Problema de IC de unidad de compuerta de medio puente

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Hemos diseñado una placa para controlar el motor monofásico asíncrono, utilizando dos circuitos integrados de compuerta de medio puente (Fairchild FAN73833MX) y cuatro IGBT (Fairchild FGH30T65UPDT) como se muestra en el siguiente esquema.

Utilizando una MCU, hemos implementado una señal de control PWM de 18 kHz con un tiempo muerto de 1,5us, pero notamos que las salidas de los dos controladores no respetan este tiempo muerto y hay un problema de conducción cruzada.

Solo para la depuración, intentamos usar un tiempo muerto más prolongado (6 us) y alimentamos la placa a aproximadamente 90 Vac por Variac, pero este problema sigue existiendo. En la imagen de abajo, puedes ver:

  • Sonda 1: salida del controlador del lado alto (HVG, pin7) referida a GND;
  • Sonda 2: entrada del controlador de lado alto (IN_H, pin 2) referida a GND.

Cuando la señal IN_H pasa al nivel bajo, la señal HVG sigue a IN_H con un retraso variable (en el peor de los casos, este retraso es igual a un tiempo muerto, como se muestra en la imagen de arriba).

¿Cuál puede ser la causa?

Gracias de antemano.

ACTUALIZACIÓN:

Cuandoconectamoselmotor,tenemosunasituaciónsimilar.

Paracomprendermejorquésucedesiconectamosunacargainductiva,intentamosestimarlassiguientesseñales:-CorrientedelemisorQ1(sonda1);-CorrientedecolectorQ2(sonda2);utilizandodosresistenciasdederivación(1ohmcuandoconectamosunacargaresistiva,0,1ohmcuandoconectamoselmotor).LaprimeraresistenciaenderivaciónseconectóentreelemisorQ1yelnodoVout,lasegundaresistenciaenderivaciónseconectóentreelnodoVoutyelcolectorQ2,porloqueambassondasserefierenalnodoVout.

Comosemuestraenlassiguientesimágenes,cuandoconectamosunacargaresistivaencontramosformasdeondaregulares(conlapolaridadcorrectaenlaseñalmedidaporlasonda2:polaridadpositivacuandoQ2estáactivada),dondelostiemposmuertos(aproximadamente3usec)puedenclaramenteservistoperocuandoconectamoselmotoryanoencontramosformasdeondaregulares(conpolaridadvariableenlaseñalmedidaporlasonda2:polaridadpositivaonegativacuandoQ2estáactivado)ynosepuedenverlostiemposmuertos.Enesteúltimocaso,tambiénpodemosverpicosdecorrienteenlasconmutaciones(hasta30A).Creemosqueelcomportamientodiferentesedebealascaracterísticasinductivasdelmotor,peronospreguntamossiestascondicionespuedenserpeligrosasparalaintegridaddelosIGBTy,finalmente,quéprecaucionespuedentomarse.

Graciasdeantemano

    
pregunta Memphis

2 respuestas

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No tienes carga conectada al medio puente, ¿verdad?

Los IGBT Q1 y Q2 tienen una capacidad significativa para VBUS y tierra, respectivamente. Cuando enciende el IGBT del lado alto, la capacitancia del colector-emisor del IGBT del lado bajo se carga al VBUS. Después, desactiva Q1, pero no activa Q2 para introducir un tiempo muerto. La capacitancia del lado bajo IGBT (Q2) mantiene el nodo de salida del puente en VBUS (100 V) durante este tiempo muerto. Solo cuando Q2 se enciende, el voltaje cae a 0.

EstopuedeserconfusoporquenoestámidiendoelvoltajedelacompuertadeQ1enrelaciónconelemisordeQ1,sinotierra.Loidealseríaemplearunasondadiferencialquelepermitasolomedirelvoltajedelapuerta-emisorQ1s.Sinotieneunasondadiferencial,midatantoelvoltajedetierradelemisor(Ve)comoelvoltajedelatierradelapuerta(Vg)utilizandodoscanalesseparados.Luegopuedecalcularunatrazaparaelvoltajedelemisordelapuerta(Vge)restandoVedeVgconlafunciónmatemáticadelalcance.

En resumen, creo que usted identificó erróneamente el comportamiento como disparar a través, aunque el medio puente funciona como es debido.

Actualización:

Lo que muestran las nuevas formas de onda (carga resistiva frente a inductiva) es un problema completamente diferente. Todavía no tienes conducción a través / cruzada. Lo que muestran esas formas de onda se llama ringing , que ocurre cuando la corriente detenida bruscamente causa oscilaciones rápidas en el circuito de LCR resonante formado por la inductancia del motor y las capacidades parásitas. Este timbre comienza cada vez que ambos IGBT se apagan con el umbral actual y se detienen una vez que termina el tiempo muerto.

    
respondido por el jms
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El motor que utiliza tiene capacidad de almacenamiento de energía (inductancia) e incluso puede generar un voltaje cuando está funcionando libremente. Sospecho que lo que está viendo es energía almacenada (o voltaje generado) cuando apaga el transistor relevante y la etapa de salida entra en su "zona muerta".

Usted ve un voltaje ligeramente reducido debido a que la energía del motor está siendo empujada hacia atrás a través del diodo parásito dentro del Field Stop Trench IGBT. Esta energía se recicla principalmente por el condensador de su suministro VBUS.

¿Sabe que el FAN73833MX tiene protección contra disparos incorporada?

    
respondido por el Andy aka

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