Фатальные недостатки недорогих инверторов , Предлагайте свои простые решения Опции

[astrahard]

Больше всего на нравиться в недорогих инверторах прогорание печатной платы в случае выхода из строя полупроводников. Достаточно было поставить копеечные плавкие вставки в цепь коллектора последовательно с первичной обмоткой трансформатора, чтобы избежать порчи печатной платы. И еще одну плавкую вставку на входе выпрямителя. Из-за этого меня просто тянет переработать печатную плату, хотя, в большинстве случаев можно обойтись и без переработки платы. Обычно место для плавкой вставки находиться без труда. Чаще всего горят дорожки ПП в так называемом "Дежурном" ИИП, хотя я бы его называл "Служебным" (это более корректно). Просто необходимо в этом ИИП поставить плавкую вставку последовательно с высоковольтной обмоткой импульсного трансформатора, благо, что есть плавкие вставки для СМД монтажа, а там достаточно вставки на 0,5 А. Плавкую вставку последовательно с обмоткой силового трансформатора я тоже без труда нашел в стекле на 30 А. Место для нее выбрать труднее, приходиться разрезать очень широкие печатные дорожки, часто с двух сторон, но это того стоит. При выходе из строя силовых транзисторов ПП не повреждается. Да и, опасения, что плавкая вставка привнесет дополнительную индуктивность в контур первичной обмотки силового трансформатора не обоснованы, достаточно сравнить индуктивность плавкой вставки и трансформатора тока тоже включенного последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора, индуктивность плавкой вставки много меньше индуктивности трансформатора тока, а он, в цепи первичной обмотки силового трансформатора считается вполне допустимым элементом (необходимым).

P.S. Кроме того, как показал опыт, плавкая вставка обычного типа на 30А в большинстве случаев предохраняет IGBT от перегорания, последние оказываются "Терпеливее", вопреки рекомендациям защищать IGBT специальными быстродействующими предохранителями. Плавкая вставка предохраняет IGBT в случае сбоя системы управления, последнее происходит от помех по питанию, неудачного случая (стечения обстоятельств). Вообще, вероятность сбоя ШИМ довольно велика и, такие сбои происходят регулярно. Спасает только терпеливость IGBT к сквозным токам, обычно, декларируется 5-10 микросекунд "Терпеливости" к короткому замыканию при напряжении источника питания 400В, причем общее число таких случаев ограничено постепенной деградацией кристалла IGBT. Есть масса способов регулировать этот экстра ток и, как следствие, применять недорогие плавкие вставки, которые, однако, помогают уберечь IGBT в случае сбоя ШИМ контроллера и, завсегда спасают ПП, если не повезет спасти полупроводники.

P.P.S Такой подход, как правило, применяется во всех, почти без исключения, дорогих преобразователях, правда применяя специальные быстродействующие плавкие вставки обозначенные специальным дополнительным символом диода (правда стоят они как хороший IGBT, но это чистой воды маркетинг, поскольку нет серьезных причин для такого ценника, кроме факта возможности не менять полупроводники сэкономив на монтажных работах, что и привлекает потребителя), но не все так плохо и, обычные плавкие вставки нередко справляются. И не встречается в недорогих, видимо, по маркетинговым соображениям. Однако, исправить этот недостаток по комплектации стоит предельно недорого (стоимость плавкой вставки) и доработка ПП (это, иногда на тривиально, но вполне выполнимо).

Кроме того, как оказалось, время перегорания "горения дуги" меньше у плавких вставок на небольшой ток. То есть 6 плавких вставок на 5А, включенных параллельно, разорвут цепь быстрее, чем одна на 30А. Кроме того, время горения дуги внутри плавкой вставки можно на порядок сократить, просто засыпав в ее корпус мелкий кварцевый песок, от величины фракции песка, оказывается очень серьезно зависит время разрыва цепи "время горения дуги внутри вставки". Так что, следует отдать предпочтение плавким вставкам наполненным "песком", такие есть и, позиционируются как среднее по времени разрыва цепи между обычными стекляшками и быстродействующими с символом диода в маркировке, как работают последние, я пока не знаю, но собираюсь выяснить.

А вот и подходящее решение, собираюсь с помощью цифрового осциллографа измерить время срабатывания, а то этот вопрос покрыт туманом просто абсолютным https://aliexpress.ru/item/32901034711.html...earchweb201603_

Сообщение отредактировал astrahard - 13.7.2020, 12:43

[XORT01]

Скептически прочитал Ваш текст, так как сталкивался с подобными вещами. Применение предохранителей в импульсных цепях не применяется потому, что он там не поможет, и сгорит уже пост фактум. Роль предохранителей там обычно выполняют низкоомные резисторы, но сгорают они тоже "опосля", просто не давая больших разрушений. У меня только один вопрос:
Вы все темы начинаете чисто теоретическими рассуждениями, или Вы что-то проверили практически?

