Комментарии 41
Круто!
Почему Type III компенсация, Type II не достаточно?
Мне кажется, вот такая утилитка даже удобнее программы от TI будет:
сразу показывает токи и напряжения компонентов;
считает сразу минимальные ёмкости, при этом можно оценить и пульсациии, и просадку;
есть малосигнальный анализ для VM и CM, который выглядит более удобно, не как панель управления самолёта;
Картинки
Применяться будет не на трамвае случайно? 600 В вполне попадает в диапазон "от 300 до 1000". Ну а поскольку выходное 24 - это не метро, там было бы 80.
Термистор справляется с зарядкой входных конденсаторов? Повторное включение на горячую проверяли? Не то что бы у меня большой опыт с высоковольтными БП, но на первый взгляд просится софтстарт.
Полумостовая схема диктует необходимость активного запирания ключей, сплиттер напряжений питания для драйверов (+15/-5) сделал по схеме из апаппноута.П
Полумостовая сама по себе вряд-ли диктует. Более того - это общепринятая практика при применении БТИЗ. С МОПами это скорее экзотика.
для карбид-кремниевых мосфетов активное запирание рекомендуется, тк порог включения у них довольно низкий. Что касается полумоста, то фишка в том, что при открывании нижнего ключа верхний испытывает резкий свинг и может из-за этого открыться током, который протекает через ёмкость миллера, поэтому эта топология требовательна к активному запиранию.
У них порог не только невысокий, но и может иметь эффект памяти, так что стоит закладываться на то, что он уедет за пределы спецификации в процессе работы.
о, интересно, а что за эффект памяти?
Порог транзистора сдвигается в зависимости от того, какое напряжение на дистанции приложено к затвору (в случае конвертера, сообразно duty cycle).
Связано с тем, что граница раздела SiC-SiO2 очень плохая, и на ее дефектах может накапливаться заряд.
А в какую сторону сдвигается?
Приложили + 5В и подержали. В какую сторону сдвинется порог открытия и закрытия?
Приложили -5 В. В какую сдвинутся оба порога?
Почему оба? Если минус на затворе подержать, то у вас порого открывания вырастет, а порог закрывания - на очень, и увеличится гистерезис порога.
Не очень понятно. Можно на цифрах? Пока впечатление, что это больше положительный эффект.
Например, пороговое напряжение SiC транзистора при приложении механического стресса к подзатворному оксиду из-за перегрева может удвоиться. Или вот вам график:
Если правильно понимаю верхний график, он показывает, что пороговое напряжение закрытия транзистора увеличивается, если на затворе присутствует напряжение открытия. Получается, что надо меньше энергии чтобы его закрыть? Или что там с зарядом происходит, который надо откачать?
Нижний график не очнь понятен. Чем больше ток стока, тем выше пороговое напряжение закрытия?
Графики для какой нагрузки: активной или индуктивной?
Это две половинки одного графика. На верхней показано, что прикладывается к затвору, на нижней - ток стока, который транзистор съедает из идеального источника напряжения.
Из нижней картинки с током видно, что пороговое напряжение зависит от напряжения закрывания и релаксирует к изначальному значению со временем порядка единиц или десятков миллисекунд. Это означает, что если вы переключаетесь на большой частоте, то у вас порог эффективно уедет вниз пропорционально прикладываемому для закрывания отрицательному напряжению и длительности его приложения (то есть скважности).
А можно линк? Мне кажется, что у транзисторов гистерезиса нет и быть не может. Также нет и понятия "порог открывания" и "порог закрывания". Есть "пороговое напряжение", но это совершенно другое.
Мне кажется, что у транзисторов гистерезиса нет и быть не может.
Вам кажется. Накопление и релаксация заряда на ловушках в оксиде вполне реальны и хорошо изучены.
Есть "пороговое напряжение", но это совершенно другое.
И у него может быть гистерезис
Вполне достаточно загуглить "SiC threshold voltage hysteresis"
SMD-резисторы выравнивающие, на высокой стороне? А их не пробъёт? Поскольку экземпляр всего лишь один, статистики нет... вероятность пробоя именно этих резисторов довольно высока, SMD оно как-то не для высоких напряжений.
Мне кажется, что это слишком сложно для 200-ватового источника. И связь этой сложности с широким диапазоном входных напряжений как-то не очевидна.
Стало понятно, что хорошо реализовать включение командой можно только при наличии внутреннего источника питания (дежурный источник).
Если это промышленная аппаратура, то вполне можно использовать сигнал включения в качестве питания. Примерно 50мА на 24В можно вытянуть всегда. А часто и больше.
"Схему не привожу, так как думаю получить патент " ,а велосипеда я вам не дам! (с) (печкин)
Последовательно индикаторному светодиоду на одном из питаний драйверов установил резистор 10 Ом, это коротило питание и долго не мог разобраться откуда КЗ — вроде светодиод зажигается и гаснет, но потом схема уходит в защиту
Диоды на выходе трансформатора тока установил на 30В, а там оказалось раза в три побольше и они сгорели
Если только переменное напряжение ~220-750В, то берем 4 последовательно соединённых трансформатора на 220V, трансформируем в +/-10 раз, выпрямляем, а дальше куда проще, уже постоянку переводим в нужные 24V.
