بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

[ebismps]

پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

لطفا همون متد کنترلی رو تشریح کنید.

[~HB~]

پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

لطفا همون متد کنترلی رو تشریح کنید.

نه دوست عزیز ، اساسا با این مدل بحث کردن مخالفم .

[Ghasede del]

پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

نه دوست عزیز ، اساسا با این مدل بحث کردن مخالفم .

جناب~HB~وقتی توضیحات کسی رو زیر سئوال میبرید بهتره دلایل رو هم ذکر کنید یا لااقل توضیحات کسی رو زیر سئوال نبرید
با سئوالات خودتون از شخص سعی کنید موضوع رو روشن کنید اینجا هدف یادگیری هست .
بنده در منابع تغذیه رزونانس سری خازن موازی شده با سویچ ها رو دیدم که ظاهرآ بالای فرکانس رزونانس مدار بصورت zvs عمل میکنه.

[sina_javan]

پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

سلام
در این مدار فقط در زیر رزونانس zcs خواهیم داشت. عنصری که بالای رزونانس zvs ایجاد کنه نیست .

سلام
در zvs باید یک اختلاف فاز بین جریان و ولتاژ بوجود بیاد که مدت زمانش بیشتر از tr (Risetime سوییچ باشه. عنصری که این کار رو انجام بده وجود نداره.

سلام
لطفا بطور واضح تشریح کنید که چطور ZVRS بالای فرکانس رزونانس وجود داره.

چیزی که واضح است این است که این مدار در فرکانس بالای رزونانس ZVS و در فرکانس پایین رزونانس ZCS دارد. علت داشتن ZVS در فرکانس بالای رزونانس این است :
اگر نمودار فاز جریان کویل را در فرکانس های بالای رزونانس رسم کنیم، مشخص خواهد شد که در فرکانس بالای رزونانس، جریان کویل نسبت به ولتاژ مربعی اعمالی به مدار تانک پس فاز است. و در فرکانس های زیر رزونانس این جریان پیش فاز است. پس فاز بودن جریان کویل به این معنی است که ترتیب روشن شدن کلید های به صورت زیر است :
اول فرض کنیم S1 هدایت میکند. با قطع سیگنال گیت S1 جریان از D2 جاری میشود، سپس جریان از S2 عبور میکند و بعد از آن D1 هدایت میکند. مشخص است که قبل از روشن شدن هر سوییچ، دیود موازی معکوس آن هدایت میکرده است. بنابراین در زمان روشن شدن ولتاژ دو سر آن صفر است و ZVS داریم .
ولی در فرکانس زیر رزونانس ترتیب هدایت سوییچ ها به این صورت است :
اول S1- سپس D1- سپس S2 و سپس D2. که .واضح است که ZCS تامین شده است. بنابراین گفتن این جمله که " عنصری که بالای رزونانس zvs ایجاد کنه نیست" تقریبا بی معنیه .

حالا اینها که بدیهی بود. سوال من این بود که فرض کنیم که اختیار دست ماست که بالا یا زیر فرکانس رزونانس کار کنیم. در این صورت یا ZVS داریم یا ZCS . کدوم یکی ارجحیت داره ؟ چرا؟ ( در ماسفت یا IGBT)

[ebismps]

پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

سلام
باتوجه به اینکه حداکثر انتقال توان در بالای رزونانس امکان پذیره(خازن امپدانس کمتری داره)و ولتاژ بیشتری روی سیم پیچ داریم و ذکر این نکته که Eoff اکثر IGBT ها بیشتر از Eon اونهاست(بدلیل وجود tail current و بیشتر بودن fall time از rise time ).مدار zvs بالای رزونانس البته بهمراه خازن موازی با سوییچ بیشتر بکار میره.
در ضمن در این دو مقاله سوییچینگ در زمان روشن بودن دیودهای معکوس Neutral switching نام داره.(نقشه Figure 0.12
http://mkbup.vvs.ir/do.php?filename=13677100871.pdf
http://mkbup.vvs.ir/do.php?filename=13677100872.pdf
http://mkbup.vvs.ir/do.php?filename=13677100873.pdf
موفق باشید.

