Power Electronics

Недавно всё-таки ребята взорвали моего косого моста. Залезли внутрь, посмотреть, как оно устроено, да и и оборвали проводок на плате управления. Заодно нечаянно отключили вентиляторы.
После чего стали его испытывать. После нечаянной модернизации, удалось им поднять ток до 210 А, вместо ранее ограниченных 180 А.
Естесственно, без вентиляторов, разогрев кристалла стал опережать разогрев датчика температуры, и случилось то, что и должно было случиться.
Вот тут я и подумал, что в общем, это довольно часто встречающийся случай. И надо бы найти способ с этим бороться.
Напрашивается мысль, что хорошо бы измерять непосредственно у работающего транзистора какую - нибудь величину, зависящую от температуры. Например, падение напряжения на самом переходе, или на обратном диоде, если таковой имеется. И при достижении определённой температуры воздействовать непосредственно на драйвер, или выдавать сигнал в схему управления.
Такой способ регулирования позволил бы более полно использовать транзисторы, или не ставить "на всякий случай" огромные радиаторы.
Надо, конечно, добиться такого совершенства, чтобы температура кристалла транзистора не поднималась выше некоторой величины, даже если нет радиатора. Тогда в случае, если транзистор вдруг соскочит с радиатора, или радиатор отпадёт, что тоже видел, взрыва не последует.
Что у кого измерять?
К сожалению, транзисторы, выполненные по разной технологии, ведут себя по-разному. Падение напряжения на переходе зависит от технологии изготовления, от температуры и тока через транзистор.
Момент измерения тоже зависит от топологии.
Поэтому, видимо, для каждого случая надо делать свою схему измерения, и выбирать соответствующие критерии срабатывания защиты.
Поскольку у меня конкретно возникла ситуация с косым мостом, выполненным по схеме с регенеративным снаббером, с обмоткой компенсации, на транзисторах 50B60PD1, буду пытаться сделать схему защиты для этого случая.
Пристрелочно, кажется, что удобнее всего открывать неиспользуемый обратный диод, и измерять на нём падение напряжения. Остаётся решить, как это сделать. Плюс такого способа пока вижу один: ток измерения задаём сами, зависимость напряжения от температуры известна.
Никаких наработок пока нет, просто обнародовал задачу, может, у кого какие мысли появятся?

Чисто теоретически обратный ток диода будет зависеть от температуры кристала чем выше температура тем больше неосновных носителей заряда (теневой ток) тем больше обратный ток. Велечену его немогу посчитать нет формул и данных диода но то что обратный ток будет зависеть от температуры кристала точно.
Плюс такого измерения ненадо открывать диод.

Не думаю, что случай типичный. Абсолютной защиты не придумаешь, примером тому Чернобыль. И наслаивать защиту на защиту можно бесконечно.
А вот использовать для защиты то, что уже имеется, как самостоятельная задача, очень интересно. Но тут сразу вопрос. Если уже есть ключи с датчиком тока, то может и с датчиком температуры тоже есть (что проще)? Т.е. не велосипед ли это будет...

_________________
Время - лучший эксперт. ОНО может блестеть так же, но золото дольше.

Оно, конечно, если есть чемодан чужих денег, то и делать ничего не надо. Но в основном народ здесь покупает то, что есть, и за свои кровные.
Сильно зависит от примесей, и большая разница от образца к образцу.

В ЭРСТ использовал токовую защиту, входным сигналом которой было падение напряжения на открытом MOSFET. При прогреве транзистора автоматически снижался порог срабатывания защиты.
Для IGBT падение напряжения в открытом состоянии имеет более сложную зависимость от температуры, но в области больших токов также имеет положительное значение.

В нашем конкретном случае используется транзистор IRGP50B60PD1.
К сожалению, из даташита пригодны для анализа только две картинки:

Из коих следует, что в принципе, если за критерий принять напряжение порядка 3,0 - 4,0 В, то автоматом с ростом температуры можно ограничивать ток, не допуская лавинообразное возрастание мощности.
А то ведь получается, что с ростом температуры возрастает падение напряжения на переходе, что ещё больше увеличивает температуру, и так до пробоя.

Обсалютно солидарен.К томуж чем больше в источнике систем, тем больше вероятность отказов и багов. А защищатся от рукодельников - бессмысленно, всё равно спалят.
Что касается случая Мультика , то мысль такая. По желтенькому проводку у вентилятора должна идти какая-то тахобайда. Если она идёт, значит он крутится, а если напряжения на вентиляторе есть а тахобайды нету - значит сила стоп.

