علت سوختن IGBT ها در مدار کوره القایی؟

[hamed8419215]

سلام.

چند وقته دارم روی یک کوره القایی نبم پل با مدار تانک سری کار میکنم. :read:

تا حدودی هم جواب گرفتم. :nice:

قبلا چندتا IGBT سوزوندم. امروز هم که داشتم تست میکردم، یه جفت دیگه سوزوندم.

تموم IGBT هایی که سوزوندم همه پایه هاشون به هم اتصال کوتاه شده. به نظر دوستان علت چی میتونه باشه؟
لطفا هر کی هر چیز مفیدی به ذهنش میرسه رو در وایسی نکنه. :biggrin:






اینم شماتیک:










و این هم مدار half bridge:







اینم پشتش:







اینم مدار درایور:

[aliila]

پاسخ : علت سوختن IGBT ها در مدار کوره القایی؟

علتش عدم رعایت ماکزیمم توان تلفاتی نیست ؟

[hamed8419215]

پاسخ : علت سوختن IGBT ها در مدار کوره القایی؟

علتش عدم رعایت ماکزیمم توان تلفاتی نیست ؟

نه قکر نکنم. چون ZVS هست و IGBT ها فقط گرم میشن (داغ هم نمیشن)!

[B2]

پاسخ : علت سوختن IGBT ها در مدار کوره القایی؟

مدارهای حفاظتی تو نقشه دیده نمیشه oo: اضافه جریان اضافه ولتاژ....چطوری این مقادیرو سنس میکنی؟؟ چطور مطمئن میشی دو ترانزیستور با هم روشن نمیشن؟سوختن ایجیبیتی تو کسر ثانیه اتفاق میفته و حتی سرعت سنجش این مقادیر هم اهمیت داره.

[شاهرخ مستقیمی]

پاسخ : علت سوختن IGBT ها در مدار کوره القایی؟

سلام.
علت اتصال کوتاه شدن پایه گیت-سورس یا گیت-امیتر افزایش VGE به بیش از مقدار مجاز(20ولت معمولا) و از بین رفتن لایه ی عایق گیت هست. بهتره دوتا دیود زنر حدود 16-17 ولت رو یه شکل معکوس باهم سری کنین و بین گیت و امیتر قرار بدین.

[hamed8419215]

پاسخ : علت سوختن IGBT ها در مدار کوره القایی؟

مدارهای حفاظتی تو نقشه دیده نمیشه oo: اضافه جریان اضافه ولتاژ....چطوری این مقادیرو سنس میکنی؟؟ چطور مطمئن میشی دو ترانزیستور با هم روشن نمیشن؟سوختن ایجیبیتی تو کسر ثانیه اتفاق میفته و حتی سرعت سنجش این مقادیر هم اهمیت داره.

خروجی اینورتر رو با یه تقسیم مقاومتی روی اسکوپ میگیرم. اسپاک نداره. یه شکل موج مربعی شیک و تمیز. :agree:
dead time هم داره (تحریک از SG3525) میاد و با اسکوپ نگاه کردم به اندازه کافی داره (یادم نیست فک کنم حدودای 500 یا 600 نانو).
فکر نکنم مشکل از dead time باشه. چون به نظرم اگه از dead time باشه مدار باید وقتی بی باره یا کم باره هم بسوزه ولی اینطور نیست و فقط وقتی جریان زیاد میشه IGBT میسوزونه (منظورم جریان حدود 45 آمپر و بالاتره).
ولی من داخل دیتا شیت FGH60n60SMD خوندم که راحت تا 60 آمپر کار میکنه :sad: (یعنی وقتی دمای بدنه اش 100 درجه اس میشه ازش 60 آمپر کشید، اما در حالت کاری مدار من (جریان حدود 30 آمپر) هیت سینک در حد 30 تا 40 درجه گرم میشه پس باید مشکل جریان نباشه oo

میشه یه کم درمورد حفاظت اضافه جریان و اضافه ولتاژ توضیح بدین؟

---

اضافه شده در تاریخ :

علت اتصال کوتاه شدن پایه گیت-سورس یا گیت-امیتر افزایش VGE به بیش از مقدار مجاز(20ولت معمولا) و از بین رفتن لایه ی عایق گیت هست. بهتره دوتا دیود زنر حدود 16-17 ولت رو یه شکل معکوس باهم سری کنین و بین گیت و امیتر قرار بدین.

