Sterowanie & separacja tranzystorow IGBT w spawarce

Witam wszystkich kolegow forumowiczow.

Chcialbym poznac wasze zdanie na temat sposobu sterowania i separacji
stopni mocy w spawarkach inverterowych. Mianowicie:

Uklady jest typowy( pelny mostek H ), czyli tranzystory IGBT steruja transformatorem, na kolektorze IGBT panuje napiecie ok. +300V. Transformator przeksztalca napiecie do ok. +-70V po czym sygnal zostaje poddany prostowaniu dalej dlawik i na elektrody.
Tranzystory IGBT chcialbym sterowac przez TC4422,
te natomiast sa sterowane bezposrednio 4 kanalami PWM uP.

Zastanawiam sie nad obwodem separacji na drodze:
uP-> 1 -> TC4422 -> 2 -> IGBT.

Separacja na miejscu 2 jest najkorzystniejsza poniewaz chroni tez
drivery IGBT lecz nie moze byc zrealizowana przy pomocy samej optoizolacji ( dyze wartosci wymaganych pradow ). Pozostaje wiec
separacja galwaniczna ( elektromagnetyczna ). Czy mozecie naswietlic wszystkie skutki uboczne tego rodzaju podejscia, takie male zetawienie wady/zalety. Czy mozna uzyc rdzeni z zasilaczy ATX do wykonania
takich transformatorkow, pragne przypomniec ze kazdy klucz musi miec
mozliwosc sterowania calkowicie osobno, czyli potrzeba by bylo 4 transformatorkow. Jakie rdzenie wchodziliby w rachube? poniewaz
sprawnosc jest dosc wazna aby jaknajszybciej wysterowac IGBT zeby
uniknac strat w postaci ciepla.

Czy ktos probowal sterowanie bez jakiejkolwiek separacji? na ukladach typu MC34151, IR2101.

Co do separacji opto, wydaje sie byc malo korzystna, popularne
optoizolatory dzialaja poprawnie przy kilkudzeisieciu kHz,
wiec wykorzystanie optoizolatorow z zasilacza ATX raczej odpada.
W gre wchodza produkty podobne do HCPL ktore dzialaja do kilku MHz.

Pozdrawiam.

vlad_83 napisał:

....Zastanawiam sie nad obwodem separacji na drodze:
uP-> 1 -> TC4422 -> 2 -> IGBT....

Co to jest "1" i "2" ?

vlad_83 napisał:

....sprawnosc jest dosc wazna aby jaknajszybciej wysterowac IGBT zeby niknac strat w postaci ciepla....

Zamiast się bawić w transformatory , których i tak w domowych warunkach nie nawiniesz tak jak trzeba , zastosuj układy IR2110 lub IR2113 .

vlad_83 napisał:

....Co do separacji opto, wydaje sie byc malo korzystna....

Optoizalcję możesz dać na wejściu drivera , ale nie jest to konieczne .

Vlad_83 napisał :

Cytat:

Separacja na miejscu 2 jest najkorzystniejsza poniewaz chroni tez
drivery IGBT lecz nie moze byc zrealizowana przy pomocy samej optoizolacji ( dyze wartosci wymaganych pradow ). Pozostaje wiec
separacja galwaniczna ( elektromagnetyczna

A niby dlaczego? Czy optoizolacja nie jest izolacją galwaniczną?

Miejsca "1" i "2" sa to punkty w obwodzie, gdzie mozna "wszczepic"
separacje.

Na dobrą sprawę driver niech jednak steruje tranzystorami bez żadnych układów pośredniczących, dokładanie dodatkowych elementów to raczej zwiększanie szans na nieprawidłowości. Owszem spotkałem się z rozwiązaniami izolacji galwanicznej poprzez sprzężenie magnetyczne dwóch cewek, niemniej trafo nie przenosi składowej stałej...a cały układ był zbudowany tak, że jedno trafo sterowało parą tranzystorów w mostku...a driverów jako takich nie było (tylko PWM+wzm. operacyjne do kształtowania prostokąta). Transformator nawet z zas. ATX i tak będzie zniekształcał sygnał sterujący dlatego przy pewnej częstotliwości przełączania może się okazać że istnieje duże ryzyko uszkodzenia. Osobiście zalecam zrezygnowanie z separacji w punkcie 2, w końcu drivery aż takie drogie nie są, a jak pójdą tranzystory to zakup drivera będzie tylko niewielką częścią kosztu wymiany mostka.

Polecam transoptory HCPL3120, mają wyjścia o wydajności prądowej 2A w impulsie i są przystosowane do sterowania bramkami tranzystorów mocy. Jeśli to będzie za mało, to zawsze możesz dołożyć dodatkowy driver zwiększający wydajność prądową.

Przemyśl czy ma sens sterowanie mostkiem przy użyciu mikrokontrolera - może się okazać, że będzie po tranzystorach zanim mikrokontroler zareaguje na gwałtowny wzrost prądu.

Do lechoo
A jaki bufor mozna zastosowac do zwiekszenia wydajnosci pradowej hcpl3120, czy bufor opisany na 28 str datasheetu hcpl316j na tranzystorach d44vh10 /d45vh10 bedzie dobrym rozwiazaniem, a jesli nie, to jakie drivery zwiekszajace wydajnosc sa polecane i sa latwo dostepne do sterowania bramkami IGBT?

Wystarczy komplementarny wtórnik emiterowy na tranzystorach BD911/912, nie muszą to być aż tak szybkie (i trudno dostępne) tranzystory. Ponadto transoptory HCPL3120 można z powodzeniem zastąpić o połowę tańszymi TLP250.

Dziękuję za poradę. Jest tylko jeden problem - TLP251 nie zabezpiecza w żaden sposób IGBT w mostku. Jednym z moich rozwiązań tego problemu jest zastosowanie HCPL316J, jedynym "przeciw" jest cena - ponad 20zł za sztukę. I tu moje pytanie - jakie są łatwo dostępne drivery nawet bez optoizolacji z kontrolą napięcia nasycenia CE, no i "ciut" tańsze od HCPL316J?

Zabezpieczenia tranzystorów w spawarce? Nigdy się z tym nie spotkałem... W zupełności wystarczającym "zabezpieczeniem" jest układ kontrolera pracujący w trybie prądowym, niedopuszczający do nadmiernego wzrostu chwilowego prądu kluczy.