Hallo liebe Forenmitglieder Ich habe folgendes Problem: Ich habe einen DC Bus möglichst Induktivarm mit 2 IGBTs (IXXN110N65B4H1) gebaut. Das Gatesignal ist sauber. Schalten möchte ich damit einen Dicken Ferritkern als HV quelle. Allerdings hab ich das Problem, dass im Ausschaltmoment eine Riesige Induktive Spannungsspitze daherkommt, und ich außerdem HF Rippel in der Off time habe. Betroffen davon ist der Lowside IGBT Durch wesentlich mehr Windungen ist der Transient nicht mehr so schlimm allerdings zieht die Topologie dann auch keinen Strom mehr bei Kurzgeschlossener Sekundärspule. Ich hab ja so das Gefühl dass die Interne Freilaufdiode einfach zu langsam ist um.diesen Transienten abzufangen. Hat irgendwer eine Idee wie man dem Herr werden kann?
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Zeige uns doch mal einen Schaltplan und welchen Snubber Du bis her verwendest? Und was sind riesige Überspannungen für Dich? Wäre hilfreich zu wissen, ob es 100 oder 1000V sind..
Alexander S. schrieb: > Betroffen davon ist der Lowside IGBT Schliesse daraus, das du eine Halbbrücke benutzt. Die Spitze sollte also nicht höher sein als die pos. Versorgung, denn der Highside IGBT hat ja eine Bodydiode. Wenn sie doch höher ist, dann solltest du die DC Rail besser abblocken, damit die Spitze vom Kondensator geschluckt wird und dich davon vergewissern, das die Bodydiode schnell genug ist. Ist sie das nicht, schalte eine parallel zur Highside.
Spannungsspitzen sind nochmal die Eingangsspannung als Spitze oben drauf also bei 100VBus ist Peak 200V CE
Aber das ist doch völlig normal. Wenn die IGBT dafür zu klein dimensioniert sind, baust du welche mit höherer Spannungsfestigkeit ein. Das ist nun mal die Natur der Gegen-EMK. Jegliches Wegsnubbern der Spitze auf der Brückenseite kann man zwar machen, kostet aber Energie in den Snubber und stresst diesen nicht unerheblich.
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Selbstverständlich ist das nicht normal, zumindest nicht bei sauberem Design der Brücke. Ohne Bilder von Layout/Aufbau wird man aber nichts vernünftiges sagen können. Welche Schaltfrequenz? Wo steht/wie angebunden ist der DC-link Kondensator? Wieso hast du eigentlich so eine grosse Totzeit? Deine Totzeit macht fast die halbe Schaltperiode aus.
Geschalten wird mit 30kHz Totzeit ist keine drin da die Dinger über GDT laufen und wenn ich ne Totzeit einbaue schwingt mit der Miller Effekt in die Totzeit. Das läuft über den GDT langsam genug um einen Shoot Through zu vermeiden Bild vom Aufbau kann ich heute Abend machen
Alexander S. schrieb: > außerdem HF Rippel Und welche Frequenz verbirgt sich da? Es gibt zwei Möglichkeiten: Du hast irgendetwas total vermurkst, oder Du jagst ein Phantom.
Den Knick in der On/Off time könnten sich unsere Mosfetkiller auf Discord auch nicht wirklich erklären. Die HF ist so Hoch da kann ich mit mein 10Mhz Scipe nicht hinzoomen. Der Transient aber ist da weil die 400V TVS ausgelöst haben und die Feinsicherung gekommen ist
Alexander S. schrieb: > Die HF ist so Hoch da kann ich mit mein 10Mhz Scipe nicht hinzoomen. Könnte es sich auch um 100Hz Netzbrumm handeln?
Sven S. schrieb: > Alexander S. schrieb: >> Die HF ist so Hoch da kann ich mit mein 10Mhz Scipe nicht hinzoomen. > > Könnte es sich auch um 100Hz Netzbrumm handeln? Das würde man dann ja aber sehen können das sieht viel Hochfrequenter aus
Alexander S. schrieb: > Ich habe einen DC Bus möglichst Induktivarm mit 2 IGBTs (IXXN110N65B4H1) > gebaut. Das Gatesignal ist sauber. Joa...leider ist das von "induktivitätsarm" weit entfernt. Mit der Verkabelung fängst du dir im Kommutierungsloop ordentlich parasitäre Induktivität ein. Dein Gateloop ist ebenfalls eher schlecht. Wie hoch sind deine Gatewiderstände?
di/dt schrieb: > Wieso hast du eigentlich so eine grosse Totzeit? Deine Totzeit macht > fast die halbe Schaltperiode aus. Wo siehst Du eine Totzeit?
