Znači , nije mi potrebna šema već samo nečije iskustvo i savet , neke smernice ....

Darko,

Može se bilo koji IGBT koristiti poput ostalih tranzistora, svakako i u "linearnom" režimu, bez problema čak i za audio aplikacije (sve i u praksi isprobano).

Prednosti u odnosu na Mosfet su:
- bolja i neuporedivo brža body dioda (koja ti u analognim aplikacijama uglavnom i ne treba :-),
- u velikom broju slučajeva viša dozvoljena radna temperatura (bez frke trajnih 100C na modulu),
- dostupnost komponenti za izuzetne napone, struje, snage (moduli),
- radni naponi drastično veći nego kod mosfeta sa strujama u sličnom rangu: 600V, 900V, 1200V, 1700V...

Kako god okreneš, poput običnog BJT ili Mosfet, mora se voditi računa o disipaciji i SOA.
Poput BJT, IGBT je takođe veoma izdržljiv na prenaponski proboj jer do toga dolazi tek termičkim oštećenjem pelete.

Poput mosfeta za velike struje, IGBT iz takve klase ima vrlo masivno milerovo punjenje i zahteva sposobnu pobudu gejta sa pozamašnim raspoloživim strujama drajvera.
U slučaju da je neki statički režim, gde treba dovesti IGBT u neko proizvoljno stanje provodnosti, pobuda može biti visoko impendansna, poput mosfeta (što stavlja pod pitanje korist upotrebe).

Međutim, ako taj analogni sklop ima bilo kakvu povratnu vezu, neophodan je drajver u AB klasi (neki power op-amp, npr. poput: L272, TDA2006, TDA2030, LM1875 i slično).
U tom slučaju IGBT može "dohvatiti" frekventni opseg reda par stotina kiloherca.
Drajver neće trošiti puno struje, osim potrebe za sopstvenom mirnom strujom i struje za promenu napona na Qg, što je generalno posmatrano mala potrošnja, ali značajna raspoloživost pobudnih struja.

Zapitaćeš se čemu potreba za desetinama ili stotinama KHz, kad si pitao za 250Hz?
Pa, ako imaš bilo kakvu potrebu, koja mora održati neku npr. konstantnu struju ili konstantan napon, ili možda pratiti neku envelopu zadatog signala, moraš imati negativnu povratnu vezu (NFB) koja je neuporedivo brža od željenog procesa jer ćeš inače dobiti samooscilujuću analognu aplikaciju, tj. neželjeni oscilator, ili u najboljem slučaju jako deformisan odziv u odnosu na stimulans.

Masivno milerovo punjenje je već unešena i frekventno zavisna, jaka, negativna povratna veza, koja vrši kašnjenje odziva IGBT, a svako kašnjenje NFB je povod za spontane oscilacije.
Što "čvršći" analogni drajver - to manje problema sa kompenzacijom NFB.
Onda je sistem sposoban za brze mikro fluktuacije, koje mu zadaje NFB u cilju stabilizacije jednog od pomenutih parametara.

Analogni drajver svakako mora biti sposoban za teža kapacitativna opterećenja, tj. sa merama koje se preduzimaju povodom toga (lokalna stabilnost samog drajvera).

Priložiću ti jednu informativnu šemu u vezi pomenutog, npr. upravljiv strujni ponor sa IGBT.

Pozdrav,
Macola

Hvala puno Dragoljube , na ovako opširnom i detalj om odgovoru !!
Ciilj mi je bio iskoristiti za neke uredjaju za elektrolizu , a ujedno i za aparate za zavarivanje sa pulsnom regulacijom . E sada u nekim slučajevima sa pulsom je ok , ali nekada treba raditi i bez pulsa i treba biti potpuno otvoren , eventualno sa regulacijom napona .

