Ich stehe gerade etwas auf dem Schlauch, vielleicht hat hier jemand eine
praktikable Idee. Und zwar möchte ich die VCE Spannung eines IGBTs
messen. Dafür kann ich grundsätzlich einen ADC nehmen. Da der IGBT im
sperrenden Zustand ca. 2kV VCE Spannung hat, würde ich einen
entsprechenden Spannungsteiler parallel schalten (xMOhm). Im sperrenden
Zustand reicht mir eine Messgenauigkeit von 2-3V, wenn er aber leitend
ist hätte ich gerne eine Auflösung von 10-20mV - d.h. ich müsste
irgendwie den Messbereich meines ADC umschalten.
Was gibt es da für sinnvolle Ansätze? Mittels Transistor einen weiteren
Messwiderstand parallel schalten um so den Messbereich anzupassen?
Bin für "alle" Inputs dankbar :)
Wenn du die Spannungen dynamisch messen willst, reicht ein simpler
Spannungsteiler nicht aus, sondern du musst für eine
Frequenzkompensation sorgen. *)
Wenn du aber statisch messen willst, wirst du sowieso die
Spannungsquellen umschalten müssen, denn wer hat schon ein Netzteil,
das sowohl 2kV wie auch 50A liefern kann.
Dann bietet es sich an mit dem gleichen Relais die Bereichsumschaltung
der Meßanordnung zu machen.
*) P.S.:
Für entsprechende Spannungsteiler kannst du dich an den Eingangsteilern
vom Oszilloskopen orientieren.
Wichtig ist dann ein Verstärker, der sich sehr schnell von einem
übersteuerten Zustand erholt.
@ King Julian (Gast)
>praktikable Idee. Und zwar möchte ich die VCE Spannung eines IGBTs>messen.
Wahrscheinlich im Schaltbetrieb. Denn rein statisch im Labo ist das
trivial.
> Dafür kann ich grundsätzlich einen ADC nehmen. Da der IGBT im>sperrenden Zustand ca. 2kV VCE Spannung hat, würde ich einen>entsprechenden Spannungsteiler parallel schalten (xMOhm).
Geht so einfach nicht.
> Im sperrenden>Zustand reicht mir eine Messgenauigkeit von 2-3V, wenn er aber leitend>ist hätte ich gerne eine Auflösung von 10-20mV - d.h. ich müsste>irgendwie den Messbereich meines ADC umschalten.
Jain. Denn dann müßte deine Meßbereichsumschaltung auch SEHR schnell
sein. Das kann man machen, ist aber aufwändig.
Ich würde es mit 2 Meßteilern probieren. Ein normaler, hochohmiger mit
kapazitiver Kompensation, der mißt dir die Sperrspannung. Und ein
trickreicher, der übersteuerbar ist und schnell wieder aus dieser
rauskommt. Sowas ist zwar auch nicht ganz einfach aufgebaut, das kriegt
man aber hin.
>Was gibt es da für sinnvolle Ansätze? Mittels Transistor einen weiteren>Messwiderstand parallel schalten um so den Messbereich anzupassen?
Theoretisch ja, praktisch ist das aber nicht so einfach, vor allem wenn
die Umschaltung sehr schnell (Mikrosekunden?) sein muss.
Geht's dir um die UCE-Spannung im Überstrom-Fall? Das gibts unter dem
Namen "Desaturation detection". Der Trick ist, eine Messspannung an den
Kollektor anzulegen, mit schnellen Dioden aber die hohe Spannung
abzublocken.
Genauer: 15V---[Rlim]---|>|---|>|---Kollektor
und dann misst du die Spannung zwischen Rlim und der Diode. Ist der IGBT
offen, dann liegen da 15V an. Leitet der IGBT, liegt UCE+2*Vfwd an.
Ich denke es läuft zwangsweise auf zwei Messteiler hinaus, oder ich sage
ich begrenze den Messbereich auf 10V und wenn ich >10V messe dann sperrt
der IGBT. Die Sache ist dass "vor" dem IGBT noch ein
Brückengleichrichter sitzt den ich ebenfalls überwachen möchte - am
liebsten mit derselben Messung.
@King Julian (Gast)
>der IGBT. Die Sache ist dass "vor" dem IGBT noch ein>Brückengleichrichter sitzt den ich ebenfalls überwachen möchte - am>liebsten mit derselben Messung.
Warum meinst du, den überwachen zu müssen? Millionen von
Leistungsbaugruppen kommen ohne das aus. Man muss sie halt richtig
dimensionieren.
Falk B. schrieb:> @King Julian (Gast)>>>der IGBT. Die Sache ist dass "vor" dem IGBT noch ein>>Brückengleichrichter sitzt den ich ebenfalls überwachen möchte - am>>liebsten mit derselben Messung.
Wie hoch ist Deine Schaltfrequenz? Und wie schnell muß Deine Erfassung
gültige Werte liefern? ms? us? oder in gar 2-3stelligen ns?
