Scheda Gate driver and primary switch

[McMax]

Il primario è controllato in corrente ed l secondario modula la forma d'onda della tensione: continua o AC con freq variabile. Il micro che controlla i due stadi è lo stesso quindi si possono sincronizzare i controlli. La pulsazione della corrente la fa il primario.....
Non si può fare tutto con uno stadio.....

[Bit79]

Ok, allora avevo capito bene! Il primario deve modulare l'ampiezza della corrente, il secondario ne decide la polarità. Quindi, sia per generare la pulsazione in DC che per differenziare l'ampiezza in modulo delle semionde in AC, deve intervenire il primario. La corrente fornita dal primario non è quindi costante, ma modulata in funzione di queste esigenze. Solo nel caso di corrente DC senza pulsazione, o AC simmetrica (come ampiezza) non serve modulare e il primario lavora in regime continuo.

Hai quindi bisogno di una certa larghezza di banda per generare le dovute modulazioni di corrente (500 Hz mi pare di ricordare).

[Raban]

foto 55 misurato al secondario , senza carico
foto 56 misurato al secondario con carico da 1 k

[Raban]

foto 59 , carico da 6R8 dc 250/255

le altre due foto ho cercato di inquadrare bene fronte di salita e di discesa

misura sempre effettuata al secondario del trasformatore

[McMax]

vai vai... dai tensione !!!!!

[McMax]

Non potevo aspettare che arrivassero gli IGBT nuovi dopo il botto fatto ieri (vedi post "botti di Capodanno"). Così mi son rimboccato le maniche ed ho adattato 4 MosFET Samsung SSH20N50 (20A 500V) a ciò che restava della primary switch. Ecco il risultato:

DSCF4008.JPG

Ho attaccato anche il rettificatore e sono ripartito coi test dando 20V sul ponte tramite alimentatore esterno:

DSCF4009.JPG

Qui abbiamo:
traccia in alto ==> gate driver lato alto 5V/div
traccia in basso ==> secondario del trasformatore 5V/div
Base dei tempi: 5uSec/div
Carico: resistenza 5Watt ceramica 6,8ohm

5uSec_div_2.jpg

Qui invece abbiamo
traccia in alto ==> gate driver lato alto 5V/div
traccia in basso ==> uscita del rettificatore 2V/div
Base dei tempi: 5uSec/div
Carico: resistenza 5Watt ceramica 6,8ohm

5uSec_div.jpg

Ed infine abbiamo uno zoom della traccia precedente per meglio apprezzare le commutazioni.
traccia in alto ==> gate driver lato alto 5V/div
traccia in basso ==> uscita del rettificatore 2V/div
Base dei tempi: 2uSec/div
Carico: resistenza 5Watt ceramica 6,8ohm

2uSec_div.jpg

Per fare queste prove ho tolto temporaneamente gli snubber sul rettificatore ed è per questo che si generano quei piccoli ringing sull'uscita del trasformatore. Ho già verificato che reinserendo gli snubber i ringing scompaiono quindi li rimetterò al oro posto.

Direi che sono pronto a dare i 300V !!!

[Bit79]

E a fare il botto!

[McMax]

Con la sessione di oggi possiamo considerare definitivamente concluse le prove sulla primary switch rev 1.1.
Considerando ciò che stiamo facendo, la complessità analogica e le correnti/tensioni in gioco, posso dire che le prove sono state più che soddisfacenti, nonostante il SECONDO BOTTO che ho fatto oggi alimentando a 310VDC. Le cause questa volta sono essenzialmente 3:
1 - scarsa clearence sulle piazzole degli IGBT
2 - saldature "raffazzonate" per cablare i MosFETs
3 - Bit79 che me l'ha tirata (ed a cui saranno fischiate le orecchie tutto il pomeriggio)

Questa volta l'unico danno reale è stato ad uno dei MosFET che purtroppo si è sbragato (tanto li avevo avuti GRATIS ). I Gate driver non hanno riportato danni e così per gli altri 3 Mos ed il resto della scheda
Il botto si è verificato preceduto da rapidissimi archi sulle piazzole DRAIN e SOURCE della scheda proprio per colpa della clearence ridotta dalla saldatura dei cavi di riporto per i nuovi MosFET montati a dissipatore.

Dopo il botto ho immediatamente riparato il tutto resuscitando la Primary switch per la seconda volta: avevo bisogno di fare ulteriori prove a 24VDC e volevo verificare che il corto non avesse causato troppi danni e soprattuto non fosse stato causato da qualcos'altro.
Si noti la fusione del rame vicino alle PAD dei MosFET e la clearane "allargata" attorno alla pad del positivo +310V.

re-animated primary switch.jpg

una volta sistemata la scheda ho collegato il rettificatore:

Colegamento trafo-rectifier.jpg

... e corazzato una resistenza da 0,1ohm che ho collegato all'uscita del rettificatore:

Rectifier con carico.jpg

Ho quindi dato GAS a manetta:

DC100percento.jpg

e "SVERNICIATO" la resistenza:
(base dei tempi: 10uSec/div)

Traccia.jpg

Sull'ingresso abbiamo ca. 3,6A:

Amperometro ingresso.jpg

e considerando 22V sul ponte e una tensione sul carico di 3Vp/p, vuol dire una corrente sul carico di ca 26A di picco. Per salire con la corrente è necessario aumentare la tensione sul ponte ma prima di farlo devo ridisegnare la primary switch. Passerò direttamente alla versione 2.0 dove allargherò le clearence utilizzando IGBT in package TO247 in modo da avere 5mm di passo tra i pins e non 2,54 del TO220. Oltre a ciò sistemerò le altre magagne tipo massa separata, condensatori vari e cercherò di ottimizzare il layout avvicinando il gate driver agli IGBT il più possibile. L'utilizzo di MosFET lo escludo visto che è difficile avere delle RDS basse su MosFETs a 500V di Vds. A mio avviso gli IGBT rappresentano la miglior soluzione per applicazioni con tensioni di alimentazione così alte.

Le forme d'onda mi sembrano buone anche sul carico che, ricordo, è a valle del rettificatore (i diodo si sono scaldati parecchio visto che erano senza dissipatore). Sulla nuova primary switch non pretenderò di avere nulla di meglio sulle forme d'onda ma solo maggior sicurezza elettrica grazie alle clearence aumentate.

Ovviamente qualsiasi suggerimento/critica è ben accetto/a.

[onorino]

gli chiedo un post e lui mi fa un trattato .
complimenti ho quasi capito anche io.

[Bit79]

Come si fa a inserire le foto in mezzo al testo?

[McMax]

C'è un tastino "inserisci in linea con il testo" subito sotto al corpo del messaggio.....compare solo dopo che hai caricato le immagini....

[Bit79]

Denghiu!

[Raban]

Recuperato 25 cm di tondo di rame da 20 per realizzare i PEM

[Raban]

in attesa che arrivino i nuovi componenti per arricchire la sezione botti di capodanno mi sono preparato un bel carico da 90 ohm 400 watt

[onorino]

ecco perchè scoppietta il motore a curvatura , hai tolto un contenitore di antimateria