وقتی میسوزن، همه ی پایه های IGBT به هم اتصال کوتاه میشن.
حفاظت برا گیت هم گذاشتم. داخل شماتیک دیده میشه. ولی چون به گیت ولتاژ مثبت و زمین میدم، فقط یه زنر گذاشتم.

[شاهرخ مستقیمی]

پاسخ : علت سوختن IGBT ها در مدار کوره القایی؟

من با IC های گیت درایور، چندتا ماسفت سوزوندم؛ که البته به خاطر کم تجربگی خودم بود.بعد اون رفتم سراغ ترانس پالس و دیگه این قضیه تکرار نشد.
(البته یه بار تکرار شد، که اون هم به خاطر الکتریسیته ساکن روی بدنم بود که دستم خورد به پشت PCB و یه جرقه ی کوچیک ناشی از تخلیه الکتریسیته ساکن زد و خداحافظ ماسفت!!)
این لینک رو ببین:

راهنمایی برای راه اندازی ماسفت

[hamed8419215]

پاسخ : علت سوختن IGBT ها در مدار کوره القایی؟

من با IC های گیت درایور، چندتا ماسفت سوزوندم؛ که البته به خاطر کم تجربگی خودم بود.بعد اون رفتم سراغ ترانس پالس و دیگه این قضیه تکرار نشد.

سلام. ممنون.
ولی من از آی سی های درایو های ساید (مثل IR2113 و...) استفاده نکردم. گیت ها رو به صورت ایزوله نوری (با اپتوکوپلرهای سریع) و درایور گیت راه انداختم. سیگنال روی گیت هم مربعی دقیق و بدون اورشوت هست (رایز تایم و فال تایم زیر 100 نانو داره که فکر نکنم با هیچ ترانس پالسی اینجور بشه در آورد ).

اگه مشکل از درایو گیت باشه باید IGBT داغ بشه و یا اینکه گیت و امیتر اتصال کوتاه بشن، ولی IGBT های من هر سه تا پایه شون اتصال کوتاه میشه. :cry:

[Mahdi_Vaziri]

پاسخ : علت سوختن IGBT ها در مدار کوره القایی؟

دقت بکنید که اگر گیت ها رو سریع هم تحریک بکنید ترانزیستور میسوزه. (گیت نباید خیلی هم مربعی باشه)
داخل دیتاشیت یه مشخصه وجود داره به اسم dv/dt. حداکثر تغییرات ولتاژ مجاز روی درین سورس. یا کلکتور امیتر.
در مواقعی که ولتاژ روی سوییچ زیاده مثل الان اگر گیت رو سریع تحریک بکنید و سرعت تغییرات ولتاژ روی دو پایه جریان بیشتر از حد مجاز بشه همینجوری ترانزیستور میسوزه. مقاومت گیت باید طوری انتخاب بشه که گیت مقداری کند تغییر بکنه که تغییرات ولتاژ بیبشتر از حد مجاز نشه.

[B2]

پاسخ : علت سوختن IGBT ها در مدار کوره القایی؟

خروجی اینورتر رو با یه تقسیم مقاومتی روی اسکوپ میگیرم. اسپاک نداره. یه شکل موج مربعی شیک و تمیز.

خروجی رو با اسکوپ نگاه میکنی؟ oo: پس وظیفه مدار حفاظتی رو خودت به عهده گرفتی :biggrin:

فکر نکنم مشکل از dead time باشه

من نگفتم مشکل اینه پرسیدم چطور مطمئنی به این مسئله؟

ولی من داخل دیتا شیت FGH60n60SMD خوندم که راحت تا 60 آمپر کار میکنه :sad: (یعنی وقتی دمای بدنه اش 100 درجه اس میشه ازش 60 آمپر کشید، اما در حالت کاری مدار من (جریان حدود 30 آمپر) هیت سینک در حد 30 تا 40 درجه گرم میشه پس باید مشکل جریان نباشه oo

دوست من گرمای ایجاد شده نشان دهنده توان تلف شدس و ربطی به جریان نداره! شما میونی خیلی راحت و بدون گرما یه IGBT صد امپری رو بسوزونی!
من تجربه کوره ای ندارم ولی چند تا توصیه میکنم
1.به جای درایورهاییی که گذاشتی از PC929 استفاده کن و از پایه فالتش برای قطع فرمان ایجیبیتیها استفاده کن
2.یه سنسور جریان به اولیه مچینگت اضافه کن و فیدبکش رو بده به کنترلر
3.یه فیدبک ولتاژ از دیسی لینک بگیر و به کنترلر بده
دور اسکوپ بازی رو هم خط بکش! چون شما قرار نیست تصمیم بگیری ایجیبتی چه وقت خاموش بششه چه وقت روشن.با گرفتن فیدبک نقاط کار سوئیچهارو به محدوده SOA محدود کن.
جناب وزیری هم نکات مفیدی اشاره کردن.