>> Warum meinst du, den überwachen zu müssen? Millionen von> Leistungsbaugruppen kommen ohne das aus. Man muss sie halt richtig> dimensionieren.
@Falk: es gibt auch genügend Anwendungen, wo - damit sie erst einmal
richtig dimensioniert werden können - vorher einmal solide Messungen und
dannach auch Verifikation dieser dynamischen Parameter nötig sind. Oder
machst Du deinen IGBT-Krempel ohne Verifikationsmessungen, in denen Du
dokumentierst das alles im grünen Bereich ist, weil eh alles richtig
dimensioniert ist?
Abgesehen davon sind IGBTS häufig unterdokumentiert, und gerade die
dynamischen Parameter nie und nimmer stimmen können... Weiters gibt es
ebenso millionen Anwendungen, bei denen Sättigungsspannung permanent und
für jede µs überwacht werden muß, egal ob Du das für richtig, nötig
oder sinnvoll erachtest. Denn wenn dann was schief läuft wird es richtig
teuer... und die DSAT-Erkennung ist dann der wirklich letzte Anker, der
die dann sehr destruktive Entleibung der IGBTs und angeschlossener
Bauteile verhindert.
MiWi
@MiWi (Gast)
>@Falk: es gibt auch genügend Anwendungen, wo - damit sie erst einmal>richtig dimensioniert werden können - vorher einmal solide Messungen und>dannach auch Verifikation dieser dynamischen Parameter nötig sind.
Im Prinzip alles richtig, aber die Erfahrung hier im Forum lehrt, daß in
den meisten Fällen schlicht übertrieben wird und eher akademische
Luftschlösser gebaut werden.
Lothar M. schrieb:> bla schrieb:>> Leitet der IGBT, liegt UCE+2*Vfwd an.> Wobei Vfwd schon auch ein wenig temperaturabhängig ist...
Da die Dioden ja wenig thermisch belastet werden, kann man das je nach
gewünschter Auflösung natürlich durch zwei weitere, thermisch gekoppelte
Dioden kompensieren.
King Julian schrieb:> Die Sache ist dass "vor" dem IGBT noch ein> Brückengleichrichter sitzt den ich ebenfalls überwachen möchte - am> liebsten mit derselben Messung.
Ach so! Hast du noch mehr versteckte Infos, die du für eine sinnvolle
Antwort rausrücken solltest?
Erzähl doch mal ein bisschen was - über Schaltfrequenzen und dV/dt. Wie
genau soll's denn sein, nur ein Schwellwert plus minus ein paar zehn mV,
oder volle 16 bit? Und wie schnell willst du bescheid wissen: innerhalb
der 10µs damit du den IGBT noch unbeschadet abschalten kannst oder eher
ein gefilterter Mittelwert für die Statistik?
Ok, ok, lesen hilft...
King Julian schrieb:> Im sperrenden> Zustand reicht mir eine Messgenauigkeit von 2-3V, wenn er aber leitend> ist hätte ich gerne eine Auflösung von 10-20mV - d.h. ich müsste> irgendwie den Messbereich meines ADC umschalten.
Es bleibt aber das Problem mit dem Spannungsteiler - 2kV auf (z.B.) 5V
ADC-Range runterzuteilen; niederohmig genug um a) mit den parasitären
Kapazitäten schnell genug gegenüber der Schaltfrequenz zu bleiben und b)
störunempfindlich gegenüber anderen Schaltflanken, hochohmig genug dass
mit U^2/R deine Widerstände nicht unhandlich groß werden (und dadurch
wieder induktiv).
King Julian schrieb:> Die Sache ist dass "vor" dem IGBT noch ein> Brückengleichrichter sitzt
50Hz? Ich würde dir eine separate, isolierte Schaltung nahelegen, die
dir über einen Optokoppler ein
Spannungssignal/Schwellwertsignal/Fehlersignal mitteilt.
Falk B. schrieb:> @MiWi (Gast)>>>@Falk: es gibt auch genügend Anwendungen, wo - damit sie erst einmal>>richtig dimensioniert werden können - vorher einmal solide Messungen und>>dannach auch Verifikation dieser dynamischen Parameter nötig sind.>> Im Prinzip alles richtig, aber die Erfahrung hier im Forum lehrt, daß in> den meisten Fällen schlicht übertrieben wird und eher akademische> Luftschlösser gebaut werden.
SSKM, denn auf die braucht man ja nicht zu antworten.
MiWi
Ich habe keine hohen Schaltfrequenzen, d.h. mich interessiert eher der
steady state des Systems, sprich ich will wissen ob die Dioden noch die
entsprechnde Vorwärtsspannung haben oder eventuell kaputt sind.
@King Julian (Gast)
>Ich habe keine hohen Schaltfrequenzen, d.h. mich interessiert eher der>steady state des Systems,
BlaBlaBla!!!!
Mensch Meier, du kommunizierst wie ein Politiker. Viel reden, wenig
sagen. Lies mal was über Netiquette!
https://www.mikrocontroller.net/articles/Netiquette#Klare_Beschreibung_des_Problems> sprich ich will wissen ob die Dioden noch die>entsprechnde Vorwärtsspannung haben oder eventuell kaputt sind.
