Управление IGBT

[Оллема]

Всем здравствовать!

Попросили меня тут отремонтировать частотный преобразователь. Посмотрел - сгорели IGBT транзисторы, цепь управления и драйвер.
Со слов пользователя: частотник проработал совсем немного и эффектно сдох без видимых причин.
Заменить сгоревшее - не проблема, мне интереснее почему погорело. Вот схема управления выходными транзисторами:


У меня первый возникающий вопрос: для какой цели в затвор установили конденсатор? Вроде как емкость затвора - зло и для ускорения переключения транзистора драйвер должен обеспечивать нужный ток, чтобы обеспечивать быстрое переключение транзистора. А тут специально увеличивают емкость затвора?! Да и цель диода для меня не совсем понятна: какие такие импульсы обратной полярности он призван гасить?

[Gyuri]

А кто в качестве драйвера стоит? Там обычно стабилитрон стоит на 15-16 вольт и напряжение питания отрицательное по-хорошему должно быть.

[Openreel]

Да и цель диода для меня не совсем понятна: какие такие импульсы обратной полярности он призван гасить?

На картинке у тебя мосфет, а не IGBT.
Паразитные емкости у транзистора нарисуй, да диапазон напряжений на затворе и коллекторе, сразу станет понятней. И конденсатор в затворе вероятно для этой цели, чтоб Миллера пересилить. Диод - это именно диод, не стабилитрон?

[Оллема]

Драйвер NSI6801.

Нашел хорошую статью, объясняющую многое:
https://power-e.ru/components/podavl...fekta-millera/

Вот более подробная схема:


С2 призван бороться с Миллером, понятно. А С1 тогда для чего? Фронты валить на оптроне?
С2 (далеко не типа NP0) - решение так себе мне думается.

Интересная статья про выбор затворного резистора:
https://power-e.ru/design/zatvornyj-rezistor-chast-1/

[Openreel]

А С1 тогда для чего?

Скорей всего от адового EMI в кривых разводках и изделиях. Не видел, как от мощного частотника сигнальные панельные светодиоды зажигаются? Как на входные оптроны ПЛК наводки идут, если даже от мелкого частотника кабель не экранирован?
Разные частотники лучат очень разно и брендовость частотников ничего не гарантирует.

Лучше не статейки смотреть, а приличные книжки по силовой схемотехнике, на русском существуют. В частотниках не всё банально, даже длинна кабеля до мотора имеет значение.

[Оллема]

Ну да, LED лампы легко светят рядом с частотниками, видел. При DC лампах шунтировал их конденсатором, помогало.
Думаю осциллом посмотреть что там на затворах творится после того как сгоревшее заменю.
Интересно, что IGBT пробило верхнее плечо с коллектора на затвор, обычно вроде коллектор-эмиттер пробивает.

А чем лучше активное подавление миллера биполярным транзистором? Можно же просто обратным диодом также коротить затвор на выход драйвера.

[deemon]

Ну всё-таки , душить Миллера конденсатором параллельно затвору - так себе идея ...
По-нормальному - надо просто иметь хороший драйвер , который способен выдавать большой ток в обе стороны - чтобы придать нужную бодрость как процессу открывания , так и закрывания - и тогда он должен поглощать сильный втекающий ток , как от ёмкости затвора , так и от Миллера тоже ... и кстати , в тех случаях , когда тока драйвера не хватает при закрывании - как раз и применяют дополнительный PNP транзистор , который сливает на исток выброс тока затвора при закрывании полевика или IGBT .

[Pest]

В таких штуках на паразитных конструктивных индуктивностях и ёмкостях много чего звенеть может с высоковольтными overshoot-ами, т.к. имеются большие значения dI/dt. От этого в основном и сгорают. А ещё в некоторых случаях могут быть выбросы back-emf от двигателя, например при аварийном отключении под нагрузкой это проиходит точно так же как в умзч (тот же механизм когда к примеру какая-нибудь 3886 умирает в кривых разводках в момент срабатывания защиты на мощности, но в хорошей плате их сжечь почти не возможно). А разводка там не редко та ещё кривь особенно в китайских и некоторых корейских (из того, что попадалось).

Да и вообще, частотник это девайс, который как правило выдает наружу три фазы высоковольтного ШИМ (или разновидность) без какой либо фильтрации ВЧ составляющей после ключей. Типа мотору-то как таковому фиолетово, а то что этот лютый ШИМ еще должен через кабель с ёмкостью и излучающей способностью до мотора дойти со всеми своими ВЧ составляющими, в котором тоже куча своей паразитной ёмкости в землю - упускают, насилуя полупроводники и всю соседнюю чувствительную аппаратуру помехами. На предприятиях где много станков это бывает большой проблемой.

А С1 тогда для чего? Фронты валить на оптроне?

На фронт после оптрона по идее не должен влиять, скорее всего защита от выбросов ВЧ EMI, чтобы диод от них не зажигался, типа если на площадь контура в который включен диод что-то такое наведется или ещё откуда. Думаю мера в целом не бесполезная в таких устройствах.

---------- Сообщение добавлено 20:50 ---------- Предыдущее сообщение было 20:44 ----------

Лучше не статейки смотреть, а приличные книжки по силовой схемотехнике, на русском существуют. В частотниках не всё банально, даже длинна кабеля до мотора имеет значение.