[sina_javan]

پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

اکثر درایورهایی که من برای ایجیبیتی ها دیدم و دوستان همین فروم به من معرفی کردند، تا فرکانس 50 کیلوهرتز کار میکنند و فرکانس های بالاتر را نمیتوانند درایو کنند. سوال من این است که برای ساختن مدار درایو دستی چه نکاتی باید مد نظر قرار بگیرد؟
به خصوص برای حفاظت در برابر جریان اتصال کوتاه یا over current. میدونم که اصول کار به این ترتیب است که زمان روشن بودن آیجیبیتی نباید ولتاژ کلکتور امیتر آن از میزان خاصی بیشتر باشد. ولی وقتی کلید خاموش باشد، ولتاژ لینک دی سی بر روی آن می افتد.( مثلا حدود 400 ولت). کسی میدونه این ولتاژ دو سر کلید را چطوری باید ازش نمونه برداری کرد تا اگر در زمان روشن بودن کلید از حد خاصی بیشتر شد، حفاظت عمل کند؟

[sina_javan]

پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

یک سوال دیگه هم داشتم.
برای موازی کردن آیجیبیتیها با هم نکات زیادی ذکر شده است. یکیی از نکاتی که خواندم این است که با هر کلید یک کویل سری شود تا در لحظه اولیه روشن شدن کلیدها و همچنین در حالت کارکرد دائمی، امپدانس این کویل بیشتر از مقاومت خود آیجیبیتی شود و به توزیع بهتر جرین کمک کند. میخواستم بپرسم در عمل وجود این کویل ضروری است یا اگر قرار داده نشود ایرادی ایجاد نخواهد شد؟

[عباس جبراییلی]

پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

برای ساخت درایور فرکانس بالا باید توان درایور را محاسبه کرده و تغذیه مناسب برای ان در نظر بگیرید والمانها نیز متناسب با ان فرکانس باشند--برای حفاظت نیز مدار desaturation detection برای فرکانسهای کمتر از 20 کیلو کاربرد دارد و برای فرکانسهای بالاتر بای روشهای دیگری به کار برده شود و ان روش پاسخگو نخواهد بود برای نمونه گیری از یک دیود معکوس استفاده میشود یعنی کاتد دیود به کلکتور و اند ان به مدار کنترل وصل میشود--برای موازی کردن هم ان کویل برای حفاظت در برابر di/dt قرار داده میشود و اگر درایور مناسب باشد نیازی به ان نیست.

[sina_javan]

پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

با تشکر از جوابتون.
چرا desaturation detection برای فرکانسهای کمتر از بیست کیلوهرتز فقط جواب میدهد؟ به عنوان مثال همون درایور HCPL316 تا فرکانس 50 کیلوهم کار میکند و از همین روش برای تشخیص اضافه جریان استفاده میکند. منظورتون از روشهای دیگه استفاده از سنسور اثر هال است؟ اگه نه میشه لطفا راهنمایی کنید که چه روشی برای حفاظت از آیجبیتی در فرکانسهای بالاتر مناسب است.
در مورد اون کویل ها هم پس ضرورتی نداره که حتما مورد استفاده قرار بگیرند تا توزیع جریان به صورت مساوی بین دو کلید صورت بگیره و فقط نقش کنترل کننده di/dt را دارندکه آنهم با کمک مقاومت مناسب مدار درایور قابل کنترل است

[عباس جبراییلی]

پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

زیرا در دیتی شیت اکثر ای جی بی تی ها زمان 10 میکرو ثانیه برای این حالت داده شده یعنی به محض بالا رفتن ولتاژ اشباع کلکتور عرض فرمان گیت به به 10 میکرو ثانیه کاهش یافته و سپس قطع میشود و این زمان فرکانس کاری را محدود مینماید.یعنی با بالا رفتن ولتاژ اشباع کلکتور در حالت اضافه جریان --ای جی بی تی زمان 10 میکرو ثانیه میتواند انرا تحمل کند و بیشتر از ان به سوییچ صدمه میزند حال خودتان محاسبه کنید چه فرکانسی میتوان کار کرد.اگر دیوتی سایکل 50 درصد باشد و 10 درصد ان را به این زمان اختصاص دهیم فرکانس کاری به 10 کیلو هرتز میرسد و اگر بخواهیم در فرکانس بالاتر کار کنیم مثلا 50 کیلو هرتز شانس نجات سوییچ خیلی خیلی کم خواهد شد.روش کامل درایو بهclosed-loop gate drive معروف است که در ان هم از جریان و هم از ولتاژ کلکتور نمونه برداری شده و به پالس گیت فیدبک داده میشود.

[sina_javan]

پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

استاد اکثر جواب های قبلی شما را میفهمیدم. ولی این یکی را هر چی میخوانم متوجه نمیشم :eek:
یکم معلومات خودمو بگم. شما هم اگه ممکنه یکم بیشتر راهنمایی کنید تا موضوع روشن تر بشه.
این منحنی در دیتاشیت آیجیبیتیها نشون میده که چه جریان اتصال کوتاهی میتونه از اون عبور کنه.

پارامتر tpsc هم طول این زمان را میگه که شما فرمودید 10 میکروثانیه است.

خوب حالا این چه ربطی داره به ماکزیمم فرکانس کاری؟ :sad: مدار محافظ باید حداکثر در این زمان به خطاها پاسخ بده و اگر جریان بیشتر از حد مورد نظر بود، پالس گیت ها را قطع کنه. حالا اگر فرکانس کاری بالاتر هم باشد، اگر مدار محافظت خوب عمل کند نباید مشکلی ایجاد شود.

اگر دیوتی سایکل 50 درصد باشد و 10 درصد ان را به این زمان اختصاص دهیم فرکانس کاری به 10 کیلو هرتز میرسد و اگر بخواهیم در فرکانس بالاتر کار کنیم مثلا 50 کیلو هرتز شانس نجات سوییچ خیلی خیلی کم خواهد شد.

چرا باید 10 درصد را اختصاص بدهیم ؟ کدوم 10 درصد؟ میگم احیانا صحبت های شما به اون بحث soft turn off که باعث میشه کلید نرم خاموش بشه تا جریان موجود در stray inductance ها موجب ضربه ولتاژی و آسیب به کلید نشود مرتبط نمیشه؟

[عباس جبراییلی]

پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

فرض کنید فرکانس کاری 100 کیلو میباشد که زمان تناوب ان میشود 10 میکرو ثانیه-حال اگر اتصال کوتاهی در مدار رخ دهد کنترل فرمان گیت نباید به یک باره قطع شود-این مسئله را تا اینجا داشته باشید یعنی فرمان گیت نباید به یک باره قطع شود--حال طبق دیتا شیت حد اکثر زمان اتصال کوتاه با فرض L=25nh را 10 میکرو ثانیه داده یعنی به شرطی که مسیر جریان اندوکتانس کمتر از 25 نانو هانری داشته باشد سوییچ میتواند مدت 10 میکرو ثانیه این جریان را از خود عبور دهد در عمل مسیر عبور جریان اندوکتانس بسیار بالاتری نسبت به این مقدار دارد-حال اگر در همان مثال اتصال کوتاهی رخ دهد و فرمان به یک باره قطع شود پیک ولتاژ سوییچ را خواهد سوزاند لذا باید به طریقی این مسئله حل شود علت پیک ولتاژ همان قطع جریان سلف در زمان کوتاه میباشد اگر ما بتوانیم زمان قطع را اندکی شیب دهیم و از طرف دیگر از منحنی مشخصه خارج نشویم مسئله حل شده است.در مثال 100 کیلو ما نمیتوانیم شیب را زیاد کنیم زیرا زمان از 10 میکرو تجاوز خواهد کرد و اگر هم به یک باره قطع کنیم مشکل پیک ولتاژ خواهیم داشت پس چاره ای نمیماند یا باید فرکانس را کم کنیم ویا سوختن سوییچ.البته این سوختن به یک باره اتفاق نخواهد افتادبلکه بعد از چند بار اتصال کوتاه سرانجام خواهد سوخت-حال خودتان محاسبه کنید که چه فرکانسی برای این کار مناسب خواهد بود.در عمل هم فرمان پالس گیت به هنگام قطع با این روش شیبش تغییر کرده و عرض ان کاهش میابد.