Da dodam , kod pulsnog rezima nije rezim 1-0 vec gledajući oblik signala koji ne pada na nuli kada je dolina signala vec na neku uadatu vrednost napona , tipa da oscilira izmedju 18-26V frekvencom koju ja odaberem , a ujedno i pragovi gornjeg i donjeg napona da budu moguće regulisani

Ako je samo problem da radi pulsno ili da bude totalno otvoren, tj. da nema analogne regulacije, onda je možda jednostavnije da napraviš neki ovakav drajver (vidi šemu), koji radi sa nosiocem reda par stotina KHz i povorkama impulsa kontroliše gejt, a može da "drži" i DC stanje.

Treba ti neki generator četvrtke, snage po potrebama struja gejta. Ako ti je malo struje iz recimo 555, "ojačaš" ga sa TC427 ili sličnim...

Ne , to je najmanji problem rad u pulsnom rezimu , mogu da izvedem na više načina , što inače i radim ...

-Prvi problem mi je bio u tome što nisam znao kako će IGBT reagovati u DC rezimu to jest totalno otvoren na većim strujama u rezimu kratkog spoja(aparat za zavarivanje) i eventualno analogna regulacija napona bez prisustvo pulsa (opet regulacija snage Mig Mag aparata) .
- i druga nedoumica je ta , da mi je potrebno da vrsi pulsiranje izmedju dva zadata napona , recimo 16-25V promenjivom frekvencom (MCU kontrola) od 50-250hz recimo .. moja ideja je bila da uradim analognu kontrolu oba napona koja ću kontrolerom prebacivati sa jednog na drugi i dobiću puls sa regulisanom donjom i gornjom granicom napona , jer je bitno da u pauzi napon ne bude 0

Evo primera , onoga sto zelim uraditi ..

Darko,
Sad si malo bolje razjasnio šta ti to treba. Pošto je objašnjenje nedovoljno, a otprilike nazirem šta ti to treba, sam ću unapred odgovoriti na moguća pitanja.

Prvo, zaboravi analognu regulaciju za dvostepeni nivo struje varenja (kao sa dijagrama koji si poslao). Samo pomnoži struju i pad napona na IGBT i odmah će ti biti jasno zašto je to besmisleno. Mislio sam da ti ta priča treba za neki eksperiment ili merenje, poput nekog pametnog opterećenja i slično, gde se mogu iskoristiti moduli sa disipacijom reda 0.5KW i tako nešto...

To je uvek i definitivno pametnije raditi čoperski. Kod najstarijih mašina se to radilo tiristorima, kod novijih mosfetima ili IGBT.

Kad ti je primarni izvor čoper (smps) onda je to najjednostavnije raditi kontrolom te primarne strane, a povratnim vezama uzetim sa sekundarne strane.

Druga opcija je upravljiv buck konvertor na sekundarnoj strani, pri čemu primarni izvor može biti bilo šta: od gvozdenog trafoa pa do smps. Svakako da je još pametnija opcija neki ZVT dvofazni buck.

Šta god hteo da regulišeš, suština se svodi na kontrolu povratne veze čopera:
- TIG i REL: glavna NFB po struji, pomoćna po naponu za limit pwm u praznom hodu kao i anti stick i slično.
- MIG/MAG: glavna NFB po naponu, pomoćna po graničnoj struji kratkog spoja radi zaštite primarnog napajanja.
Noseća frekvencija bi trebalo da bude najmanje 5-10 puta veća od najveće frekvencije pulsacija izlaza da bi izlazna prigušnica imala smislenu veličinu i gabarite.
Regulacija je tipično PID ili PD, a set-point je pulsacija koja ti treba, a kod PD regulacije možeš namestiti i oblik UI dijagrama pomoću podešavanja Kp (ukoliko želiš da mašina "odglumi" transformatorsku padajuću krivu, što je po meni bespotrebno).

P.S.

Da dopunim opis: isti čoper se može koristiti za sva tri postupka (REL, TIG, MIG/MAG), ili galvanizaciju, jer se to kontorliše samo povratnom vezom.

Pozdrav

_{[Ovu poruku je menjao macolakg dana 21.11.2021. u 18:56 GMT+1]}

Kod nekih dvofaznih buck možeš dobiti totalno DC stanje sa 2 x 50% pwm.

