logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
REKLAMA
REKLAMA
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Jak zbudować układ z IGBT/MOSFET z diodami zabezpieczającymi?

cada99 04 Kwi 2025 15:10 522 6
REKLAMA
  • #1 21506840
    cada99
    Poziom 4  
    Posty: 96
    Ocena: 5
    Potrzebuję układu o mniej więcej takim schemacie zastępczym:

    Schemat elektryczny z tranzystorami i elementami połączonymi przewodami na siatce.

    Jeden z górnych tranzystorów otwiera się razem z dolnym, następuje przepływ prądu i rozładowanie pojemności. Sęk w tym, że układ jest zasilany np. z 300 V, więc zamiast zwykłych tranzystorów muszę użyć IGBT lub MOSFET. A w takich występuje dioda zabezpieczająca bramkę. Więc jeśli pojemność tego górnego zamkniętego będzie rozładowana, to nastąpi ładowanie jej przez ową diodę zabezpieczającą poprzez drugi górny tranzystor, który się właśnie otworzy. Ba, dolny tranzystor z powodu rozstrzału parametrów może się otwierać później niż górny.

    1. Zastanawiam się, jak to obejść, dać jakieś diody wysokoprądowe wymuszając przepływ?
    2. Tranzystory IGBT nie występują w praktyce z bramką P? Więc to chyba w ogóle nie ma prawa działać na IGBT, a jedynie na MOSFET. Tyrystor jest za wolny do tego zastosowania.
  • REKLAMA
  • Pomocny post
    #2 21506959
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    Posty: 22620
    Pomógł: 4179
    Ocena: 6059
    Trudno znaleźć sens w tym co piszesz. Dioda zabezpieczające bramkę (między G-S) występuje w nielicznych tranzystorach MOSFET/IGBT i nie przewodzi przy normalnej pracy, kiedy zaczyna przewodzić to znaczy że tranzystor został by uszkodzony gdyby jej nie było.
    Możliwe że chodziło ci o diodę pasożytniczą pomiędzy D i S (zwaną też body diode), nie ma tranzystorów MOSFET bez niej, IGBT nie mają tej diody, ale producent dodaje oddzielną diodę jako zabezpieczenie. Spotyka się IGBT bez diody ale i tak nie wytrzymają dużego napięcia wstecznego
    Możesz zabezpieczyć przed wstecznym przepływem prądu, dodając zwykłą diodę prostowniczą.
    ,
    cada99 napisał:
    Tranzystory IGBT nie występują w praktyce z bramką P? Więc to chyba w ogóle nie ma prawa działać na IGBT,
    N kanałowe IGBT są stosowane jako klucze załączające plus zasilania (high side switch). Sterowanie jest odrobinę trudniejsze.


    P.S.Ładowanie kondensatora przez rezystor odbywa się ze sprawnością 50%. Dwa układy RC sugerują że to ma działać na przemian, straty mocy będą duże.
  • REKLAMA
  • #3 21507106
    cada99
    Poziom 4  
    Posty: 96
    Ocena: 5
    Użyłem tutaj schematu zastępczego, nie zwracaj uwagi na sprawność takiego wynalazku. On w założeniu ma działać właśnie na przemian i natknąłem się na problem tego wstecznego napięcia. Ale skoro dioda jest ok, to dobrze się po prostu poradzić kogoś innego.
  • REKLAMA
  • #4 21507112
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    Posty: 22620
    Pomógł: 4179
    Ocena: 6059
    Dioda jest ok. W dwukierunkowych kluczach stosuje się dwa MOSFETy ale u ciebie nie ma sensu, wystarczy dioda.
    Jeśli to ma być bardzo szybkie to lepiej MOSFET, a jeśli mają płynąć bardzo duże prądy (dziesiątki i więcej amperów) to przewaga jest po stronie IGBT
  • REKLAMA
  • #5 21507140
    cada99
    Poziom 4  
    Posty: 96
    Ocena: 5
    Różnicę pomiędzy MOSFET a IGBT znam. Aczkolwiek pierwszy raz przyszło mi mieć wsteczne napięcia w układzie. I stąd dostałem kręciołka, jak to rozwiązać. No i też odkryłem, że IGBT są tylko jednego rodzaju.

