El puente H no cambia correctamente - Calentador de inducción

¿Sabías que FET significa F ire E mitting T ransistor?

Por supuesto que estoy bromeando, pero a veces parece cierto, ¿no es así? Los MOSFET, especialmente cuando hacen malabarismos con muchos vatios, pueden fallar por las razones más extrañas.

La FEM inducida magnéticamente no es una de esas razones. La otra respuesta parece estar relacionando inexplicablemente algo con 2000A de corriente a un circuito de baja frecuencia de 600W 30A, y hace muchas otras suposiciones incorrectas para obtener el 'resultado'. Si esto fuera un problema a tales escalas, las fuentes de alimentación de modo conmutado, que tienen una velocidad de giro de < 10 ns y pueden operar en el MHz, no en KHz, a cientos de amperios, simplemente no funcionarán. Sin embargo, sí funcionan.

De todos modos, creo que su problema es un capricho menos conocido de MOSFET llamado auto-encendido o fantasma. Esto puede suceder cuando un MOSFET está sujeto a un alto dV / dT a través de su fuente y drenaje, que es exactamente lo que está haciendo su circuito. Por lo general, nunca experimenta este problema hasta que comienza a cambiar voltajes bastante grandes (que, a 300 V, ¡definitivamente lo son!).

De hecho, PUEDES ver tu tiempo de permanencia en el cuadro que publicaste, específicamente, la condición de disparar comienza cuando comienza el tiempo de permanencia. Esto se debe a que realmente comienza cuando la otra pata del puente h se apaga.

Esto somete a una gran discontinuidad dV / dT, a través de la bobina, al MOSFET del lado bajo justo antes de que se encienda (simplemente porque tiene la intención de encenderlo poco después de que la otra pata del Puente H haya girado) apagado). Este voltaje choca contra el drenaje, y en realidad es capaz de acoplarse a la puerta a través de la capacitancia del molinero de mosfet (la capacidad de la puerta al drenaje). Esto hace que la corriente fluya a través del resistor de puerta a fuente, que a su vez da como resultado un voltaje de puerta a fuente. Si no tiene cuidado con la forma en que maneja su compuerta, y especialmente con altos voltajes a través de la fuente y el drenaje, puede volverse lo suficientemente significativo como para encender el MOSFET. Por lo general, esto generalmente solo provoca un 'blip' de disparo que erosionará la eficiencia / hará que los FET se vuelvan más peligrosos de lo que deberían, pero ¿a 300 V?

¡Sí, probablemente exploten y también impresionantemente! Pobres pequeños transistores.

Esto es casi seguro que es causado por esos resistores de 1K que tiene a través de la puerta a la fuente. No retransmitiría en los diodos UF4007 para proporcionar una ruta de descarga rápida a través del IRF2110, especialmente cuando se acopla de forma capacitiva de esta manera. Quitaría por completo las resistencias 'pull down' de 1K en las puertas, y agregaría un pequeño condensador de la puerta a la fuente en su lugar (esto evitará que los MOSFET se enciendan accidentalmente también, pero sin ningún riesgo de activación fantasma). También reduciría significativamente el tamaño de la resistencia de la puerta. A 5Ω o incluso simplemente eliminarlos: la mayoría de los mosfets modernos tienen un par de resistencias de compuerta, lo que hace que las resistencias de compuerta externa sean redundantes. Ya estás de acuerdo con apagar el MOSFET con ese diodo, así que no veo muchas razones para usar las resistencias de compuerta en primer lugar. Claro, esto da como resultado más EMI ... pero estás literalmente tratando de emitir EMI con un calentador de inducción. De todos los proyectos posibles, este menos necesita una resistencia que ralentice el encendido de sus MOSFET. EMI no es, precisamente, una gran preocupación dado lo que está sucediendo aquí.

Básicamente, \ $ V_ {gs} = R_ {g} \ cdot C_ {gd} \ frac {dV} {dT} \ $

Aquí hay una gran nota de aplicación sobre esto (tal vez Tahmid lo lea también y actualice sus esquemas, je).

