IGBT destruido. Ayúdame a identificar cualquier problema potencial

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Estoy tratando de construir un control de horno inductivo (para temperaturas de hasta 1500 C), que controla la temperatura al encender y apagar el horno inductivo como una placa de cocción inductiva comercial.

El problema al que me enfrento es que los IGBT (K75EEH5 con capacidad para 75Amps y 650V) que estoy usando para el cambio se eliminaron dos veces con mi esquema. El colector y el emisor están cortocircuitados permanentemente, incluso después del cortocircuito de la compuerta y el emisor.

Aquí hay un breve clip que grabé para mí como prueba de que funciona con una bombilla de 24 V (¡no es una carga inductiva!); lo siento, está en alemán, pero debería darte una idea aproximada de cómo se ve El IGBT está aislado del cuerpo de enfriamiento.

La primera vez No funcionó en absoluto (no hay diodo de retorno de retorno en la carga). La segunda vez que funcionó cuando se ejecutó una prueba con 24 V de potencia (esta vez con diodo de retorno), pero después de apagar y luego comenzar con 36 V, se cortó como la primera vez.

Mi microcontrolador Arduino controla la señal aplicando 5V al pin D0 cuando se enciende y 0V cuando se apaga.

No se muestra en el esquema, que el Arduino está conectado a una computadora que envía comandos, que ejecuta el microcontrolador.

En la hoja de datos se indica que el módulo de controlador (1EDI60I12AF) y el convertidor de voltaje SIM-0512D están aislados galvánicamente.

Lo que cambiaré la próxima vez es:

  1. Intercambiar lugares de carga e IGBT (aunque no debería importar)
  2. Agregue una resistencia de 1k a 10k Ohm entre la puerta y el emisor para descargar lentamente cuando no esté en funcionamiento. (tampoco importa)
  3. Mida el voltaje en el colector al emisor y la puerta al emisor para identificar los picos. (El voltaje del emisor de la puerta no debe ser más de + -20V)

Lo que necesito ahora es información externa sobre lo que podría estar causando la muerte de mis IGBT. Le proporcionaré cualquier información adicional que pueda proporcionarle.

    
pregunta RIJIK

2 respuestas

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Con estos tipos de cosas, el diablo está en el detalle.

1EDI60I12AF : muy pequeño chip de controlador, estoy haciendo uso de una selección de estos para un inversor SiC (excepto la variante de cuerpo ancho debido a unos pocos cientos de voltios)

SIM-0512D : no uso exactamente este DC: DC pero SIL DC: DC con clasificación y rieles adecuados es mi goto para las pestañas de laboratorio (newport: mala experiencia, Traco: robusto pero ruidoso , Murata: muy bien) de lo contrario es un retorno debido a necesidades más específicas.

Conceptualmente, todo se ve bien ... El regulador de 8V para generar -8V a partir de -12V es extraño, especialmente porque el Gate-emitter puede aceptar + -20V.

Esto funcionará, pero tiene pérdidas ... Personalmente, solo habría alimentado el EiceDriver desde los 24V completos.

El voltaje de encendido (+ 12V) es un poco bajo para una conducción eficiente y las características del colector-emisor están por debajo de la caja de control más preferida de + 15V ... pero esto es solo un problema de pérdida. ¿Podría estar conduciendo esto de modo que la temperatura de la unión exceda los 175 ° C y cause un escape térmico? posiblemente ... realmente depende del disipador térmico (el video indica que se está usando un hsnk)

Sospecho que el problema real es el enrutamiento real del circuito. Su boceto visual e igualmente la versión de linkwire que está mostrando es muy ... desordenado ... El 1EDI60I12AF es un controlador muy rápido, 20ns tiempo de subida (bueno para SiC ...) e igualmente su resistencia de apagado (3r3) es muy baja. Aprecio que todo el circuito de la unidad se haya copiado del 1EDI60I12AF (el -8V, 10R: 3r3) pero está destinado a adaptarse a sus necesidades específicas. En este caso, un Roff más cercano a 15-20R sería mejor.

Volver a la parte desordenada y la modcard. La clave aquí es el retorno del emisor.

Ustedtieneaproximadamente30cmdegate-emittersinelmayorgironienrutamiento,elcambioa20nsyfinalmenteelbucleactualactualdelcontrolador,IGBT,psunoesunaidea.

Loquesospechoqueestásucediendoesque,duranteelapagado,debidoalainductanciaadicionaldelemisor,haymuchaoscilaciónenelemisordelapuertaIGBT.Estoresultaráeneventosdeencendidodebidoalacapacitanciadelmolinero.Debidoaquelacapacidaddegatedriveparamantenerelpotencialdelapuertaenelvoltajedeseadoahoraestáimpedida,elIGBTestáoscilandoalrededordelaregiónactiva,loqueresultaenunembalamientotérmico.Igualmente,estaoscilacióndelapuertapodríaquemarlaregióndelapuerta.

AquíestálaetapadesalidadeunGatedriveenelqueheestadotrabajando.

Esto también está utilizando un EiceDRIVER (pero la versión de unidad de cuerpo ancho y superior). La Ve es un plano en esta tarjeta y los cables de par trenzado al IGBT miden 2 cm de longitud.

Usar una lámpara sería muy indulgente, ya que presenta una carga resistiva fija para el circuito, por lo que cualquier oscilación todavía resultaría en una corriente limitada.

Así que en resumen

1) Hay un problema de configuración: la pestaña del IGBT no está realmente aislada y causa un bucle a tierra adicional, el FWD a través de la carga inductiva está realmente abierto, lo que genera un gran voltaje que luego mata el IGBT. 2) la capacidad de la unidad del gatedrive está compuesta por los cables de la puerta que dan como resultado.
a) Fuga térmica debida a la operación de carga inductiva.
b) agotamiento de la región de la compuerta debido a una corriente de compuerta excesiva. 3) Su código de ancho de pulso tiene una supervisión y mantiene el IGBT durante demasiado tiempo. Con una carga inductiva, esto producirá una gran corriente y matará al IGBT

    
respondido por el JonRB
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Sólo son posibles las conjeturas.

Adivina 1: Puedes tener conexiones capacitivas entre las salidas de las diferentes fuentes de alimentación, pero en DC pueden parecer completamente aisladas. Es común al menos en las computadoras. Eso hace que la colocación de la carga sea crítica. Yo lo conectaría al coleccionista. Ahora puede tener un pico de sobretensión de emisor de puerta grave.

Adivina 2: Tu carga se hunde al principio en un pico de alta corriente por alguna razón que es imposible ver desde mi silla. Debería tener un inductor absolutamente confiable en serie para asegurarse de que no existe tal aceleración de arranque.

AGREGAR: Supongo que 1 no es bueno, porque el controlador está diseñado para evitar dicho caso. Su cableado puede hacerlo ineficaz, pero no me di cuenta de lo lejos que está el controlador del IGBT, era el usuario JonRB.

    
respondido por el user287001

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