunden? Dann haben LED1 und R4 keine Funktion. Was genau willst Du erreichen? Hubert G. schrieb: > So wie ich das sehe, knallst du mit 30V auf das Gate. Aber nur, wenn an der Basis von T2 30V + Ube erreicht werden. Wahrscheinlich sind aber nicht alle GND miteinander verbunden, so dass T2 und das Gate in der Luft haengen. wendelsberg
Hubert G. schrieb: > So wie ich das sehe, knallst du mit 30V auf das Gate. Nö, lausige 4,3V, ist ja ein Emitterfolger.
> Warum braucht man dann 2 Relais? Unsere Idee war hier, aus Prinzip das 30V Netzteil zu schützen, da wir keine Annahmen über seinen Aufbau machen wollten. Deswegen sollte nach dem Aufladen komplett getrennt werden. Durch den Umstand, das wir dann doch die 30V für den IGBT brauchten, wurde das ein wenig obsolet ;) Aber als Relikt aus den ersten Iterationen ist es noch vorhanden. > IGBT-Treiber sieht anders aus. Mit einer Kollektorschaltung wird das nichts. Das dachte ich mir schon :D Aber deswegen eben meine Frage: "wie kann ich den Strom aus dem Kondensator mit dem µC schalten". Diesmal neu formuliert: Was wäre hier eine zu empfehlende Schaltung? Pull-Up gegen +30V und darunter der Transistor, der mit Emitter gegen GND liegt? Aber es muss doch trotzdem eine Verbindung vom Emitter zu Ground bestehen, und das ist für die Entladung des Kondensators doch ein Problem - wie kann man das lösen - oder besteht das Problem nur in meinem Kopf? > 1. Du laedst 23500 uF ohne ersichtliche Strombegrenzung. Das werden die Relais nicht lange mitmachen. Darüber habe ich noch gar nicht nachgedacht. Mit dem Messgerät sieht man, dass der Aufladevorgang ca. 5 Sekunden dauert. Der Kondensator speichert ca. 10,5 Joule. Angenommen, die meiste Energie geht in der ersten Sekunde hinein, dann komme ich auf 1/3 Ampere. Das scheint mir ausreichend niedrig zu sein. Oder? > 2. Der Bezug der Masseanschluesse ist unklar, sind alle GND miteinander verbunden? Dann haben LED1 und R4 keine Funktion. Nein. Wie ich bereits beschrieben hatte, ist mir leider nicht bekannt, wie man verschiedene GNDs in Eagle einbaut. Es gibt das GND des Mikrocontrollers, welches am 40pol Stecker anliegt und an T1 und T2. Des weiteren das GND des Netzteils, welches am Ladekreis und am IGBT anliegt. Es tut mir Leid, dass das so wirr geworden ist, in meinem Kopf war es so schön :P
Das ist ein IGBT mit Freilaufdiode, hoffe ich, und die BYV95 ueberlebt das, ja ? Sonst erledigt der erste Durchschwinger deinen IGBT mit umgedrehter Spannung (Schwingkeis! Armer Elko): Rueckwaerts sperren die nicht viel. Ausserdem brauchen IGBTs eher 15V als 5V-0.6V, wie schon erwaehnt, zum Schalten.
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@ Philipp B. (philipp_b) >Unsere Idee war hier, aus Prinzip das 30V Netzteil zu schützen, >da wir keine Annahmen über seinen Aufbau machen wollten. Das kann und sollte man tun, abder dazu muss man GND nicht auftrennen. Das ist in den meisten Fällen unnötig bis kontraproduktiv. >Das dachte ich mir schon :D Aber deswegen eben meine Frage: "wie kann >ich den Strom aus dem Kondensator mit dem µC schalten". Dazu muss man erstmal wissen, was der ganzes Spass eigentlich soll. Für micht sieht das wie ein Schwingkreis aus, der da ausschwingen soll, ala Coilgun etc. >Was wäre hier eine zu empfehlende Schaltung? Pull-Up gegen +30V und >darunter der Transistor, der mit Emitter gegen GND liegt? Ja, das ist ein einfacher Treiber und Pegelwandler, wenn gleich kein besonders guter. >Aber es muss >doch trotzdem eine Verbindung vom Emitter zu Ground bestehen, Sicher. Natürlich kann man einen IOGBT aucvh potentialfrei betreiben und ansteuern, aber das ist was für die höheren Semester. Du musst erst einmal die Grundlagen verstehen. > und das >ist für die Entladung des Kondensators doch ein Problem - wie kann man >das lösen - oder besteht das Problem nur in meinem Kopf? Letzteres ;-) >> 1. Du laedst 23500 uF ohne ersichtliche Strombegrenzung. Das werden die >Relais >nicht lange mitmachen. Naja, wahrscheinlich begrenzt das Netzteil den Strom. Je nach Netzteil hat man aber beim Schalten dennoch einen fetten Kontaktfunken im Relais, weil sich der Ausgangskondensator des Netzteils erstmal mit VIEEEELEN Amperes in den großen Kondensator entlädt. Das ist das Problem, nicht die paar Ampere, die danach fließen. >Darüber habe ich noch gar nicht nachgedacht. Mit dem Messgerät sieht >man, dass der Aufladevorgang ca. 5 Sekunden dauert. Der Kondensator >speichert ca. 10,5 Joule. Angenommen, die meiste Energie geht in der >ersten Sekunde hinein, dann komme ich auf 1/3 Ampere. Das scheint mir >ausreichend niedrig zu sein. Oder? ??? >Nein. Wie ich bereits beschrieben hatte, ist mir leider nicht bekannt, >wie man verschiedene GNDs in Eagle einbaut. Mit verschiedenen GND-Symbolen aus der Lib supply. Aber das löst dein Problem der mangelnden Grundlagen nicht, im Gegenteil, es wird noch Chaotischer. >Es gibt das GND des Mikrocontrollers, welches am 40pol Stecker anliegt >und an T1 und T2. Des weiteren das GND des Netzteils, welches am >Ladekreis und am IGBT anliegt. Welche alle verbunden sein müssen. Elementare Grundlage. Allerdings sollte man bei solchen Schaltung auf eine sternförmige Verdrahtung achten, sonst kann es böse Effekte geben. > Es tut mir Leid, dass das so wirr > geworden ist, in meinem Kopf war es so schön :P Nochmal. Sage uns, was du INSGESAMT erreichen willst, dann kann man dir helfen, siehe Netiquette. Im Anhang mal ein Versuch, deinen Schaltplan sinnvoll zu zeichnen und zu ergänzen, incl. Treiber für den IGBT. Deine Relais hängen in Reihe an deiner 5V Versorgung, das geht sicher nicht, denn 2,5V Relais sind SEHR selten. Die muss man parallel anschließen! Aber man braucht nicht zwei, eins reicht. D3, ist einfach nur so eingezeichnet, der Typ stimmt ganz sicher NICHT. da ich nicht weiß, welche Ströme bei dir wirklich fließen (sollen). Aber die Lage ist richtig.
Entweder ich habe es überlesen oder hat es wirklich noch keiner gesehen? Das obere Relais kennt zwei Schalterstellungen in bezug auf den IGBT: nutzlos und suizid Im Schaltplan ist die Nutzlos-Einstellung eingezeichnet. Kontakt 14 am Relais ist offen, somit kann der IGBT keinen strom führen, sofern der Kondensator nicht zuvor augfgeladen wurde. In der Suizid-Einstellung verbindet das Relais Kontakt 14 mit Vdd. Ein ansteuern der IGBT schließt dann Vdd über das Relais nach Gnd kurz was dfür den IGBT nicht gut ist. In dieser Relaisstellung muß also zuverlässig eine Ansteuerung des IGBT vermieden werden.
Die ursprüngliche Schaltung als auch die modifizierten erschienen mir von vornweg so, auch die Reihenschaltung von Relaisespulen zählt für mich dazu. von der Übersichtlichkeit des Netzwerkes mal ganz abgesehen. Den Strompfaden kann man kaum folgen, ohne sich zu verlaufen und auch der Signalverlauf ist nur ansatzweise zu erahnen.;8 es ist einfach anstrengend. Namaste
Wenn du den Strom mit dem IGBT wieder ausschalten willst, dann fehlt der Widerstand der das Gate entlädt. Wenn du ihn anlassen willst (bis der cap leer ist) dann nimm doch einfach einen Thyristor und gut ist.
Oh ja stimmt, die LED kann das Gate des IGBT nicht sauber entladen. Stichwort: Flussspannung, Vorwärtsspannung Die ist bei LED deutlich höher als bei normalen Dioden.
@ Carsten R. (kaffeetante) >Oh ja stimmt, die LED kann das Gate des IGBT nicht sauber entladen. >Stichwort: Flussspannung, Vorwärtsspannung Wer eine LED zum Entladen eine Gate nutzen will, hat so oder so ein Problem!
Sehe ich auch so. Hab es nur vorher noch nicht gesehen weil mich anderes im Schaltplan angesprungen hat und wollte jetzt noch einmal betonen, daß eine LED eine deutlich höhere Flussspannung hat. Dessen war ich mir in meiner Anfangsszeit auch nicht bewußt und dachte: Diode ist Diode, Schottky ein bissl niedriger, LED eventuell etwas höher. Aber LED ist schon deutlich höher.
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