Uszkodzenie IR2113 w przetwornicy BUCK step down przy zmianie MOSFET z IRFP460 na 6R045 - dlaczego?

Question

Witam, Mam problem odnośnie układu buck i zastosowanego drivera. Driver to IR2113. Przy zastosowaniu tranzystora mosfet IRFP460 wszystko działa bez zarzutów, jednak przy założeniu tranzystora 6R045 (IPW60R045CP) driver ulega uszkodzeniu zaraz po podaniu napięcia. Napięcie podawane z mostka...

jarekgol · Answer

Problematyczny tranzystor ma 3x większy Qgs ale ja nie umiem policzyć jak to się przekłada na możliwości drivera. Natomiast w wielu układach które widziałem opornik bramki był większy i to byś mógł u siebie spróbować. Ja bym tam wstawił 10-16 omów.
Przychodzi mi do głowy jeszcze że tranzystory mogą być trefne / podróby.
A powiedz czy po uszkodzeniu drivera tranzystor przeżywa?

rudykrzych · Answer

Tranzystor przeżywa, zastanawiam się czy driver nie ma wewnętrznego zabezpieczenia przed uszkodzeniem od prądu wysterowania.

Te tranzystory i drivery działają w układzie mostka H i nic się nie uszkadza.

_lazor_ · Answer

sink i source current jest taki sam i wynika z niego że jest to około 6ohm.

bramka ma 150nC co przy 12V daje 12.5nF. Energia jaka jest tracona na ładowaniu i rozładowaniu tej pojemności będzie równa CV^2 czyli 1.8uJ co daje ostatecznie mniej niż 0.036W mocy traconej na driverze. To nie za dużo i nie ma możliwości by to uszkodziło driver.

Ja obstawiam bardziej na to że przez to że nie ma dolnego klucza kondensator z boostrapa nie ma jak się naładować i driver zaczyna działać w dziwny sposób, co powoduje jego uszkodzenie. Dołóż zamiast diody klucz (lub dodaj jeszcze klucz równolegle) i powinno zadziałać

Promuję tematy:
07.08.2022 Druciarski zasilacz wysokiego napięcia z druciarskim pomiarem napięcia stałego
04.06.2022 Język programowania C++ - w kilku słowach o wyjątkach.
29.10.2021 Jak zbudować własną sondę wysokiego napięcia?
04.07.2020 Falownik w topologii half-bridge na STM32G474 sterowany z PC
14.08.2019 Jak zaprojektować transformator impulsowy

rudykrzych · Answer

No możliwe że to to tylko dlaczego przy IRFP działa a po wymianie się pali? Taktowanie dla przetwornicy to 20kHz a w mostku H 8kHz

_lazor_ · Answer

Możesz dać większe rezystory bramkowe i się przekonać czy chwilowe 20W nie zabijało drivera. 1ohm jako rezystor bramkowy to coś czego naprawdę nie potrzebujesz. daj 33ohm i przetestuj.

rudykrzych · Answer

Przy rezystorze 22ohm problem pozostaje

Przy IRFP460 działa normalnie żarówka ściemnia się tak jak dla bucka w zależności od wypełnieni w pełnym zakresie napięcia zasilania.

Przy 6R045 idąc od dołu napięciem z autotransformatora żarówka przy ok 50V żarzy się idąc dalej w górę napięciem zaczyna mrugać i driver ulega uszkodzeniu.

Zastanawiam się czy może to być różnica Rdson ale nie wydaje mi się...

jarek_lnx · Answer

Raczej upatrywał bym winy w ujemnym przepięciu na Vs
https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-Managi...N.pdf?fileId=5546d46259d9a4bf015a4615e1280121

Na schemacie brakuje kondensatów odsprzęgających, na oscyloskopie to na pewno fajnie wygląda

Nie wiemy jak to fizycznie zrealizowałeś, indukcyjności pasożytnicze mają bardzo duże znaczenie w układach impulsowych, jakbyś narysował cewkę na każdym przewodzie, w swoim schemacie był by bliższy prawdy. Trzeba o tym pamiętać, na końcach jednego przewodu którym płyną prądy impulsowe, napięcie nie jest takie samo. Są ludzie co zmontują coś takiego na płytce stykowej i oczekują że będzie działać.

rudykrzych · Answer

Układ jest lutowany, ciągle mi nie daje spokoju dlaczego wymiana tranzystora to aż taka różnica.

Między Vb a Vs jest kondensator ceramiczny 100nF

Zmniejszenie taktowania na 10kHz też nic nie zmieniło

_lazor_ · Answer

Bez oscyloskopu i pomiaru różnicowego na bramce to tylko wróżenie z szklanej kuli.

Ja obstawiam w takim razie pierwszą opcję - kondensator bootstrapa nie ładuje się do końca bo nie ma dolnego klucza, przez co wchodzi w stan UV i zaczyna nim szarpać, co go uszkadza.