[ebismps]

پاسخ : علت سوختن IGBT ها در مدار کوره القایی؟

نه قکر نکنم. چون ZVS هست و IGBT ها فقط گرم میشن (داغ هم نمیشن)!

سلام دوستان
باتوجه به مدارتانک رزونانسی فرکانس حدودا65کیلوهرتزه.تواین فرکانس امپدانس دمایی هم مهمه که با مقاومت دمایی جمع میشه.
تواین مدارzvs چطور عملی شده؟
در ضمن بدلیل بالابودن مقاومت دمایی دیود igbt زیاد برای اینداکشن مناسب نیست ولی برای ازمایش اشکالی نداره.این شمارهfgl40n120and مناسبتره وموجوده.

[hamed8419215]

پاسخ : علت سوختن IGBT ها در مدار کوره القایی؟

سلام.
ممنون از جوابهای همگی
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
آقای وزیری:

دقت بکنید که اگر گیت ها رو سریع هم تحریک بکنید ترانزیستور میسوزه. (گیت نباید خیلی هم مربعی باشه)

یعنی چی؟ من قبلا فکر میکردم هر چقد زودتر روشن بشه بهتره؟ :eek:

یه چیزایی در مورد dv/dt شنیده بودم ولی فکر میکردم منظور نرخ افزایش ولتاژ روی کلکتور امیتره موقع خاموش شدنه (نه کاهش اون موقع روشن شدن). در ضمن داخل دیتا شیت چیزی در این مورد ندیدم؟ چنین پارامتری رو داخل دیتا شیت میدن؟

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

در مواقعی که ولتاژ روی سوییچ زیاده مثل الان اگر گیت رو سریع تحریک بکنید و سرعت تغییرات ولتاژ روی دو پایه جریان بیشتر از حد مجاز بشه همینجوری ترانزیستور میسوزه. مقاومت گیت باید طوری انتخاب بشه که گیت مقداری کند تغییر بکنه که تغییرات ولتاژ بیبشتر از حد مجاز نشه.

منظورتون کدوم ولتاژه؟ ولتاژ خط dc یا ولتاژ روی سوییچ موقع وصل؟
اگه منظورتون ولتاژ موقع وصله که فک نکنم زیاد باشه. چون مدار یه مقدار سلفیه ورجریان اولیه ترانس ( همون جریان سوییچ ها) به صورت سینوسیه و فک کنم شرایط ZVS هست.

[Mahdi_Vaziri]

پاسخ : علت سوختن IGBT ها در مدار کوره القایی؟

اوه اوه اوه. سرعت این ای جی بی تی از ماسفت هم بیشتره!!!
تنها محدودیت سرعتی که داره برای ریکاور تایمشه که 100 نانو ثانیه س. خودش تست ها رو با 3 اهم انجام داده!!!. یعنی در این مورد(استثنا) شما محدودیتی از این نظر ندارید. مقاومت رو بالاتر از 4.7 انتخاب بکنید.
بله این پارامتر رو تقریبا تو دیتاشیت تمام وییچها میدن. ولی خب این......
این مشخصه یه محدودیتی که برای سوییچها تعریف میشه. حداکثر سرعت تغییرات ولتاژ کلکتور امیتر یا درین سورس. یعنی اگر ولتاژ سرعت تغییرات ولتاژ روی سوییچ از یک حدی بیشتر بشه با اینکه از گیت ترانزیستور خاموش شده ولی همچنان داره به هدایتش ادامه میده. اینجا زمانی که ترانزیستور بالاییش روشن بشه سوییچها میسوزن. چون ما فقط فکر میکردیم که یوییچی که خاموش کردیم خاموشه. ولی در اصل روشن بود.
در هر صورت برای شما با این قطعه ای که گزاشتین نباید مشکلی ایجاد بکنه.

[hamed8419215]

پاسخ : علت سوختن IGBT ها در مدار کوره القایی؟

B2:

خروجی رو با اسکوپ نگاه میکنی؟ oo: پس وظیفه مدار حفاظتی رو خودت به عهده گرفتی :biggrin:

دیگه ما اینیم! (اگه مدار حفاظتی داشتم که 8تا نمیسوزوندم )

من نگفتم مشکل اینه پرسیدم چطور مطمئنی به این مسئله؟

فک نکنم از deadtime باشه. آخه خروجی های SG3525 که dead time داره و روی گیت ها هم داره.