Das sagt dir deine Sicherung am Netzeingang.
Falk B. schrieb:> @King Julian (Gast)>>>Ich habe keine hohen Schaltfrequenzen, d.h. mich interessiert eher der>>steady state des Systems,>> BlaBlaBla!!!!>> Mensch Meier, du kommunizierst wie ein Politiker. Viel reden, wenig> sagen. Lies mal was über Netiquette!>> https://www.mikrocontroller.net/articles/Netiquett...>>> sprich ich will wissen ob die Dioden noch die>>entsprechnde Vorwärtsspannung haben oder eventuell kaputt sind.>> Das sagt dir deine Sicherung am Netzeingang.
Menschenskind bist du mir ein freundlicher Zeitgenosse. Wenn ich dir
mehr sagen könnte, würde ich.
Und glaubst du wenn ich all meine Probleme mit einer Sicherung lösen
könnte, würde ich es nicht tun? Wenn ich sage ich habe keine hohen
Schaltfrequenzen dann ist das wohl so,... oder weshalb das getue?
Mein aktueller Ansatz ist ein hochohmiger Spannungsteiler um den Strom
zu begrenzen und dem unteren Widerstand eine Z-Diode parallel um den
Messbereich auf ca. 10V zu begrenzen.
@King Julian (Gast)
Nomen est Omen . . .
>Menschenskind bist du mir ein freundlicher Zeitgenosse. Wenn ich dir>mehr sagen könnte, würde ich.
Tu dir keinen Zwang an.
>Und glaubst du wenn ich all meine Probleme mit einer Sicherung lösen>könnte, würde ich es nicht tun?
Vermutlich.
> Wenn ich sage ich habe keine hohen>Schaltfrequenzen dann ist das wohl so,... oder weshalb das getue?
Soso. Es gib Leute, für die sind 10 MHz zittriger Gleichstrom, da fangen
"hohe" Frequenzen erst bei 1 GHz an.
Dito im Bereich der Schaltregler. Da sind 100kHz heute normal und 1 MHz
vielleicht hoch.
Aber mach ruhig weiter mit deiner Hausfrauenlyrik, sie wird dich weit
bringen . . .
>Mein aktueller Ansatz ist ein hochohmiger Spannungsteiler um den Strom>zu begrenzen und dem unteren Widerstand eine Z-Diode parallel um den>Messbereich auf ca. 10V zu begrenzen.
Kann man machen, wenn sich das Ding schnell genug einschwingt. Was immer
du unter "schnell" verstehst . . .
MiWi schrieb:> die dann sehr destruktive Entleibung der IGBTs und angeschlossener> Bauteile verhindert.
Zumindest muss man bei den Dingern nicht durchmessen, ob sie noch
funktionieren. Hier hat es einige Exemplare von einer USV verrissen.
bla schrieb:> Ok, ok, lesen hilft...>> King Julian schrieb:>> Im sperrenden>> Zustand reicht mir eine Messgenauigkeit von 2-3V, wenn er aber leitend>> ist hätte ich gerne eine Auflösung von 10-20mV - d.h. ich müsste>> irgendwie den Messbereich meines ADC umschalten.>> Es bleibt aber das Problem mit dem Spannungsteiler - 2kV auf (z.B.) 5V> ADC-Range runterzuteilen; niederohmig genug um a) mit den parasitären> Kapazitäten schnell genug gegenüber der Schaltfrequenz zu bleiben und b)> störunempfindlich gegenüber anderen Schaltflanken, hochohmig genug dass> mit U^2/R deine Widerstände nicht unhandlich groß werden (und dadurch> wieder induktiv).
Denkbar zum Messen der kleinen Spannung wäre:
Einen 1:1-Teiler aus 2x2,2MOhm.
Das hat einen Ersatzinnenwiderstand von 1,1 MOhm. Wenn man das direkt an
den Eingang eines Spannungsfolgers packt, kommt man inklusive einer
Clampingdiode auf z.B. 10pF parasitäre Kapazität.
Das ergäbe eine Bandbreite von grob 14kHz.
Mit dem 1:1-Teiler kann man auch <1V nocht sinnvoll messen.
Wenn die 2kV dann an dem Teiler anliegen, fließt da ein Strom von grob
1mA rein, den muss man irgenwie abführen, z.B. über eine Diode. 1mA ist
jetzt nicht so viel, da finde sich schon ein Loch wo man das reinkippen
kann.
Die Verluste im Teiler sind grob 0,5W am "oberen" Widerstand. Da man
wegen den 2kV eh einen etwas größeren Widerstand braucht, ist das auch
kein Hindernis.
Jetzt sind 14kHz nicht so schnell, aber niemand sagt, dass man mit der
Kapazität nicht noch herunterkommt.
--> Wahnsinnig schwierig ist das jetzt alles nicht.
Und zum Messen der 2kV brauchts dann aber einen zweiten Teiler.