    Jeszcze muszę pomyśleć, jak sterować tymi górnymi bramkami IGBT. Bo tam będzie spadek napięcia na rezystorze obciążenia, a on jest nieliniowy. Więc pewnie trzeba by jakiś stabilizator napięcia, żeby utrzymywał na tej bramce odpowiednie napięcie względem emitera.
  • Pomocny post
    #6 21508773
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Posty: 48926
    Pomógł: 3202
    Ocena: 4214
    Problemem jest to, że włączenie dolnego tranzystora zwiększa napięcie na tym górnym, który jest wyłączony - w rezultacie ładunek pojemności kolektor-baza (bądź dren-bramka dla MOSFET-a) zostaje podany na bazę (bramkę) i włącza ten tranzystor. Można te tranzystory oddzielić diodami, wstawiając diodę między emiter (źródło dla MOSFET-a) każdego górnego tranzystora, a opornik nad dolnym, ale wtedy będzie skok napięcia na diodzie i ładunek z jej pojemności, jakkolwiek jego wpływ będzie mniejszy, bo ładunek zostanie podany na emiter (źródło), nie na bazę (bramkę).

    Sensowne może być dodanie tranzystora NPN: emiter do emitera (źródła) górnego tranzystora, kolektor do jego bazy (bramki), a baza poprzez małą pojemność do kolektora (drenu) górnego tranzystora (oprócz tego przy tym dodanym tranzystorze opornik baza-emiter, i może dioda do przewodzenia w przeciwną stronę, niż złącze baza-emiter). Ten dodatkowy tranzystor zostanie włączony przez skok napięcia i zabierze ten ładunek pojemności głównego tranzystora.

    Osobna sprawa: trzeba przemyśleć kolejność włączania tranzystorów i jej skutki (gdzie kiedy jakie napięcia i prądy się pojawią). Ale to już zależy od celu zastosowania tego układu.
  • #7 21509236
    cada99
    Poziom 4  
    Posty: 96
    Ocena: 5
    Celem jest wywołanie udarów prądowych na obciążeniu. Tak więc rozładowywany będzie naładowana pojemność. A druga w tym czasie będzie dopiero się ładowała.

Podsumowanie tematu

✨ Użytkownik projektuje układ kluczy tranzystorowych (IGBT/MOSFET) do przełączania napięcia rzędu 300V w celu naprzemiennego rozładowywania naładowanych pojemności przez obciążenie, generując udary prądowe, podczas gdy druga pojemność jest ładowana. Głównym problemem jest potencjalny niepożądany przepływ prądu wstecznego przez diody wbudowane w tranzystory (diody pasożytnicze typu body diode w MOSFETach, lub wbudowane w niektóre IGBT) w wyłączonym tranzystorze high-side, co mogłoby ładować rozładowaną pojemność. Dyskutowane rozwiązania obejmują dodanie zewnętrznych diod prostowniczych w szereg z tranzystorami high-side w celu blokowania przepływu wstecznego. Poruszono również kwestię sterowania tranzystorami high-side (typowo N-kanałowymi), wskazując na trudności związane z utrzymaniem odpowiedniego napięcia bramka-emiter/źródło przy zmieniającym się potencjale emitera/źródła względem masy. Wspomniano także o problemie włączenia wyłączonego tranzystora high-side przez ładunek pochodzący z pojemności kolektor-baza lub dren-bramka (efekt Millera) w wyniku gwałtownego wzrostu napięcia na tym tranzystorze, proponując jako rozwiązanie dodatkowy tranzystor NPN odciągający ten ładunek. Stwierdzono, że diody bramkowe (między G-S) występują rzadko i służą jedynie do zabezpieczenia przed przekroczeniem maksymalnego napięcia, a nie do normalnej pracy. Porównano MOSFETy (szybsze) i IGBT (lepsze dla dużych prądów), zauważając, że IGBT występują głównie jako N-kanałowe.
Wygenerowane przez model językowy.
REKLAMA