А встречались такие, где адекватно вопросы борьбы с помехами обсуждаются? Мне как-то не попадались (даже в англоязычных, из тех что попадались, такого рода информации минимум лучшем случае).

[JackJacker]

По-нормальному - надо просто иметь хороший драйвер , который способен выдавать большой ток в обе стороны - чтобы придать нужную бодрость как процессу открывания , так и закрывания - и тогда он должен поглощать сильный втекающий ток , как от ёмкости затвора , так и от Миллера тоже ...

Так вроде, чем бодрее открывается верхний, тем вероятней звон, который через паразитную ёмкость попытается открыть нижний.

И вообще, IGBT по технологии Trench все эти прибамбасы (ёмкость GE, доп. PNP ) в затворе разве нужны?

[Оллема]

Там в статье как раз и описычается почему затворный резистор не может быть близким к нулю сопротивлением. Хотя вроде как при этом и скорость драйвер бы обеспечивал, и всех паразитов бы давил. По той статье получается 50 Ом, но миллер опять же... С доп. транзистором видел схемотехнику, вроде надежнее.

[deemon]

Так вроде, чем бодрее открывается верхний, тем вероятней звон, который через паразитную ёмкость попытается открыть нижний.

Да , но в этот момент драйвер нижнего ключа - должен своим выходом соединить затвор с истоком , или даже подать на затвор небольшое отрицательное напряжение . И конечно , "тяговая" способность этого драйвера должна обеспечить "поглощение" любого втекающего с затвора тока , чтобы напряжение на затворе не смогло подняться до уровня открывания ... ну и вот вопрос - где во всём этом деле место для конденсатора параллельно затвору ? У затвора своя ёмкость есть , притом немаленькая - у мощных приборов порядка нескольких тысяч пик , и эту ёмкость должен как раз "прокачивать" драйвер ... ну так зачем нам ещё и усугублять эти токовые проблемы дополнительной ёмкостью ??? Вопрос , впрочем , чисто риторический

[Оллема]

Так этот конденсатор меня и смутил изначально. Но оказывается такие костыли известны и используются.

[Openreel]

Вопрос , впрочем , чисто риторический

Действительно риторический, там выше есть статьи, ты похоже никогда даже этого журнала не читал.

А встречались такие, где адекватно вопросы борьбы с помехами обсуждаются? Мне как-то не попадались (даже в англоязычных, из тех что попадались, такого рода информации минимум лучшем случае).

Не знаю, что ты подразумеваешь под адекватно. Серьезные - навалом, их гораздо больше, чем я просто полистал. Таких, чтоб копипастить работоспособные решения не шибко заморачивась - скорей всего не существует.

[deemon]

Действительно риторический, там выше есть статьи, ты похоже никогда даже этого журнала не читал.

Ну знаешь ли , в мире есть много текстов , которые я читал , и ещё больше - которые я не читал ... ну и что это доказывает ?

---------- Сообщение добавлено 00:18 ---------- Предыдущее сообщение было 00:15 ----------

Так этот конденсатор меня и смутил изначально. Но оказывается такие костыли известны и используются.

Так это видимо и есть костыль ... скорее всего , у них возникла там какая-то локальная проблема - может быть , какой-нибудь звон там возник , который они пытались подавить , ну и впёрли туда этот кондёр . В моей практике , например , никаких дополнительных кондёров на затвор ставить не было необходимости , собственно про что я и говорил выше ...

[Оллема]

Если использовать отрицательное напряжение на затвор, то проблема с миллером решается. Только доработать имеющийся частотник таким способом затруднительно.

---------- Сообщение добавлено 11:19 ---------- Предыдущее сообщение было 03:31 ----------

Начал перепаивать неисправные элементы и увидел, что схему изобразил неправильно. В реальности там так:


Причем не на всех драйверах предусмотрен конденсатор С3. Экономика должна быть экономной

[Openreel]

В реальности там так:

Вот это уже больше похоже на правду. Разные скорости включения и выключения - нормально. И таки стабилитрон в затворе.

Есть хорошая старая книжка - Четти П_Проектирование ключевых источников электропитания.1990.djvu Она конечно уже устарела, зато там рассмотрен ряд вопросов, которые в нынешней даже приличной литературе упоминаются крайне поверхностно.
Это сгубо для разрабов, ремонтникам даже открывать не стоит.

[Оллема]

Измерил С2 и задумался: емкость 0,01 мкФ! Понятно, что под напругой упадет, но ёж моё!
Кто за то, чтобы убрать эти конденсаторы?

Да и я, честно говоря, вместо BZT52C18 поставил бы супрессор - что то типа SMAJ18A.

[Alex]

Кто за то, чтобы убрать эти конденсаторы?

Этого мало, я бы туда еще припаял голову того кто это сконструировал.
Тело при этом может оставаться в любом другом месте.

вместо BZT52C18 поставил бы супрессор - что то типа SMAJ18A.

Зачем?

[Оллема]

Супрессор быстрее, не?

[Alex]

Ну быстрее, а оно тут надо?

Хотя, с TVS можно точно С2 убрать - у них как правило еще и емкость на порядки больше чем у стабилитронов.