Die einzigen Kabel sind sie vom Rail zum Trafo und vom GDT aufs Gate. Die Gatewiderstände sind 27 Ohm Und das Gatesignal schaut eigentlich Recht gut aus
Alexander S. schrieb: >> Könnte es sich auch um 100Hz Netzbrumm handeln? > > Das würde man dann ja aber sehen können das sieht viel Hochfrequenter > aus Dann hast Du ein 10MHz Oszi, das in Wirklichkeit eine so hohe Bandbreite besitzt, daß die auf dem Bildschirm nicht mehr aufgelöst werden kann. Daran glaube ich nicht.
Alexander S. schrieb: > Die einzigen Kabel sind sie vom Rail zum Trafo und vom GDT aufs Gate. > Die Gatewiderstände sind 27 Ohm Und das Gatesignal schaut eigentlich > Recht gut aus Ob Kabel oder nicht spielt nicht die Hauptrolle, es geht um die Leiterschleife die du mit dem Kommutierungsloop aufspannst. Deren eingeschlossene Fläche musst du minimieren (deine "Alu-Balken" die du verwendet hast). Und die eingeschlossene Fläche ist in deinem Fall riesig. Überleg mal wie sehr du diese Fläche minimieren könntest, wenn du ein PCB verwenden würdest bei dem du zwei Coplanare Flächen als Leiter verwendest (such dir mal bei Google entsprechende Literatur zusammen). Das Gatesignal sieht ganz ok aus, allerdings hast du eben nur ein 10 MHz Scope ;) Wenn das auf 200 MHz schwingt wirst du nicht allzuviel erkennen. Die 27 Ohm sind nicht ganz wenig und helfen sicher das ganze zu dämpfen. Mani W. schrieb: > Wo siehst Du eine Totzeit? Die "Stufe" im Bilder während der On- bzw. Off-Periode sieht genau wie ein Interlock-Delay aus wo die Bodydiode leitet (grösserer Spannungsabfall der Diode im Vergleich zum eingeschalteten Schalter).
Sehr interessanter Einwand. Die Idee mit den PCB und großen Flächen ist mir auch schon gekommen, hätte den Aufbau auch eben auf so PCB Basis bevor ich die Alurails angefertigt hatte, da sah das Schaltverhalten exakt genau so aus, hatte aber auch keine Masse im Mittellayer sondern Vorder und Rückseite auf dem gleichen Potential. Vielleicht würde es ja was bringen Vorderseite und Rückseite mit den verschiedenen CE Strecken zu belegen, sodass sich die entstehenden Induktivitäten gegenseitig aufheben.
Ich würde diesen Dingern nicht über den Weg trauen. (Bild) Du schreibst von 100V Betriebsspannung. Es hat überhaupt keinen Sinn, spannungsmäßig so extrem überdimensionierte Kondensatoren zu verwenden. Die müssen in der Lage sein, den Induktionsstrom beim Schalten aufzunehmen. di/dt schrieb: > Das Gatesignal sieht ganz ok aus, Nein, überhaupt nicht. Es ist kein bißchen eckig, außerdem fehlt die Plateauspannung. Kann aber auch davon abhängen, wo gemessen wurde.
Sven S. schrieb: > Ich würde diesen Dingern nicht über den Weg trauen. (Bild) > Du schreibst von 100V Betriebsspannung. Es hat überhaupt keinen Sinn, > spannungsmäßig so extrem überdimensionierte Kondensatoren zu verwenden. > Die müssen in der Lage sein, den Induktionsstrom beim Schalten > aufzunehmen. Dem würde ich zustimmen, die parasitäre Induktivität besonders von den Folienkondensatoren ist nicht zu unterschätzen. Sven S. schrieb: > di/dt schrieb: >> Das Gatesignal sieht ganz ok aus, > > Nein, überhaupt nicht. Es ist kein bißchen eckig, außerdem fehlt die > Plateauspannung. Kann aber auch davon abhängen, wo gemessen wurde. Stimmt natürlich, allerdings meinte ich eher "nicht unbedingt gefährlich für den Schalter". Ausserdem denke ich sollte man bei dem Gateloop nicht unbedingt mit diesen Details anfangen - zumal das Messergebnis stark davon abhängen wird wo gemessen wurde.