Выпрямительные диоды не подбирали по быстродействию? Ведь SiCи очень быстродействующие ключи, и в пору им нужны и диоды. Выбросы - похожи на стандартную проблему несогласованности ключа и диода, когда L*di/dt имеет достаточно высокую добавку, из-за того, что ключ закрывается быстрее, чем открывается диод.
Получается, что подбирать то особо не из чего. Есть вариант кремниевый диод либо карбид кремния. У кремниевых обратное восстановление более-менее одинаковое у всех, а карбид-кремниевые диоды конечно сильно лучше по обратному восстановлению, но у них большое прямое падение. Поэтому получается либо больше динамические потери в случае с кремнием либо статические потери в случае карбида.
Можно пойти от обратного, и увеличив резистор в затворной цепи sic мосфета замедлить время включения и запирания. Да, увеличатся динамические потери в ключах (потери во время нахождения ключа в полуоткрытом/полузакрытом состоянии), но таким образом будет согласованы ключ и диод. Тут конечно вопрос как по итогу получится, возможно замедлить ключи придётся на столько, что динамические потери увеличатся в разы, но я бы поэкспериментировал всё равно. И избавились бы от демпфирующих цепей на диоде, меньше элементов - больше надёжность.
P. S. Посмотрел в профиле у вас статью про замедление sic мосфетов. Очень интересно. Конечно оперировать со значениями в сотни ом чревато... И что, действительно ограничение затворного тока существенно не влияет на динамику ключа? Необходимо прямо в десятки раз увеличивать сопротивление в затворных цепях? А если использовать между микросхемой драйвера и затвором биполярные транзисторы, и пробовать управлять током?
Попытка замедлить переключение уже была предпринята - даже статью написал. https://habr.com/ru/post/543496/
Конечно оперировать со значениями в сотни ом чревато
вот именно
И что, действительно ограничение затворного тока существенно не влияет на динамику ключа? Необходимо прямо в десятки раз увеличивать сопротивление в затворных цепях?
сам удивился таким результатам
А если использовать между микросхемой драйвера и затвором биполярные транзисторы, и пробовать управлять током?
Возможно, это и даст какой-то результат, но я честно говоря не стал бы закладывать такое решение в продакшн.
Статье поставил +, так как разработанное устройство понравилось. Но статья показалась бедноватой по содержанию. Скорее как будто бы автор похвалился тем, что разработал данный блок, чем поделился интересной информацией.
Например было бы интересно откуда питается источник питания для драйверов на UCC28084, какой процесс намотки трансформатора, как реализовалась изоляция, проверялась ли изоляция, были ли произведены какие-то испытания блока, покрывалась ли плата защитными покрытиями для избежания поверхностного пробоя, считалась ли изоляция на 3кВ на зазоры на слое bottom.
Ещё интересно обоснование раздельного ввода переменного и постоянного напряжений, если это возможно сделать по входу переменного, минус один разъём и минус 2 диода, минус варистор, минус предохранитель...
Что же касается ваших вопросов:
откуда питается источник питания для драйверов на UCC28084
От обмотки самоподпитки
какой процесс намотки трансформатора
Не вполне понятен вопрос. Использую для намотки ручной моточный станок – закрепляю каркас и мотаю. Это довольно стандартная технология.
как реализовалась изоляция
Первичная обмотка трансформатора намотана проводом в тройной изоляции (TIW). Это позволяет исключить возможность межвиткового пробоя, а также упростить конструкцию трансформатора (исключение краевых барьеров). Также есть изоляция обычной лавсановой лентой между первичкой и вторичкой.
проверялась ли изоляция
Да, на пробойной установке.
были ли произведены какие-то испытания блока
Конечно. Тепловые испытания. Многократные подачи/снятия питания под нагрузкой и на ХХ. Многократные набросы/сбросы нагрузки при различном питании. Граничные испытания с имитацией снижения ёмкости электролитов. Кроме того снимаются режимы критических элементов: силовых, находящихся под высоким напряжением и тд.
покрывалась ли плата защитными покрытиями для избежания поверхностного пробоя
Нет
считалась ли изоляция на 3кВ на зазоры на слое bottom
Необходимые значения зазоров перед трассировкой были заложены в правила проекта. Затем они проверяются DRC.
Ещё интересно обоснование раздельного ввода переменного и постоянного напряжений
Это требования ТЗ.
Кто-то может скажет "похвалился", а кто-то "предоставил референс, не перегруженный лишними деталями".
Диоды на выходе трансформатора тока установил на 30В, а там оказалось раза в три побольше и они сгорели
Неужели на ножку ILIM приходит 90 Вольт? Кажется, где-то закралась ошибка.
Разработка источника питания со входным напряжением 1000В на основе карбид-кремниевых транзисторов