Ansteuerung antiserieller IGBTs

[Moritz K. (Firma: Student) (enox)]

Hallo liebe Foren-Mitglieder,

ich habe ein Problem mit der Ansteuerung zweier antiserieller IGBTs 
welche mit einer ohmsch, induktive Last in Reihe sind.
Ich weiß nicht so genau, welche Bedingung (z.B. Strom & Spannung) 
erfüllt sein muss um sie bei einer Wechselspannung sicher ein bzw. 
auszuschalten.
Eine ohmsch induktive Last würde dafür Sorgen, dass der Strom eine 
Phasenverschiebung erfährt.
Wie müssen also die IGBTs angesteuert werden um sie sicher ein bzw. 
auszuschalten?

Wäre echt cool wenn ihr mir da helfen könnt.


Viele Grüße
Moritz

[Hp M. (nachtmix)]

Moritz K. schrieb:
> Wie müssen also die IGBTs angesteuert werden um sie sicher ein bzw.
> auszuschalten?

Z.B. parallel und gemeinsam mit einer positiven Gleichspannung zwischen 
Gate und Emitter.
Dann solltest du aber auch eine Entlademöglichkeit für die Gates 
vorsehen um die IGBTs wieder ausschalten zu können.

Ob es schlau ist, die TVS-Dioden hinter dieser Schaltung anzubringen sei 
einmal dahingestellt...

[Dieter (Gast)]

Moeglich, aber mit Triac faellt weniger Verlustleistung an. Drum ist das 
so nicht zu finden. Gleiches gilt fuer die Schaltung mit 
Brueckengleichrichter und Mosfet.

[hinz (Gast)]

Dieter schrieb:
> Moeglich, aber mit Triac faellt weniger Verlustleistung an. Drum
> ist das
> so nicht zu finden. Gleiches gilt fuer die Schaltung mit
> Brueckengleichrichter und Mosfet.

Dann solltest du dir mal einen Sinusdimmer ansehen.

[Dieter (Gast)]

hinz schrieb:
> Schaltung mit Brueckengleichrichter und Mosfet
 hat da auch weniger Verluste als zwei IGBT. Machen kann man es trozdem. 
Mit LeistungsIGBT, ca 8x4x4cm habe ich sowas auch schon gesehen im 
letzten Jahrtausend, 1991 um genauer zu sein.

Der TO hat offen gelassen, ob er nur ein/ausschalten moechte, oder PWM 
machen moechte.

[hinz (Gast)]

Dieter schrieb:
> Der TO hat offen gelassen, ob er nur ein/ausschalten moechte, oder PWM
> machen moechte.

Eben deshalb war dein Posting von heute früh unnötig.

[Dieter (Gast)]

Mein Posting war sehr notwendig um aus dem Beitragenden ein wichtiges 
Suchwort fuer den TO herauszukitzeln.
Zweitens einen Mitteilunsmangel des TO aufzudecken, welche Funktion er 
haben wolle.

[Moritz K. (Firma: Student) (enox)]

Danke für eure Antworten. Wichtig ist das Ansteuern der Gates der IGBTs 
mit einer Logik (keiner PWM) welche den aktuellen Strom und 
Spannungszustand berücksichtigt.
Es soll der passenden Spannungszustand abgewartet werden bis sicher 
eingeschaltet bzw. sicher abgeschaltet wird.
Was sind diese sicheren Zustände? Heißt bei einer anliegenden 
Wechselspannung, wann darf eingeschaltet werden?
Man könnte bei 0V Einschalten was mir am sichersten erscheint, ist es 
erlaubt beim Maximum um die 70V Einzuschalten oder besteht die Gefahr 
etwas zu zerstören? Das selbe Spiel gilt auch für das Ausschalten. Ich 
denke beim Ausschalten ist der Strom die wichtige Größe welcher 
berücksichtigt werden muss. Ausschalten würde ich bspw. wenn der Strom 
bei 0A ist.