di/dt schrieb: >> Ich würde diesen Dingern nicht über den Weg trauen. (Bild) >> Du schreibst von 100V Betriebsspannung. Es hat überhaupt keinen Sinn, >> spannungsmäßig so extrem überdimensionierte Kondensatoren zu verwenden. >> Die müssen in der Lage sein, den Induktionsstrom beim Schalten >> aufzunehmen. Das soll ja nicht bei 100V bleiben, aber wenn ich mit dem Transienten mit 325V draufgeht zerhauts mir die IGBTs. Das ist nicht Sinn der Sache. di/dt schrieb: > Nein, überhaupt nicht. Es ist kein bißchen eckig, außerdem fehlt die > Plateauspannung. Kann aber auch davon abhängen, wo gemessen wurde. Hjau die Plateauspannung ist da vorm Widerstand, wird aber vom Gatewiderstand weggedämpft. Ich habe auch festgestellt der Transient existiert nur im Absoluten Kurzschluss Fall, wenn der Lichtbogen schon vorher zündet bevor Metall auf Metall ist, kommt es garnicht zu dieser Überspannung. Ich hab auch schon mit der Idee gespielt einfach einen Widerstand, Diode in Serie zu einer bidirektionalen 55V TVS wieder zurück zum Elko zu legen, sodass die Spitze ab 55V über Uin einfach wieder zurück in die Elkos geladen wird also Collector Low -W-->|-->|<-- Collector High
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Alexander S. schrieb: > Hjau die Plateauspannung ist da vorm Widerstand, wird aber vom > Gatewiderstand weggedämpft. Am Treiberausgang würde ich aber ein Rechteck wie mit dem Lineal gezeichnet erwarten. Es soll also ein Schweißgerät werden. Ich rate mal: Du verwendest einen Ferritkern Trafo mit getrennten Wicklungen für Primär und Sekundär. Speziell bei sekundärseitigem Kurzschlussfall fließt da primärseitig ein hoher Blindstrom. Die Stromabfallzeit des abschaltenden IGBT ist gleichzeitig die Stromanstiegszeit für den gegenüberliegenden Kondensator (Die "Einschaltzeit" einer Diode spielt hier keine Rolle!). Tipp: Mit Deinen "Ebay-Schnäppchen" kommst Du da nicht weiter. Mit Bauteilen vom Schrottplatz verschwendest Du Deine wertvolle Bastelzeit.
Sven S. schrieb: > Am Treiberausgang würde ich aber ein Rechteck wie mit dem Lineal > gezeichnet erwarten. Am Treiberausgang ist es wie mit dem Lineal gezeichnet Sven S. schrieb: > Es soll also ein Schweißgerät werden. > Ich rate mal: Du verwendest einen Ferritkern Trafo mit getrennten > Wicklungen für Primär und Sekundär. Nein Soll eine HV Quelle werden, natürlich getrennt Prim und Sek Sven S. schrieb: > Tipp: > Mit Deinen "Ebay-Schnäppchen" kommst Du da nicht weiter. Worauf genau willst du da Hinaus?
Alexander S. schrieb: > Worauf genau willst du da Hinaus? Siehe Bild: Wenn Q2 ein ist, fließt Strom durch den Trafo, klar. Wenn Q2 abschaltet, will die Streuinduktivität des Trafos den Strom aufrechterhalten. Der Trafo entmagnetisiert sich durch Q1. Weiter kein Problem. Aber die Kondensatoren müssen da schon mitmachen können. Groß ist nicht gleich gut.
Da habe ich doch glatt das falsche Bild angehängt. Hier das richtige.
Aber das Oszi-Bild ist auch nicht schlecht. Es stellt Strom- und Spannungsverlauf gegenüber. Das können sich Deine Mosfetkiller mal durch den Kopf gehen lassen.
Wie der Stromverlauf durch die Freilaufdiode läuft ist einleuchtend, und auch Elkos habe ich verschiedene probiert, alles das selbe ich denke langsam wirklich es könnte am Kommutierungsloop liegen der ja eine Schleife bildet zwischen beiden Schaltern. Ich werde da Mal etwas anderes versuchen und gucken was passiert. Vielleicht Mal die Idee mit der TVS und den Loop parallel mit PCB dazwischen laufen zu lassen, ich werde euch auf dem Laufenden halten. Ich denke nicht dass die Elkos das Problem sind denn die Snubber dürften kein Problem damit haben als extrem Impulsfest solche Spitzen zu snubbern
Ich werde den Aufbau komplett redesignen müssen, die IGBTS liegen viel zu weit auseinander, die Kommutatorpfade sind viel zu lang und bilden eine Schleife, das ganze schwingt so Hochfrequent auf, dass der Ferritkern sich durch den HF-Rippel aufheizt auf gut Deutsch, das ganze haut nicht hin weil mein Layout so beschissen ist, dass ich selbst mit 300qmm2 Kupferschienen noch immer einen Schwingkreis hätte. Also werde ich die Brücke so designen müssen, dass die Kommutatorpfade parralel zueinander mit wenig Abstand entgegengesetzt laufen, damit sich die Induktivitäten zum Teil aufheben können. Die IGBTS müssen direkt nebeneinander liegen und nicht meterweit voneinander entfernt. Aber trotzdem danke ich allen für die Anteilnahme und die Gedanken. Ich halte euch auf dem Laufenden wenn ich das Ding komplett neu gebaut habe.