[sina_javan]

پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

شکل زیر سیگنال خروجی آی سی hcpl316 را در هنگام بروز خطای desaturation نشان میدهد:

که همین حالت شیب دار، نهایتا به مدت 3us طول کشیده است.
حالا اگر فرض کنیم ولتاژ لینک دی سی ما 540 ولت و آیجیبیتی ما 1200 ولتی باشد و اگر اندوکتانس پراکندگی مسیر را هم 3uH ( دست بالا) در نظر بگیریم و جریان بار 200 آمپر باشد و زمان شیب دار قطع کردن کلید 2us باشد:
V=Ldi/dt=3u*200/2u=300v یعنی ضربه ولتاژی 300 ولتی در پی خواهیم داشت. تازه :
- خود اسنابر دو سر کلیدها یک ذره جریان ضربه ای را میخورد و از شدت ضربه ولتاژی میکاهد.
- در مدار نیم پل سری هم وقتی بالای فرکانس رزونانس کار میکنیم، کلید یکهو خاموش میشود و اندوکتانس های مسیر میتواند باعث ضربه ولتاژی شود اما اسنابر نمیگذارد. البته اینجا فکر کنم اندوکتانس نشتی کم است.
خلاصه منظور اینکه فکر کنم اون 10us که شما فرمودید در طول آن سیگنال گیت به صورت شیبدار قطع شود تا کلید در اثر ضربه ولتاژی نسوزد ، فکر کنم مربوط به حالت های بد باشد ( یعنی جریان بار خیلی زیاد و اندوکتانس نشتی هم زیاد و تحمل ولتاژی کلید کم) . وگرنه طبق نکات بالا ، اینطور که به عقل ناقص من میرسه در بسیاری از موارد همون 1u الی 2u ثانیه کفایت میکنه. بنابراین قاعدتا محدودیت زیادی از لحاظ فرکانسی نباید ایجاد کنه. حالا باز هم احتمالا چیزهایی هست که سواد من به اونا قد نمیده و در نظر نگرفتم و اگه شما راهنمایی کنید ممنون میشم

[عباس جبراییلی]

پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

It will slowly discharge the IGBT gate to
prevent a fast change in drain current. The “Soft” IGBT
turn-off method will avoid an over-voltage spike across
the IGBT caused by lead and wire inductances
این عباراتی است که در دیتا شیت ای سی نوشته و تاکید ان بر روی جلوگیری از پیک ولتاژ است---مقدار اندوکتانس نشتی را بسیار کم در نظر گرفته اید در یک ترانس مقدار اندوکتانس نشتی خیلی بیشتر از اینها میباشد اخرین باری که اندازه گرفتم مقدار ان بیشتر از 30 میکرو هانری بود.در مدار های توان پایین مقدار ان کمتر است و نظر شما درست ولی در توانهای بالا چنین نیست.

[ebismps]

پاسخ : بشتابید... ساختار igbt ودرایو کردن آن

سلام دوستان
این نکته رو بگم که شرایط اتصال کوتاه زمانی بوجود میاد که بار مصرفی مستقیما به IGBT متصل باشه.مثل اینورتر های سه فاز. در صورتیکه ترانس به IGBT وصل باشه و خروجی ترانس اتصال کوتاه بشه حالت Over Current بوجود میاد که تشخیص اون از عهده hcpl316 خارجه.