Это точно - против лома нет приёма!
Но в данном случае речь идёт о более корректной защите, которая может практически мгновенно реагировать на температурную и токовую перегрузку кристалла транзистора. Классически вариант может сравниться с обсуждаемым только в том случае, если датчик температуры удасться засунуть внутрь транзистора . Кстати, существует множество микросхем драйверов, в которых можно контролировать падение напряжения на открыттом транзисторе. Например гибридный модуль M57962L от MITSUBISHI (на глаза попался).

Да я понял о чём говорит Мультик. Думаю это излишне. Это достаточно сложно на самом деле. Чтоб работало и багов не было. Это , конечно , можно решить , процессоры есть, можно мониторить напряжение на открытом ключе, ток через него, и думать что с этим делать, но зачем?
Проанализируем случай Мультика.
Ребята полезли делать ток 210 ампер, вместо 180 поставленных Мультиком. Какого? Разработчик поставил 180 - начит 180, он жешь не с потолка эту цифру взял. Хотите 210- зделайте свой аппарат, или придите к Мультику , скажите, мы хотим 210.
Кстати, еслиб ток был 180, может быть даже без вентилятора датчик успел бы нагрется и силу бы остановил.

прикольная мысль. надо подумать. Как жешь его в косом открыть -то не мешая косому.

Мультик, а ведь в твоём пушпуле диоды в транзисторе проводят после закрывания, можно спокойно мерять. Как хорошо.

Понял и я, но несмотря на обобщенный заголовок, Мультик ставит задачу более конкретно и в то же время глобально. Во-первых рулеж по "конечному результату" (сейчас это температура кристалла), во-вторых использование информации с самого кристалла.
Задача сформулирована верно, вопрос в реальности решения.
Для начала надо отметить, что если бы "разгонщики" вместо 220 сунули бы аппарат в 380, то сейчас мы обсуждали бы не температуру, а потенциальный пробой. Т.е. нет панацеи на все случаи и температура есть далеко не "конечный результат". Но остановимся только на температуре.
О дополнительном управлении, типа- мне кажется современный скоростной инвертор просто по времени этого не позволит. Значит остается мониторить соотношение падения на ключе с током через него, но тутК технологии видимо можно добавить конкретныЕ тип и экземпляр. Это уже вопрос повторяемости. Любителю и на это было бы наплевать, если бы он мог настроить порог экспериментально под конкретный образец. Но беда, такая "настройка" - проход по краю пропасти. Ну и, наконец, выходная характеристика такого градусника по определению не может быть ярковыраженой, т.е. четкого порога не обеспечит.

Я не против, даже очень за. Просто раскладываю задачу на составляющие, чтобы оценить сложность и целесообразность. Т.е. не окажется ли индивидуальный специализированый датчик на фланце каждого ключа проще, чем ее решение.

_________________
Время - лучший эксперт. ОНО может блестеть так же, но золото дольше.

Это я понимаю. Но в пушпуле тогда надо ставить транзисторы с диодами. А хотелось бы родной PF без диода.

Этот подход мне знаком. Вся Россия на нём держится. Что бы ни делать, - лишь бы ничего не делать.
А всё же уверен: если удастся найти не очень сложное решение, которое можно оформить в виде небольшой отдельной платки, которую можно вешать на готовую схему, цены ей не будет. Спокойно можно выжимать из какого - нить наладонника нормальную мощу.
И ещё море возможностей.

Да лежат у меня MC33153. Только хочется воткнуть в готовое изделие, и не зависить от драйверов.
В общем, речь о том, чтобы не делать, или чем заменить, не идёт.
Надо решить конкретную задачу: снять показание температуры с кристалла работающего транзистора.

Я надеюсь, когда решим эту задачу, обсуждать здесь и другие способы защиты источников питания.

ты бульбаш, я хохол, а Россия пусть держится , ведь у них план Путина

Мультик, ну что ты такое говоришь? Чем парится с выжиманием из ключа всех соков, лучше дать запас, чтоб при любом раскладе событий dt хватило времени сработать датчику температуры. Ведь уже сейчас ключи стоят приемлимые деньги, а через пару лет - вообще копейки будут.
Это вопрос не лени , но целесообразности.

Не отвлекаемся. Я продолжу про мониторинг t=f(U,I). Не обязательно повторение формы зависимости и характеристика скорее будет в виде семейства. А семейство от конкретного ключа надо сначала поиметь, а затем мониторить по трем осям - это уже процессор. Значит надо ограничиться только одной кривой, предельной по температуре. Но не факт, что такая кривая будет иметь постоянный характер в выбраном диапазоне U и I - тут без экспериментального материала дальше сложно рассуждать - возможно там будут пергибы или экстремумы. Где бы глянуть...
Это так, мысли вслух...

_________________
Время - лучший эксперт. ОНО может блестеть так же, но золото дольше.