Evo ti i neke praktične literature od naših poznatih zemljaka:

Da , shvatio si , to je jedan od primera za koji bih koristio IGBT modul .....
Inače ograničen sam samo na izvor napajanja sa klasičnog transformatora (govorimo isključivo za mig-mag aparat)...
Druga ideja je bila da koristim izvor napajanja klasika , ali da zato imam povratnu spregu(što si već napisao) pomoću mernog transformatora ili senta i pomoću tih podataka iz povratne sprege vršim ograničenje donje struje ,a da pritom gornja struja(napon) bude regulisana iz primara samog trafoa , što mi je najidealnije . Tako da izbegavam dodatne komplikacije(analognog rezima) i veliku disipaciju na samoj komponenti .. inače noseću frekvencu bih dodatno modulisao po potrebi .

Mislim da me nisi razumeo.
Noseća frekvencija je frekvencija rada buck, a ti bi pomoću set-point modulisao pulsaciju na izlazu (ono od 5-250Hz).
Buck bi valjalo da ima prilično jednoličnu noseću frekvenciju da bi reaktivni elementi bili u optimalnoj upotrebi za tu frekvenciju.

Nisam siguran da Buck moze zadovoljiti potrebe , jer on ima svoju radnu frekvencu par khz , a meni je potrebna regulacija od 50-250Hz recimo ... Sada totalno ne mogu da skontam kako da ukombinujem radnu frekvencu sa frekvenom Buck konevrtora , osim da je njegova frekvenca nakačena na glavnu noseću 50-250hz ...
Inače na izlazu mi je jasno potrebna cetvrtka u obliku signala , a preko induktiviteta u konvertoru koji akumulira energiju dok je igbt u off-u taj oblik se znatno gubi ....

Darko,

Nešto sam bio na kratko otsutan...

Neće biti problema kakve pretpostavljaš.
Recimo da napraviš dualni buck, nebitno da li je hard sw. ili ZCT, imaš pravo da svaki IGBT pogoniš sa 12,5KHz što je vrlo prihvatljivo sa gledišta sw. gubitaka, a sumarna noseća frekvencija je 25KHz, što takođe nije uopšte malo. Realno to može i brže. Video si u literaturi od zemljaka da prosečan Powerex modul hladno teraju na 2x 16KHz, odnosno sa sumarnih čak 32Khz, jer to olakšano može sa ZCT zbog drastično manjih sw. gubitaka.

Pojedinačni pwm ti može ići od 0-40us (0-2x50%).
Na primer, ako staviš recimo prigušnicu od 300uH, sa naponom praznog hoda od 70V, imaćeš svega 0.24A porasta po mikrosekundi trajanja impulsa, i to ako su izlazne kleme u totalnom kratkom spoju.
Može se reći da je to prigušnica koja fenomenalno pegla struju za običan švajs aparat (sa ripple od oko 3.3A pri 2x25% pwm).

Pretpostavimo da ti već teče struja od npr. 100A. Pri toj struji napon luka je oko 25V. Ako smanjiš pwm za poziciju od npr. 50A, struja će sa 100A na 50A opasti za tipično 600us.

Moraš priznati da ni Kempi nema posebno bržu silaznu tranziciju (a ni uzlaznu)...

<sub>[Ovu poruku je menjao macolakg dana 21.11.2021. u 21:18 GMT+1]

[Ovu poruku je menjao macolakg dana 21.11.2021. u 21:18 GMT+1]

[Ovu poruku je menjao macolakg dana 21.11.2021. u 21:23 GMT+1]

[Ovu poruku je menjao macolakg dana 21.11.2021. u 21:23 GMT+1]</sub>

E sad, ako te zadovoljava ripple od npr. 6.6A onda možeš koristiti svega 150uH sa duplo bržim i porastom i opadanjem.
A tvrdim da toliki ripl sa 25KHz ni malo neće pokvariti i najfiniji zavar aluminijuma jer je devijacija struje oko srednje vrednosti svega +-3.3A, i još će pomoći sa ultrazvučnim čišćenjem oksida iz kupatila.

