| Power Electronics https://valvol.ru/ |
|
| Баян в симуляторе https://valvol.ru/topic1628.html |
Страница 1 из 2 |
| Автор: | staska [ 08-05, 23:18 ] |
| Заголовок сообщения: | Баян в симуляторе |
Не нашел темы на форуме. Как можно учесть разброс параметров ключей в баяне из 10-20 штук ? Если ли какие готовые фишки ? Или самому портит доп. резистором ? Особенно интересует поведение игбт с разными "хвостами"... |
|
| Автор: | pwn [ 09-05, 01:23 ] |
| Заголовок сообщения: | |
ваще то и полевики баянить более 5 штук это уже дурной тон, а что говорить про 20 забаяненных жибитов?  Вы явно не в ту степь копаете, ищите одиночные ключи или модули которые потянули бы вашу задачу. И не надейтесь что симуль вам тут поможет. Он очень хреново учитывает реальные хвосты и совсем не учитывает разброс 
|
|
| Автор: | staska [ 09-05, 11:01 ] |
| Заголовок сообщения: | |
Ижбитовые модули тоже из нескольких ключей. Нужнен чудо ключ под килоампер и 600 вольт. Попробую применит ток-выравнивающий трансформатор. |
|
| Автор: | valvol [ 09-05, 12:49 ] |
| Заголовок сообщения: | |
staska писал(а): Ижбитовые модули тоже из нескольких ключей. Нужнен чудо ключ под килоампер и 600 вольт. Попробую применит ток-выравнивающий трансформатор.
В модулях отдельные ключи достаточно хорошо согласованы и работают практически при одной и той же температуре. Что касается дискретных IGBT, то в любом случае 2 транзистора способны коммутировать больший ток, по сравнению с одним. В дэйташите обычно приводится информация, позволяющая определить кратность увеличения тока для наихудшего случая. Вот для такого сравнения, в принципе, можно задействовать LTspice. Для этого берём пару элементов позволяющих имитировать нелинейную зависимость напряжения открытого транзистора от тока. Например, источник тока, зависящий от напряжения - G. С помощью конструкции table=(<value pair>, <value pair>, ...) программируем требуемую зависимость для двух крайних случаев. Потом включаем эти муляжи параллельно и смотрим, что на них происходит, т.е. как распределяются токи и потери. Далее, по результатам моделирования, определяем реальное количество ключей, с учётом их параметров разброса (то сколько будем ставить в реальный аппарат). При моделировании же функционирования самого аппарата, можно использовать идеальное количество ключей, но навесить на идеальный баян дополнительные ёмкости на входе и выходе, чтобы учесть тот факт, что реально транзисторов больше. |
|
| Автор: | pwn [ 09-05, 13:27 ] |
| Заголовок сообщения: | |
staska писал(а): Ижбитовые модули тоже из нескольких ключей. Нужнен чудо ключ под килоампер и 600 вольт. Попробую применит ток-выравнивающий трансформатор. Вы бы лучше изложили сначала ТЗ (или ноу-хау?  ), то бишь что там собрались килоамперить на 600-х вольтах Тогда глядишь и шансов больше что вам помогут. Модули жибитовые есть и килоамперные. И они по любому лучше будут чем баян, и дешевле в итоге, ибо баян не раз и не два ласты поклеит прежде чем заработает И это... шисот вольт да килоампер это уже вроде как 0.6 мегаватта. Допустим вы добрались до 3ф сети способной такое выдать. Допустим в задаче это действительно нужно. Тогда вы очень рискуете. Имея нуль опыта в этой теме можете поймать все что угодно, начиная с металлизации кожных покровов продуктами горения дуги в баяне до обугленных тапочек
|
|
| Автор: | valvol [ 09-05, 15:09 ] |
| Заголовок сообщения: | |
pwn 
Понятно, что существуют модули на килограмм ампер и выше (за соответствующие деньги). Однако в данном случае обсуждается проблема моделирования баянов. Проблемы в принципе актуальна и зачастую всплывает во многих приложениях. Поэтому обсуждать её вполне можно без каких-то дополнительных ТЗ или, не дай Боже, раскрытий ноу-хау. |
|
| Автор: | pwn [ 09-05, 15:50 ] |
| Заголовок сообщения: | |
valvol писал(а): .... Поэтому обсуждать её вполне можно без каких-то дополнительных ТЗ или, не дай Боже, раскрытий ноу-хау. Мне то что с того? Свое ИМХО я уже сказал: баянить жибиты по 20 штук в баян есть большая глупость при том что есть уже готовые модуля. Может не спасти в итоге ни выравнивание токов всякими примочками ни даже положительный температурный коэффициент Uкэ. Либо придется считать баян из расчета 0.5 от номинального тока одиночного ключа или того ниже. Иначе будет периодически кто-то из баяна вылетать вперед тапками и утаскивать за собой остальных. Правда это уже от приложения зависит и почему было упомянуто ТЗ - нет смысла обсуждать баян чего-то абстрактно от задачи, ибо в каждом отдельном случае свои подходы к тому как построить такой баян, ТЗ первично а не вторично. Однако, флуд офф, отколебался и ушел, мешать не буду 