[Hp M. (nachtmix)]

Moritz K. schrieb:
> Man könnte bei 0V Einschalten was mir am sichersten erscheint, ist es
> erlaubt beim Maximum um die 70V Einzuschalten oder besteht die Gefahr
> etwas zu zerstören?

Hängt davon, was für eine Art von Last du hast.
Bei Widerstandslasten ist es günstig im Spannungsnulldurchgang 
einzuschalten, während Trafos dann u.U. in die Sättigung geraten und 
sehr hohe Einschaltströme verursachen.

Ausschalten im Stromnulldurchgang dürfte immer sicher sein, wobei zu 
beachten ist, dass eine kapazitive Last dabei mit maximaler Spannung 
hinterlassen wird. Die Transistoren müssten dann alle 20ms die doppelte 
Spitzenspannung vertragen.

[Dieter (Gast)]

Für induktive Lasten im Worst Case wird im Spannungsmaximum 
eingeschaltet.

[Moritz K. (Firma: Student) (enox)]

Hp M. schrieb:
> Hängt davon, was für eine Art von Last du hast.
> Bei Widerstandslasten ist es günstig im Spannungsnulldurchgang
> einzuschalten, während Trafos dann u.U. in die Sättigung geraten und
> sehr hohe Einschaltströme verursachen.
>
> Ausschalten im Stromnulldurchgang dürfte immer sicher sein, wobei zu
> beachten ist, dass eine kapazitive Last dabei mit maximaler Spannung
> hinterlassen wird. Die Transistoren müssten dann alle 20ms die doppelte
> Spitzenspannung vertragen.

Also meine Last wird immer eine ohmsch-induktive sein.
Die IGBTs sind dafür ausgerichtet Spannungen in Höhe von 1200V 
durchzuhalten. Heißt ein sicheres Ausschalten beim Stromnulldurchgang 
trotz hoch anliegender Spannung sollte kein Problem darstellen.
Und ein sicheres Einschalten beider IGBTs ist garantiert wenn ich zum 
Spannungsnulldurchgang einschalte?

[Moritz K. (Firma: Student) (enox)]

Dieter schrieb:
> Für induktive Lasten im Worst Case wird im Spannungsmaximum
> eingeschaltet.

Dieter kannst du da vlt genauer drauf eingehen.
Ich hab einen Phasenversatz zwischen Strom und Spannung und meinem 
Verständnis nach würde ich eig. bei einem Spannungsnulldurchgang sicher 
einschalten.

[Hp M. (nachtmix)]

Moritz K. schrieb:
> Und ein sicheres Einschalten beider IGBTs ist garantiert wenn ich zum
> Spannungsnulldurchgang einschalte?

Ist aber wegen der bereits erwähnten evtl. auftretenden magnetischen 
Sättigung nicht sinnvoll.
Einschalten im Spannungsmaximum ist günstiger.
Wegen der (auch geringen) Induktivität ist die 
Stromanstiegsgeschwindigkeit nicht sehr hoch und i.d.R. unkritisch.

Wenn man sicher weiss, nach welcher Polarität man die Induktivität im 
Stromnulldurchgang abgeschaltet hat, kann man auch sehr weich im 
Spannungsnulldurchgang einschalten, wenn das mit umgekehrter Polarität 
erfolgt. Wenn die unterbrochene Sinuswelle also quasi fortgesetzt wird. 
*)

Wenn man dieses aber nicht gewährleisten kann, wird in 50% der Fälle ein 
sehr hoher Einschaltstrom fliessen, der die Halbleiter stresst und oft 
auch zum Auslösen des Sicherungsautomaten führt.

*) P.S.: Es gab mal ein Patent, das ein weiches Einschalten von Trafos 
zum Ziel hatte.
Dabei wurde der Trafo mit Halbwellen-Gleichstrom bis zur Sättigung 
vormagnetisiert (das braucht nicht viel Strom) und dann im Moment 
umgekehrter Polarität eingeschaltet.

[Dieter (Gast)]

Moritz, die Frage hat Hp bereits freundlicherweise beantwortet.