Ako ti je baš zapelo da imaš enormno strmu silaznu ivicu, onda možeš primeniti topologiju kao iz priloga, uz povećane gubitke na trećem prekidaču i dosta složenije upravljanje, mada ne znam čemu to osim demonstracije mogućnosti koje nemaju svrhe u oblasti zavarivanja, već za neke sasvim drugačije potrebe...

Poenta pulsnog varenja aluminijuma je u kontroli ukupno unete energije, da ne prokaplje, a pri tom imamo snagu impulsa koja pravi lokalno kupatilo zadovoljavajućih osobina. Dodatno i magnetskim silama, kao i silama poreklom od naglog širenja metala, uzburkava kupatilo i odvodi okside na površinu.

Nije od značaja enormna brzina porasta i opadanja struje.

POzdrav ... trebao bih drajver za IGBT modul ali male radne frekvence od 10 do 400Hz .
Sta bi bila preporuka ,

Evo Darko,

Radi od DC do 20KHz bez problema, +-15Apk. Vozi i najveće module do 600A.

Traži dva lebdeća napajanja: 18V 100mA i 9V 100mA (+18V, -9V)



P.S.

Da ne bude zabune: za tvoj slučaj do 400Hz je dovoljno da napajanja raspolažu sa svega 100mA. Za full performanse do 20KHz trebaju napajanja sa bar 1.5A mogućnosti.

_{[Ovu poruku je menjao macolakg dana 14.10.2022. u 23:04 GMT+1]}

Hvala puno Dragoljube ...
Radio sam jedom vec nesto sa TLP-om , u prilogu je sema , crtam je iz glave nemam original pored sebe sa pravim vrednostima komponenti , nesto sam svasta experimentisao ,menjao itd ....
Baci pogled i reci sta mislis .
Ovih dana uradicu drajver prema tvojoj i javljam ..

Darko,

Malo ću da izdetaljišem ponuđen drajver:

Tranzistori D44 i D45 su retko brzi tranzistori te snage, a za tako sitan novac. Sa performansama: napon puta struja puta cena, bukvalno nemaju zamenu, osim njihovih derivata poput KSE44, KSE45 i slično...
Brzina je za takve aplikacije od vitalnog značaja, i ako čopuješ svega 400Hz, zbog širokih mogućnosti podešavanja strmine uključenja i isključenja.

Ovako stoji stanje sa tim strminama:

Strmina uključenja se namesta otpornikom Rg_on (na mojoj šemi onaj "min_1R2"). Što je veća strmina uključenja, to će IGBT više biti u problemu ako postoje neki parazitni kapaciteti koje mora da savlada. Odnosno, ako nemaš masivnija kapacitativna opterećenja tog IGBT, onda možeš ići na veće strmine uključenja jer tako smanjuješ sw. gubitke uključenja. To se radi smanjenjem Rg_on i u konkretnom slučaju i ne treba ići ispod 1R2 da ne overiš D44. Naravno, drajver mora da isporuči više struje sa većom strminom uključenja jer su miler punjenja tih masivnijih IGBT reda 1-10uC čak !!! Srednja snaga koju će konzumirati drajver raste linearno sa frekvencijom, takođe i potrebna snaga Rg_on (npr. pri 20KHz Rg_on reda 7-8R mora da raspolaže sa snagom reda 3+W).
Raspon Rg_on je tipično 47-1.2R, zavisno od potrebne strmine i miler punjenja konkretnog IGBT.