|
|
| Автор: | staska [ 09-05, 20:35 ] |
| Заголовок сообщения: | |
valvol писал(а): pwn
Понятно, что существуют модули на килограмм ампер и выше (за соответствующие деньги). Однако в данном случае обсуждается проблема моделирования баянов. Проблемы в принципе актуальна и зачастую всплывает во многих приложениях. Поэтому обсуждать её вполне можно без каких-то дополнительных ТЗ или, не дай Боже, раскрытий ноу-хау. Никакого секрета. Кэтай не дремлет все равно. Собрали частотник для привода эл мобиля на 70 киловатт. На мосфетах. По 12 штук в одном ключе или 72 итого. Смотрим на теслу (электромобиль) с ихными 200 киловатт на 96 игбт. Но с игбт проблема с разным хвостом вылезла сразу.. Готовый модуль слишком медленный увы 
|
|
| Автор: | pwn [ 10-05, 03:49 ] |
| Заголовок сообщения: | |
staska писал(а): Готовый модуль слишком медленный увы Есть два вида граблей, на которые наступают ваятели баянов: 1. сравнивая скорострельность существующих модулей и одиночных ключей возникает иллюзия, что набрав баян из одиночных можно сделать более быстрый ключ (и более дешевый). Это ошибка, более быстрый ключ не получится, так как придется идти на компромиссы и снижать общую скорость такого баяна (иначе рискуем вылетом отдельных ключей и последующим бахом всего баяна). Дешевле также не получится, ибо затраты на отладку много больше и управление сложнее. 2. Кажется, что номинальный ток такого баяна если обеспечить выравнивание будет простой суммой номинального тока одного ключа. Это также ошибка, коэффициент использования по току одного ключа в баяне из моего опыта начинается с 0.8 для двух ключей в баяне и в лучшем случае 0.5-0.6 если ключей десяток. Более 10 лучше вааще не ставить, даже полевиков (разве что есть очень веские основания и по другому никак) ибо при увеличении числа ключей растут паразитные индуктивности цепей и головняк по преодолению их растет в прогрессии. Мораль? Баянить ключи можно, но нужно стремиться к как можно меньшему числу ключей. Т.е. лучше взять несколько толстых нежели горсть очень тонких, даже если кажется что так дешевле. Надежность по любому дороже подобной копеешной экономии. В Вашем случае врят ли стоит париться с тем чтобы баянить жибиты. Это очень гиморно хотя бы потому, что это жибиты. Лучше уж полевики. Вот эти три от ST http://www.st.com/internet/analog/product/252591.jsp http://www.st.com/internet/analog/product/221204.jsp http://www.st.com/internet/analog/product/253097.jsp весьма недурны (хотя и на них набрать килоампер под десяток в баяне вылазит), и STW88 из них наилучший по соотношению статических и динамических параметров.
PS В свичкаде нет либов последних полевиков от ST, но зато есть STY60NM50 (в экстре), они как бы не сильно далеко отстали и можно попробовать собрать баян из них в модели и посимать. Но считаться будет ооочень долго, предупреждаю сразу. PPS наиболее правильный путь наращивать мощность иной раз состоит в том, чтобы баянить не ключи а отдельные силовые ячейки в которых стоят одиночные ключи
|
|
| Автор: | Трибун [ 10-05, 09:41 ] |
| Заголовок сообщения: | |
Доброжелатели! Человек спрашивал КАК МОДЕЛИРОВАТЬ баяны. |
|
| Автор: | valvol [ 10-05, 10:56 ] |
| Заголовок сообщения: | |
К сожалению демонстрировать сейчас что-то с IGBT нет времени, но случайно нашел в своих старых наработках пример моделирования баяна из диодов, используемых без выравнивающих резисторов. Использование баянов происходит достаточно часто (по крайней мере в сварочных источниках), при условии значительного запаса по току и одинаковых условий охлаждения. Однако, как с использованием выравнивающих элементов, так и без них, полезно проверять в модели (или расчётом) ситуацию с распределением токов для условия крайнего разброса параметров. В случае использования диодов, их статическая характеристика моделировалась при помощи последовательно включенных источника напряжения и сопротивления (оба термозависимые). Моделирование проводилось для практически нереальной (но теоретически возможной) ситуации, когда один, наиболее нагруженный, диод имеет типовое прямое падение напряжения, а три остальных максимально возможное (течет минимальный ток). При этом наиболее нагруженный диод находится в наихудших условиях охлаждения. Моделирование проводилось для наиболее тяжелого режима обратного диода, некоторого источника с выходным током 100А. Считаем, что параллельно включено 4 диода 30EPH06, установленных через керамику на основание с водяным охлаждением. Первый диод имеет типовое прямое падение напряжения, а три остальных максимальное. 