Problem gelöst 1. Der Dicke Balken unter Last war 100Hz Ripple aufgrund unzureichender Glättung 2. Die IGBTs sind jetzt ganz nah nebeneinander und die Strecken kurz gehalten. Jetzt ist das Bild unter Last befriedigend
Alexander S. schrieb: > 1. Der Dicke Balken unter Last war 100Hz Ripple aufgrund unzureichender > Glättung Alexander S. schrieb: > Die HF ist so Hoch da kann ich mit mein 10Mhz Scipe nicht hinzoomen. Nach vier Tagen endlich in die richtige Richtung gezoomt. Und der, der meinen Hinweis als nicht lesenswert eingestuft hat, ist ein, na was wohl.
Ich versteh ehrlich gesagt nicht, wo ihr auf den Bildern 100 Hz Netzbrumm seht? Kann mich jemand erleuchten? Die Taktfrequenz sind ja einige kHz, da sieht ein 100 Hz Signal bei dem Zoom doch aus wie ein DC Offset? di/dt schrieb: > Mani W. schrieb: >> Wo siehst Du eine Totzeit? > > Die "Stufe" im Bilder während der On- bzw. Off-Periode sieht genau wie > ein Interlock-Delay aus wo die Bodydiode leitet (grösserer > Spannungsabfall der Diode im Vergleich zum eingeschalteten Schalter). Das war natürlich falsch, ich hab in letzter Zeit zu viel mit MOSFETs gearbeitet die in beiden Stromrichtungen den gleichen Spannungsabfall zeigen. Die Stufen sieht man dann typisch, wenn der Strom vom Kanal in die Bodydiode kommutiert (was nur während der Totzeit passiert). Bei IGBTs fliesst der Strom in eine Richtung ja immer über die Diode, deshalb die Stufe beim Wechsel der Stromrichtung.
di/dt schrieb: > Ich versteh ehrlich gesagt nicht, wo ihr auf den Bildern 100 Hz > Netzbrumm seht? Kann mich jemand erleuchten? Aber gerne! Siehe Bild.
di/dt schrieb: > da sieht ein 100 Hz Signal bei dem Zoom doch aus wie ein DC > Offset? Nein. Wie sollte das Oszi sowas denn deiner Meinung nach darstellen? Es ist ja nicht auf die 100Hz getriggert, also bildet es diese "Sinuskurve" mal hier, mal da auf dem Bildschirm ab. Ergibt optisch eine helle Fläche über die entsprechende Amplitude.
Schon wieder ein "nicht lesenswert". Na gut, dann erkläre ich es halt für Dummies. Ich schreibe auch gaanz langsam: Den Strahl des Oszis habe ich rot nachgezeichnet. Bei "max" befindet sich der Strahl während dem Scheitelpunkt der Netzspannung = maximale Spannung. Bei "min" befindet sich der Strahl während der minimalen Spannung zwischen den Scheitelpunkten. Der Abstand zwischen "max" und "min" ist die Brummspannung. Weil die abgebildete Frequenz um etliches höher liegt, als 100Hz, und der Strahl entsprechend oft getriggert wird, durchläuft er während einer Periode der Netzsp. jeden Zwischenwert. Nun sehen wir wegen dem Nachleuchten des Bildschirms, der Trägheit des Auges, der Belichtungszeit beim Fotografieren eine Fläche.
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Sven S. schrieb: > Schon wieder ein "nicht lesenswert". > Na gut, dann erkläre ich es halt für Dummies. Ich schreibe auch gaanz > langsam: > Den Strahl des Oszis habe ich rot nachgezeichnet. Bei "max" befindet > sich der Strahl während dem Scheitelpunkt der Netzspannung = maximale > Spannung. Bei "min" befindet sich der Strahl während der minimalen > Spannung zwischen den Scheitelpunkten. Der Abstand zwischen "max" und > "min" ist die Brummspannung. > Weil die abgebildete Frequenz um etliches höher liegt, als 100Hz, und > der Strahl entsprechend oft getriggert wird, durchläuft er während einer > Periode der Netzsp. jeden Zwischenwert. Nun sehen wir wegen dem > Nachleuchten des Bildschirms, der Trägheit des Auges, der > Belichtungszeit beim Fotografieren eine Fläche. Trotz der etwas anmutenden Art muss ich sagen diese Erklärung hat Hand und Fuß, und ich muss sagen dass nun jedereins verstehen kann warum der 100Hz Ripple bei der Frequenz so dargestellt ist. Das deckt sich auch damit, dass der Balken sich in verschiedenen Lastverhältnissen verändert, je nach dem wie viel Strom aus den Kondensatoren gezogen wird desto dicker/weniger Dick erscheint der Balken, weil bei einer hohen Stromaufnahme die Kondensatoren kaum noch eine Chance haben die Sinushalbwellen zu glätten
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