Strmina isključenja se namesta pomoću Rg_off (onaj što je serijski sa diodom). Povećanjem strmine isključenja se pokušava uštedeti na energiji tog tranzijenta, ali po ceni velikog naponskog premašaja, odnosno špica koji može da "izbuši" IGBT (sekundarni proboj kao posledica lokalnog topljenja pelete zbog zenerovog efekta pri naponima većim od probojnog). Smanjenjem nagiba isključenja je IGBT bezbedniji od prenaponskog šiljka, jer će se pponašati kao snubber, trošeći tu pojavu na sopstveno zagrevanje, tj. na porast energije isključenja. Kod tako niskih frekvencija, kakve tebi trebaju, učestalost tranzicija isključenja je niska i predlažem da smanjuješ nagib isključenja radi kontrole prenapona na igbt, ako igbt radi sam. Ukoliko je jedan od dva u polumostu onda se Rg_off namesta tako da ne dođe do uzdužnog provođenja, uz korektan spoljni "dead time".
Tako, kako je kod tebe na šemi, direktno off dioda bez otpornika, daće maksimalni nagib isključenja uz visoki rizik proboja igbt, evntualno i spaljivanja internog Rg (kod nekih je u DS naglašen max pik Ig).
---------------------------------------

Ukoliko očekuješ snažne tranzijente, odnosno, imaš na putanji veoma velika induktivna punjenja, onda je pametno staviti zenerice na gejt, kao na tvojoj šemi, što bliže modulu.
Takođe, sa tako snažnim drajverom, imaš pravo staviti kvalitetan 100nF/100V najdirektnije na izvode gejta IGBT i tako ga jako imunizovati od uzlaznih tranzijenata i neželjenog samouključenja zbog istih. Predložen drajver to guta bez frke.

Negativan napon gejta dodatno osigurava od samouključenja pod uzlaznom tranzicijom na kolektoru, ali (nikad nema nečeg bez ali) IGBT nije siguran u trenutku kada gejt prolazi kroz naponsku tačku reda 6-7V pa na dole jer tad ga mogu samoaktivirati tranzijenti sa kolektora i ta opasnost raste srazmerno sa povećanjem Rg_off.

Odnosno, gejt mora biti "tvrdo" držan u periodu isključenja, što je kontradiktorno sa ublažavanjem nagiba isključenja.

Ukoliko želiš širi raspon vremena (nagiba) isključenja a da ti pri tom IGBT bude siguran od "komšije iznad" predlažem ti obogaćenu varijantu drajvera (vidi prilog).
U tom spoju komplementarni par od D44 i D45 (koji inače imaju i sjajno strujno pojačanje i jako su brzi) "tvrdo" drži gejt na zadatoj putanji nagiba, prateći stanje na C1, pri čemu je dovoljan samo sigurnosni serijski otpornik gejta reda veličine polovine internog, a možda može i bez njega (proveriti u DS maksimalni pik struje gejta, ako je naglašeno, ako nije naglašeno onda direktna veza).

Otpornik između baza i emitera komplementarnog para u oba slučaja (šeme) služi da zaravan gejta izađe na napon iz TLP, kad prođe tranzijent i smanji ti konduktivne gubitke, odnosno za dublju saturaciju Vce_on.

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

Za mnogo naprednije stvari možeš upotrebiti gavanski rastavljen drajver od "Texas" ISO5852, sa kojim imaš masivne zaštite za IGBT.

Do 150A IGBT može direktno sam taj čip, iznad 150A IGBT ide ekstenzija sa D44 i D45 do 15A drajva. Pogledaj DS.

Pozdrav

Razumem , zato sam i eperimentisao sa drajverom jer ne zelim da mi zveknu IGBT moduli nije bas jeftina komponenta ..
U prilogu ti saljem grubo nacrtanu ideju , a i znas cime se bavim tako da ce uglavnom sve toraditi u relativno kraatkom spoju .
ISO kolo je nemoguce nabavitikod nas , makar za experimentisanje , tako da mislim da ce TLP biti dovoljan za ovo sto imam na umu uraditi.
Mislim da tvoj prvi predlog je odlicno resenje za ovo , sta ti mislis ?

Biće ti nužna jedna dioda, ako misliš da ti preživi IGBT.

Znam , ide jos toga tu ispred samog IBGT-a (varistor , otpornik, elektroliti ), redno sa prigusnicom tiristor ili kantal zicani otpornik , dioda koju si spomenuo itd ....na grubo nacrtao da docaram situaciju za sta bih trebao dobar drajver ..