A 100 voltios pico o 200 voltios PeakPeak, o 200 / 2.828 ~~ 60 voltios RMS, para 600 watts usted tiene 10amps RMS o 30 amps PeakPeak. El tiempo de actividad de 100 nanosegundos proporciona una velocidad de giro de 300 amps por microsegundo. Esto produce un campo magnético intenso alrededor de su PCB y cables de alimentación de + 100v (no veo tapas de derivación, para estabilizar esos +100 voltios) y emite una forma de onda "sin" (a través de esos 2 cables negros gruesos que van a los grandes capacitores). p>

¿Puedes confiar en lo que te muestra el alcance?

Vinduce = [MUo * MUr * Área / (2 * pi * Distancia)] * dI / dT

que reorganizamos para encontrar

Vinduce = 2e-7 * Área / Distancia * dI / dT

Ahora suponga que el área del bucle es 0.1 metros * 0.1 metros (4 "por 4"); Ten muchos de esos en tu circuito.

Suponga que la distancia es 0.1 metros (ya sea entre los cables y los bucles en su circuito, o entre los cables y el lazo de su scopeprobe / GNDwire).

¿Qué voltaje se induce? No lo se aun Debemos ejecutar los números.

Vinduce = 2e-7 * 0.1m * 0.1m / 0.1m * 300 e + 6

Vinduce = 2e-7 * 0.1 * 300 e + 6 = 60 e-7 e + 6 = 60e-1 = 6 voltios.

Por lo tanto, sus aumentos de corriente inducen 6 voltios en cualquier región de 4 "por 4" de su cableado de PCB +. O quizás 12v, debido a la forma en "S" de las formas de onda típicas de tiempo de subida.

Su circuito de control tolera inyectar 6 voltios, o 12 voltios, encima de cualquiera de las formas de onda.

Debería esperar un artefacto de 12 voltios impuesto en cualquier forma de onda, a menos que sus métodos de sondeo sean realmente buenos, de áreas bajas reales. Tenga en cuenta que esto es a 4 "de distancia.

¿Y ese timbre de puerta de alta frecuencia? A 20MHz. ¿Qué camino soporta eso? Para 20MHz, el Luh * Cpf es 25,330 / (20 * 20) = 25,330 / 400 = 60 Luh * Cpf. A las 10nH, C será 6,000pF.

Hace años, me pidieron que consultara sobre un controlador de velocidad defectuoso para una trituradora de rocas. La gerencia / marketing quería mejorar los factores humanos del controlcab, y había menos espacio disponible para la electrónica (algunas instalaciones se actualizarán si "nuevo" encaja fácilmente en los espacios "antiguos" de las plantas de roca.)

Pero el "nuevo" tuvo fallas de campo. De vez en cuando. Resultó que el programador del sistema integrado había movido la electrónica de control (para el control de puerta de los IGBT) más cerca de los 500 amperios (o era de 1.000 amps, o 2,000 amps de barra de barra de bus) y algunos de los controladores MOSFET estaban fallando, finalmente). Algunos de los controladores MOSFET nunca fallaron, y algunos (posiciones en el PCB) fueron el 80% de los fallos. Por lo tanto, tuvimos una situación de falla de campo relacionada con la posición en la PCB. Usé la misma fórmula Vinduce = 2e-7 * Área / Distancia * dI / dT para calcular Vinduce.

En esa situación, Vinduce era solo un poco más alto que 6 voltios. Tuve la repetición de campo (local) un bucle de 25 mm por 25 mm (1 "por 1") al final del cable coaxial, y busque voltajes inyectados. Pasaron un par de semanas, y en la siguiente conversación telefónica, el consultor admitió que él y el representante de campo habían visto voltajes de captura de pantalla de 1.5 voltios directamente contra la PCB. Nunca supe si el "contra el PCB" estaba en el lado expuesto a 500 mampas (¿2,000 amperios?) O en el lado apantallado por PCB troceado arriba planos.

¿Cómo puede ser un problema 1.5 voltios? Debido a que 1.5 voltios está justo en la región prohibida para las señales lógicas, y los circuitos están alterados, con un estado desconocido, cuando aparece un voltaje metaestable.