Power Electronics

О какой мощности идет речь?
Я как-то пытался использовать высоковольтные мосфеты. STP20N80. На 800В. Мостовой преобразователь, запитка от 380В. Частота 100кГц. Грелся он как печка во всех режимах. И на холостом ходу и под нагрузкой, которую больше 10% дать было нельзя. И это при том, что классические irfp450 от сети 220 практически не нагревались на полной мощности в нагрузке (1.5кВт). На частоте 70кГц IGBT на 1200В были гораздо холоднее этих высоковольтных мосфетов. В итоге пришел к выводу, что эти мосфеты еще очень сырые и в целом мало пригодны для работы. То есть увеличение напряжения сток-исток выше 500В приводит к резкому ухудшению параметров транзистора. Не даром их всего несколько десятков в этом диапазоне напряжений, когда на более низкие их под сотню вариантов.
IGBT и другие транзисторы они работают не на частоте, а с определёнными таимингами. Если у вас дед тайм будет достаточен (порядка 1мкс), то и 100кГц будет все нормально работать. А у них и Uкэ не зависит от тока, и диод антипаразитный поприличней.
Но при работе от сети 220 не требуется двукратный запас по напряжению. Грамотно подобранная фиксирующая цепочка должна сделать свое дело. Да она будет греться до 1-2% выходной мощности снижая КПД, но оно будет работать.

Мощность 450 ватт, работает на одном ключе супермерш, обратноход, все остальные варианты ключей давно перепробованы и требовали больше места и имели ниже кпд, скажем на к2611 не помню что сгорел хоть раз после отладки но их там нужно 2 штуки и греются чудовищно.
Да и запитка не от сети напрямую.
STP20N80 в природе нет вроде.

_________________
хочу все знать

Извиняюсь, писал по памяти, несколько лет прошло. Транзистор был SPW17N80.
В итоге поставил IKW15N120. На 1.5кВт радиатор с пачку сигарет около 50-60С с обдувом небольшим кулером.
Не настаиваю, но мое впечатление, что высоковольтные мосфеты это чистый маркетинг. Может быть антипаразитные диод портит картину, но впечатление от них плохое осталось.

У меня создалось впечатление что IGBT выше 10кгц применять нет смысла, да и по графикам видно.
https://yadi.sk/i/usStiFAN3R9ZxG

_________________
хочу все знать

Даже из этого графика хорошо видно, что в худших условиях по температуре 110С, этот транзистор на частоте 100кHz допускает 10А прямоугольного и 20А треугольного тока. У вас 450 Вт, это около 4А тока в импульсе.

У меня не только =340в бывает но и =150в )
С учетом того что Turn-off delay time t d ( o f f ) - 450ns можно яичницу жарить )

_________________
хочу все знать

Дилэй это задержка, она на температуру не влияет, т.к. жизнь транзистора в этот момент не отличается от открытого состояния.

Пардон спутал с Fall time 175 ns - все равно )

_________________
хочу все знать

Это при условии, что кристалл греется до предельных 175 гр.С. Вряд-ли будет хорошим решением работать при такой температуре.
Flyback, из-за треугольной формы тока, также не лучшая топология для IGBT. Здесь в наибольшей степени проявляются проблемы "хвоста".
Например, для IKW15N120 потери выключения, включая таковые от "хвоста", составляют порядка 1 мДж при вменяемой температуре кристалла и 1.2мДж при максимальной. Это означает, что при частоте 100кГц, только от этого типа потерь, мы будем иметь не менее 100Вт. А ведь кроме этого есть ещё потери проводимости и потери включения.
При общем уровне потерь 120-150Вт транзистор выживет. Однако вряд ли ему для этого будет достаточно радиатора с пачку сигарет, обдуваемого слабым кулером.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Господа, я правильно рассчитал в первом приближении ?
Суть - будет заряжать кондер снабера до половины напряжения генерации, и возьмем за средний ток Imax/2 где Imax макс ток через снабер.

https://yadi.sk/d/aQK155S03RA6nE

Вообще может пойти от противного, например не снижать амплитуду а уменьшить частоту чтобы не попасть в фазовый сдвиг ? Например увеличить индуктивность рассеивания или лучше увеличить емкость транса или ключа ? )

_________________
хочу все знать

ИМХО было бы уместнее - Коллеги.

Непонятная методика.
RC цепочка должна демпфировать паразитный колебательный контур, состоящий из индуктивности рассеяния и выходной ёмкости ключа, плюс ёмкость обмотки. Т.е. требуется снизить добротность контура до Q=1. Для этого:
1. Измеряем частоту паразитного резонанса.
2. Зная частоту и индуктивность рассеяния Ls, определяем паразитную ёмкость Cp.
3. Определяем характеристическое сопротивление контура R=sqrt(Ls/Cp). Это будет сопротивление R для RC-цепочки
4. Ёмкость C для RC цепочки должна в 5-10 превышать паразитную ёмкость Cp.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Методика простая - гоняя ток через резистор снабера рассеиваем энергию в тепло, те нам нужно чтобы кондер снабера мог за пол периода колебания зарядиться и разрядиться до хотя бы U/2 помехи, все просто.
Я тут попробовал 1000пф +180 ом + два диода как предалогалось, амплитуда упала с 75в до 25в + хвост ушел.
(с диодами греется меньше )
было
https://yadi.sk/i/357XGHDN3R6V99

стало
https://yadi.sk/d/YFp3rAGl3RAAPg

Как Вы думаете, на этом можно остановиться или нет еще ?

_________________
хочу все знать

Трудно сказать. Надо рассчитать и сравнить.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Позволю не согласиться в деталях. Если брать энергии переключения не в предельных для транзистора условиях, а соответствующие мощности преобразователя в 450Вт, то ваши оценки по энергии надо поделить примерно в 4-5 раз при правильно выбранном минимальном Rg.

Но я не утверждаю, что этот транзистор панацея, просто привёл его для иллюстрации практических различий с высоковольтным мостфетом, на который напоролся сам.

vhale, вы не смотрели в сторону магнитных подавителей на основе материалов с ППГ?

http://www.toshiba-tmat.co.jp/eng/product/pdf/e_amo01_2015.pdf

Чтобы IGBT, в данном случае, стал более привлекательным по эффективности, указанные потери надо делить не на 4-5, а на 30-40.
Не буду особо концентрироваться на преимуществах и недостатках IGBT, об этом уже много говорилось в разделе Надёжная и безопасная работа радиокомпонентов, аппаратов. Существуют приложения, где IGBT хороши и даже не имеют альтернативы. Однако Flyback это скорее вотчина MOSFET, т.к. для IGBT тут наихудшие условия коммутации - запирание при максимально возможном токе, что вызовет максимально возможный "хвост" тока. Что касается потерь проводимости, то тот же STP21N90K5 практически не уступает по этому параметру сопоставимым IGBT. А динамические потери MOSFET меньше по определению, так как у него отсутствует "хвост".
На сколько понимаю, степень нагрева STP21N90K5 вполне устраивает whale. У него проблемы с надежностью работы этих транзисторов.
STP21N90K5 быстрые, но недостаточно устойчивы к импульсной мощности. Тот же K2611 по параметру Single pulse avalanche energy на много превосходит STP21N90K5 (1000 мДж против 200мДж). Следовательно, STP21N90K5 очень требовательны к разводке силовых цепей и цепей управления. В принципе, сейчас whale движется в правильном направлении, стараясь улучшить монтаж и используя эффективный снаббер.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.