دوست من گرمای ایجاد شده نشان دهنده توان تلف شدس و ربطی به جریان نداره! شما میونی خیلی راحت و بدون گرما یه IGBT صد امپری رو بسوزونی!

مثلا چه جوری؟ :surprised: مشتاق شدم بدونم (شاید بعدا چندتا سوزوندم :biggrin: )

1.به جای درایورهاییی که گذاشتی از PC929 استفاده کن و از پایه فالتش برای قطع فرمان ایجیبیتیها استفاده کن

اینی که گفتی هم جریان درایوش کمه و هم اینکه مشهد فک نکنم پیدا شه :sad:

2.یه سنسور جریان به اولیه مچینگت اضافه کن و فیدبکش رو بده به کنترلر

ای مورد رو قصد دارم اضافه کنم. میخوام پیک جریان اولیه رو بگیرم و بدم یه مقایسه گر و بعدش بدم پین Shutdown کنترلر SG3525.

3.یه فیدبک ولتاژ از دیسی لینک بگیر و به کنترلر بده

برای چه کاری؟

دور اسکوپ بازی رو هم خط بکش! چون شما قرار نیست تصمیم بگیری ایجیبتی چه وقت خاموش بششه چه وقت روشن.با گرفتن فیدبک نقاط کار سوئیچهارو به محدوده SOA محدود کن.
جناب وزیری هم نکات مفیدی اشاره کردن.

آقا این SOA رو یه کم برام بازش کنین (البته اگه امکان داره :redface: )

---

اضافه شده در تاریخ :
Ebi:

باتوجه به مدارتانک رزونانسی فرکانس حدودا65کیلوهرتزه.تواین فرکانس امپدانس دمایی هم مهمه که با مقاومت دمایی جمع میشه.

کلا فکر نکنم از تلفات توان باشه. فرکانس هم همون حدوده.

تواین مدارzvs چطور عملی شده؟

یه مقدار فرکانس ایتورتر بالاتر از فرکانس رزونانسه.

در ضمن بدلیل بالابودن مقاومت دمایی دیود igbt زیاد برای اینداکشن مناسب نیست ولی برای ازمایش اشکالی نداره.این شمارهfgl40n120and مناسبتره وموجوده.

من که با دیود معکوس این IGBT خیلی حال میکنم. از دیودهای فست موجود هم بهتره.
اون مدلی هم که گفتین هم آمپرش کمه و هم 1200 ولتیه (IGBT های 1200 ولتی هم سرعت خودشون کمه و هم سرعت دیودشون و بیشتر به درد Induction cook-top ها که با فرکانس زیر 25 کیلو و به صورت Quasi resonance کار میکنن مناسبن).

[B2]

پاسخ : علت سوختن IGBT ها در مدار کوره القایی؟

دیگه ما اینیم! (اگه مدار حفاظتی داشتم که 8تا نمیسوزوندم )

خوبه موفق باشی :applause:

فک نکنم از deadtime باشه. آخه خروجی های SG3525 که dead time داره و روی گیت ها هم داره

گفتم مطمئن! وقتی میخوای مطمئن بشی باید فیدبک داشته باشی که نداری برای همین گفتم 929 استفاده کنی.مشکل جریانشم با دو تا ترانزیستور قابل حله

مثلا چه جوری؟ مشتاق شدم بدونم (شاید بعدا چندتا سوزوندم )

خوب یه جا گفتی

چون ZVS هست و IGBT ها فقط گرم میشن (داغ هم نمیشن)!

این نشون میده به همین شکل دارید میسوزونید

اینی که گفتی هم جریان درایوش کمه و هم اینکه مشهد فک نکنم پیدا شه

اگه پیدا نکردی تو مشهد ادرست برام پی ام کن چند تا برات بفرستم

ای مورد رو قصد دارم اضافه کنم. میخوام پیک جریان اولیه رو بگیرم و بدم یه مقایسه گر و بعدش بدم پین Shutdown کنترلر SG3525

زودتر این کارو بکن تا باعث میلیاردر شدن شرکتهای قطعه سازی نشی :icon_razz:

برای چه کاری؟

برای اینکه بتونی تو شرایط SOA از قطعه کار بکشی.

قا این SOA رو یه کم برام بازش کنین (البته اگه امکان داره )

Safe Operating Area