Induktionsheizung

[Hermann S. (diphtong)]

Servus,

bin gerade dabei eine Induktionsheizung für meine Werkstatt zu bauen.
Sollte natürlich schon etwas Leistung haben, damit da was vorwärts geht 
;-)

Der Leistungsteil ist als Vollbrücke ausgeführt, anfangs mit 4 
FGH25T120SMD IGBT`s, 22 Ohm Gatewiderständen, P6KE18CA und 10 kOhm über 
den Gates.

Gesteuert wird mit einem STM32F103 (bluepill), natürlich mit Totzeit 
(ca. 1 µs. Als Treiber werden zwei MCP14E10 verwendet mit jeweils einem 
GDT, welcher jeweils einen Brückenzweig ansteuert. Anfangs war mal 
angedacht, das Ganze mit Phaseshift zu steuern, was jedoch verworfen 
wurde (der STM32 konnte die Phase nicht immer sauber steuern, hatte 
Sprünge in der Phasenverschiebung).

Auf dem Trafo sind 12 Windungen drauf, sollte lt. Berechnung ca. 8,4 mH 
haben.

Mit der Spule und dem eingebauten Kondensator (Eigenbau, sollte ca. 2 
µF haben) liegt die Resonanzfrequenz bei 72,5 kHz.

Am Netzteil mit 33 V hat alles auf Anhieb super funktioniert, war gleich 
verblüfft ;-)  Strom war bei ca. 2-3 A im Resonanzfall.

An Netzspannung (230 V) wars dann nicht mehr so toll. Bei niedrigster 
Frequenz (29,5 kHz) hats eigentlich auch noch prima funktioniert. Als 
ich dann die Frequenz etwas hochgedreht hab, bekam ich auf einmal 
ziemliche Steurungen am Display und am Poti. Im Display war dann alles 
verzerrt, bzw. nur noch Pixel und die Frequenz ließ sich mit dem Poti 
nicht mehr steuern.

Hab dann die Ansteuerung des Leistungsteils abgeschaltet (Enable Pins an 
den Treibern auf low, läuft übers Programm).
Die Frequenz auf 60 kHz hochgedreht und wieder eingeschaltet. Hat dann 
für 5 Sekunden auch noch funktioniert, bis dann die Sicherung flog.

Dabei hats mir dann 2 der 4 IGBT´s zerlegt.

Hab dann das Display, Potis und die Leitungen mit Kupferklebeband 
abgeschirmt und 4 STW77N65M5 eingebaut. Auch die Unterseite von der 
Steuerplatine mit dem STM32 hab ich abgeschirmt.
Steurungen hab ich keine mehr bemerkt, aber als ich die Frequenz nur 
etwas hochgedreht hab, hats mir einen Low-side Mosfet zerlegt.

Warum ist jetzt nur einer kaputt?

Ich glaub mittlerweile mein Aufbau mit der Steuerplatine über der 
Leistungsplatine ist kacke...können immer noch Störungen irgendwo das 
Problem verursachen?

Oder sind zu wenig Windungen auf der Primärseite?

Waren die IGBT´s, bzw. Mosfets einfach zu schwach?

Vielen Dank schon mal!

PS: bitte keine Tipps von wegen erstmal klein anfangen...hab ich schon 
hinter mir ;-)

[npn (Gast)]

Hermann S. schrieb:
> hab ich schon hinter mir ;-)

Gerade deshalb eigentlich ;-)

[Hermann S. (diphtong)]

klein hat zumindest funktioniert ;-) auch das Teil mit nem Netzteil als 
Versorgung hat funktioniert...aber an Netzspannung setzts aus... :-(

[Jürgen W. (Firma: MED-EL GmbH) (wissenwasserj)]

Eventuell ist die hohe Spannung genau Dein Problem:

Wenn in der Halbbrücke z.B. der High-Side-Schalter aktiviert wird, dann 
hast Du über Parasitärkapazitäten (Cres) ab einer gewissen Spannung 
genügend Einstreuungen, sodaß der untere IGBT wieder durchschaltet - das 
Problem habe zumindest ich mal bei einer MOSFET-Halbbrücke gehabt.

Sofern die Rechnung von MOSFET auf IGBT anwendbar ist:
Die GE-Schwellspannung liegt bei min. 4.2V, also gilt etwa
4,2V > Vsup*Cres/Cies. Mit Cres=60pF und Cies=2800pF also
Vsup < 196V.


Das kriegst Du übrigens nicht mit anderer Gate-Beschaltung in den 
Griff. Entweder anderer IGBT mit günstigerem Cres/Cies-Verhältnis oder 
geringere Versorgungsspannung.

[Hermann S. (diphtong)]

hm interessant...Danke erstmal für die Antwort!
da bin ich natürlich mit 325 V weit drüber.

Mit dem STW77N65 (MOSFET) hätte es aber dann funktionieren müssen:
Mit Cres=6 pF und Cies=9800 pF also
Vsup < 4,9 kV.

Du kennst dich höchstwahrscheinlich besser aus...aber ich bin mir 
unsicher ob die Rechnung auf IGBTs anwendbar ist...denn sonst könnte man 
einen SKM200GB124D lediglich mit knapp 62 V betreiben?! Und das ist ja 
ein etwas grösseres Teil...wird hier mit 560 V betrieben:
http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap13_4/Kapitel13_4.html
(letztes Bild)

Gibt es noch eine Möglichkeit die eingestreute Spannung zu unterdrücken, 
z.B. mit Snubber?

Danke schon mal!

[Hermann S. (diphtong)]

Servus,

hat keiner mehr eine Idee?

Anbei noch die Schaltung des Leistungsteils. Anstatt der Zener an den 
Gates sind P6KE18CA drin, die hab ich aber in LTSpice nicht gefunden.

Danke schon mal!