To że na jednym kluczu działa a na drugim nie to szczęście, ale problem i tak będzie wynikać z kiepskiego design. Pokaż jak zrobiłeś PCB by można było coś więcej powiedzieć

rudykrzych · Answer

Układ jest na płytce prototypowej a ścieżki lutowane, więc szału nie ma

Jutro przyjdzie driver IR2117 opornik do bramki dam 100ohm i zobaczymy

Oscyloskopem już nie zmierzę, divery się skończyły

Mastertech · Answer

Daj IR2110 zamiennie, mają znacząco większy prąd wyjściowy w porównaniu do 2113.
Weź jeszcze zrób sekcję zwłok padniętego tranzystora, w obudowie moźe być jakieś badziewie jak kupiłeś bezpośrednio na Ali.

rudykrzych · Answer

Właśnie że tranzystory nie padają, tylko driver Docelowo nie mogą być to 2110 napięcie będzie powyżej 500V

_lazor_ · Answer

Jeśli ścieżki mają więcej niż 3-4 centymetry to pewnie @jarek_lnx ma rację

jarekgol · Answer

A jak wepniesz ten drugi w układ (żeby było dostępne HV) i wysterujesz go z pstryczka przez opornik zamiast z drivera to działa? Jak masz separowane 12V to powinno się dać. Pytanie jak z pojemnościami tej separacji względem sieci, ale ja bym spróbował.
Wtedy mógłbyś popatrzeć oscyloskopem ile się przenosi przez bramkę na jednym i drugim z mniejszym ryzykiem upalania kolejnych driverów.

rudykrzych · Answer

Oba tranzystory podpięte na krótko pod HV działają. W takim układzie: a tu zdjęcie ścieżek

jarek_lnx · Answer

Jaką masz diodę od ładowania kondensatora bootstrapu czy to nie jest 1N400x? Tam powinna być szybka dioda.
Masę scalaka mógł byś podłączyć w punkcie wyprowadzenia minusa kondensatora wejściowego. Widziałem gorsze płytki, ale to jest ścieżka pętli prądowej, nie należy zakładać że na dwóch końcach jest to samo napięcie, kiedy tranzystor jest w trakcie załączania/wyłączania.

Nie ma co tak ścieżek zalewać cyną, jako ścieżkę prowadzi się drut bez izolacji po padach, wystarczy go co kilka pól przylutować do padu - tak się szybciej robi i mniej cyny marnuje i mniej dymu z topnika leci w powietrze. Oczywiście to porada na przyszłość bo tak jak jest też przewodzi.

jarekgol · Answer

A w tym układnie testowy on Ci się zamyka bez opornika GS ? Możesz zapiąć na ten opornik na rysunku oscyloskop i oszacować jakie tam prądy płyną.

rudykrzych · Answer

>>20941688 Dioda 1N5819

Mastertech · Answer

1A/40V to nie to samo co FR4007 z noty może tu problem.

rudykrzych · Answer

Po dokładnym przyjrzeniu się jest to jednak FR107

rudykrzych · Answer

Po dzisiejszych testach dla drivera IR2117 i układu ze schematu

Po stratach jednego drivera (nie lubią wypełnienia 100%

)

Przebiegi napięcia na bramce tranzystora CH2 i napięcia na wejściu sterowania drivera CH1

Dla IRFP460

Dla 6R045

teraz to si już zastanawiam czy to nie jest praca nieciągła dla bucka czy jednak coś ze sterowaniem

_lazor_ · Answer

ehh, pisałem pomiar różnicowy bo na high side masz napięcie sieciowe + 12V, więc mało co widać przy zwykłym pomiarze.

Jednak przy takiej rozdzielczości to metoda dwoma sondami raczej się nie sprawdzi i przydała by się sonda różnicowa.

Zrób pomiar na Vs względem GND. Wygląda na to że klucz się sam otwiera i/lub driver wchodzi w UV przez co przy małym wypełnieniu się co chwile uruchamia i wyłącza przez to taki poszatkowany oscylogram.

rudykrzych · Answer

Pomiar na VS

_lazor_ · Answer

Dlaczegoś otwiera się klucz, nie jest to raczej związane z du/dt bo to tyczy raczej dolnych kluczy a nie górnych.

Jedyne co mi przychodzi do głowy to długie ścieżki i indukcyjność z ich płynąca. Daj jakąś szybką diodę z serii UF równolegle do rezystora bramkowego tak by rozładowywać bramkę mosfeta.

Możesz też w ramach testu wrzucić jakiś rezystor dużej mocy w szeregu z drenem i/lub zwiększyć wartość dławika bo 30uH przy 325V robi niestety bardzo duże wartości szczytowe prądu.

rudykrzych · Answer

Nic no pozostał LtSpice hah

_lazor_ · Answer

ten terminal 2 wejściowy to po co jest? Co tam jest podłączone? toż to jest ogromna indukcyjność.

jarek_lnx napisał:
Na schemacie brakuje kondensatów odsprzęgających, na oscyloskopie to na pewno fajnie wygląda

Myślę że miałeś tu rację, długie przewody zasilające i brak kondensatora odsprzęgającego zaraz przy kluczu mogą powodować że klucz przewodzi z powodu avalanche breakdown.

Uszkodzenie IR2113 w przetwornicy BUCK step down przy zmianie MOSFET z IRFP460 na 6R045 - dlaczego?

Post #1

Post #2

Post #3

Post #4

Post #5

Post #6

Post #7

Post #8

Post #9

Post #10

Post #11

Post #12

Post #13

Post #14

Post #15

Post #16

Post #17

Post #18

Post #19

Post #20

Post #21

Post #22

Post #23

Post #24

Post #25

Post #26

Post #27

Podsumowanie tematu