В модели функциональные источники B1 и B2 имитируют типовой диод, а B3, B4 максимальный. B2 и B4 имитируют прямое падение на диоде при минимальном токе. Из рис.1 справочника, эти источники при 0гр.С имеют напряжение 1.025В (пересчитано из Vf25, согласно ТКН), которое, при повышении температуры, падает с ТКН -3мВ/гр.С. При пересчёте графиков рис.1 для больших токов, с учётом таблицы электрических характеристик выясняется, что для 25гр.С динамическое сопротивление меняется от 35мОм(тип) до 55мОм(макс), а для температуры 150гр.С от 26мОм(тип) до 40мОм(макс). Соответственно, при возрастании прямого падения от тип. к макс. ТКС меняется от -0.07 до -0.12мОм.В соответствии с этим B1 имитирует динамическое сопротивление типового диода, а B3 типовое сопротивление трёх максимальных, включенных параллельно (всё делим на три).Теперь моделируем тепловой режим.Тепловое сопротивление кристалл-корпус 0.5 ... 0.9гр.С/Вт Тепловое сопротивление керамики 0.4гр.С/Вт Суммарное тепловое сопротивление контактов 0.4гр.С/Вт Тепловое сопротивление между посадочным местом и охлаждающей жидкостью 0-0.22гр.С Соответственно тепловое сопротивление для типового диода составляет Rt=0.9+0.4+0.4+0.22=1.92гр.С/Вт Для трёх максимальных, которые по условию лучше охлаждаются, Rt=(0.5+0.4+0.4+0)/3=0.433гр.С/Вт Разогрев типового диода имитируют элементы B5 и R1, где B5 генерирует ток пропорциональный мощности, выделяемой на типовом диоде. Этот ток протекает через тепловое сопротивление R1 и на нём падает напряжение равное температуре кристалла диода.Разогрев максимальных диодов имитируют элементы B6 и R2V1 имитирует температуру охлаждающей жидкости.При помощи импульсного источника тока I1, через модели диодов пропускаются импульсы тока 100А с заполнением D=0.55 Конденсаторы С1 и С2 сглаживают пульсацию температуры на тепловых сопротивлениях. При этом получилось, что через наиболее нагруженный диод протекал средний ток 25А, а через остальные три диода 30А. Температура кристалла наиболее нагруженного диода составила 115гр.С, а температура кристаллов наименее нагруженных диодов 52гр.С (при максимальной температуре охлаждающей жидкости +30гр.С). Однако выпрямитель сохранит работоспособность даже если температуре охлаждающей жидкости достигнет +100гр. Даже в этом случае температура кристаллов не превысит допустимых 175гр.С, а составит, соответственно, 167гр.С и 118гр.С. Прямое падение диодов обычно близко к типовому. Поэтому следует ожидать, что в реальности режим диодов будет легче, чем получен для наиболее нагруженного в модели. |
|
| Автор: | нищеброд [ 10-05, 13:55 ] |
| Заголовок сообщения: | |
staska писал(а): Как можно учесть разброс параметров ключей в баяне из 10-20 штук ?
Конечно параллелить нужно полевики. В статике они делят токи сами(как резисторы). В динамике теоретически они должны гореть. 
Проблема вылезает при закрытии. Полевик с наименьшим порогом (U15) коротко держит общий ток баяна. Но на практике баяны ("с нулевой надёжностью") работают и не горят. Видимо схему спасают паразитные индуктивности истоков. 
"Не надо бояться человека с баяном ". 
|
|
| Автор: | valvol [ 10-05, 14:13 ] |
| Заголовок сообщения: | |
Что касается практики, то приходилось баянить по 6 IGBT IRG4PF50WD в индукционной печке на 25кВт. При этом необходимо в максимальной степени обеспечить равные условия для всех транзисторов баяна. Ранее это уже обсуждалось в теме "Чопперная" приставка |
|
| Автор: | staska [ 11-05, 13:02 ] |
| Заголовок сообщения: | |
Спасибо за советы. По практике картина такая. Со статическими потерями проблем как бы и нет. Равномерный теплоотвод и параметры боле мене удержанные. В динамике приходится ограничиваться 5кгц и затягивать фронт для уменьшения выбросов напряжения. При уменьшению длительности фронта, вся "динамика" садится на самый короткий "хвост". Вот и выросла задача до уровня моделирования баяна с реальными разборами для подбора вариантов индуктивных делителей тока. |
|
| Автор: | valvol [ 11-05, 15:03 ] |
| Заголовок сообщения: | |
staska писал(а): Вот и выросла задача до уровня моделирования баяна с реальными разборами для подбора вариантов индуктивных делителей тока.
Моделирование даст правильный результат, если используются корректные модели. Однако опыт моделирования устройств на IGBT, а потом их реального использования вынуждает признать, что многие доступные модели IGBT от производителей не совсем соответствуют реальным транзисторам. И особенно с точки зрения корректной имитации их динамичеких свойств. В этом легко можно убедиться, например, просто потестировав модели IGBT, предлагаемые на сайте IR. Что касается реальных IGBT, то вполне очевидно, что качество баяна можно значительно улучшить, предварительно подбирая транзисторы с соответствующими свойствами. Однако корректное испытание IGBT в любительских условиях является серьёзной проблемой 
|
|
| Страница 1 из 2 | Часовой пояс: UTC + 4 часа |
| Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group http://www.phpbb.com/ |
|