[astrahard]

Два соединенных параллельно FGH60N60 310V и стеклянный предохранитель на 30А. Два параллельно FGH60N60SMD вполне себе успешно пережигают стеклянный предохранитель на 30А при питании от 300В батареи конденсаторов инвертора без собственного повреждения. Есть уверенность, что керамический наполненный песком предохранитель на 20А способен пережечь один FGH60N60SMD без своего собственного повреждения. Видимо, давно не исследовали пределы терпеливости IGBT. FGH60N60SMD Pulsed Collector Current 180A (Repetitive rating) два транзистора =360А это в десять раз больше чем номинальный ток предохранитель, кроме того Repetitive rating это повторяющееся действо. Сколько раз и как долго он (FGH60N60SMD) выдержит 1000А вопрос не исследованный никем.

Сообщение отредактировал astrahard - 13.7.2020, 14:00

[oleg1ma]

. Два параллельно FGH60N60SMD вполне себе успешно пережигают стеклянный предохранитель на 30А при питании от 300В батареи конденсаторов инвертора без собственного повреждения

Конечно пережигают, в чем новость? или вы не знаете, что при работе к примеру в косом, имп. ток через ключи 50-70а в зависимости от выхлопа??

Сообщение отредактировал oleg1ma - 13.7.2020, 13:57

[astrahard]

Давайте пока ограничимся спасением печатной платы. Практически я поставил 30А стекляшку в китайскую этажерку на 120А и, работает уже долго. До этого угробил ее своими экспериментами. Последующие попытки "угробить" провалились сгорает предохранитель IGBT живы остаются. Понятно, что плавкая вставка не перегорает от импульсного тока и в разы больше своего номинала.

До этого я ставил 2*5А стекляшки, те перегорели через минут 20 в процессе работы, IGBT опять-же живые остались, возможно, что наиболее подходящая конфигурация 3*5А стекляшки, а еще лучше 3*5А наполненные песком керамические (как более быстродействующие). К сожалению, о свойствах плавких вставок в интернете очень мало написано, если Вы знаете ссылки просвещающие то укажите, я почитаю.

Сообщение отредактировал astrahard - 13.7.2020, 14:06

[oleg1ma]

Давайте пока ограничимся спасением печатной платы.

удачи, и да проведите эксперименты не только с предохранителями 30а и 5а, а так-же 1,2,3а, и т.д, да и желательно, с разными по длине корпусами, потом отчитаетесь

[astrahard]

Да, не судите строго, но эксперименты я ставил с микроконтроллером который управляет ШИМ UС3846. После того, как купил китайские IGBT на замену, которые хоть и перемаркер оказались очень похожи на FGH60N60SMD по характеристикам и, несмотря на смешную цену работают как часы. Так вот, перегорела дорожка на ПП около вывода IGBT в процессе эксперимента. Фигня конечно прогар был меньше миллиметра, но на будущее я решил поставить предохранитель. IGBT видимо учуяли подвох и больше не перегорают. Кстати сжег я их экспериментируя с защитой от ВВ импульсов осциллятора.

Кстати, китайская "этажерка" полный мост без дросселя на выходе совершенно не терпит подключения на ее выход емкости (емкостной нагрузки), несмотря на токовый режим управления, даже 1 мкф*630В малой индуктивности и, требует применения двух дросселей если хочется прикрутить осциллятор. Конечно, я это и так знал (что емкостная нагрузка в этом случае не допустима), но черт дернул проверить.

Короче, у меня сверх идея прикрутил осциллятор и делаю подобие точечной сварки штучным электродом с отмером времени горения дуги микроконтроллером и, чтобы дуга зажигалась безконтактно, для быстроты процесса.

Оказалось, что в схеме этого инвертора есть место где ток дуги устанавливается изменением напряжения ровнехонько в диапазоне 0-5В, что просто идеально подходит для подключения микроконтроллера, причем это вход одного из ОУ и, при этом регулировка максимального тока расположена после этого ОУ. Зачем еще узлы регулировки максимального и минимального тока с переменными резисторами до этого узла применены ума не приложу, схема какая-то явно избыточная, даже часть деталей не установлена. Зато реализованы датчики тока и напряжения дуги, ну просто идеально для добавления микроконтроллерного управления. А вот, аналоговая обработка сигналов датчиков тока и напряжения реализована просто топорно, что я и собираюсь "ИСПРАВИТЬ".

P.S. Теперь, Вы должны понять зачем мне перестраховка с предохранителями, чтобы быть "расслабленным" насчет возможных косяков ПО.

Сообщение отредактировал astrahard - 13.7.2020, 15:16

[oleg1ma]

Короче, у меня сверх идея прикрутил осциллятор и делаю подобие точечной сварки штучным электродом с отмером времени горения дуги микроконтроллером и, чтобы дуга зажигалась безконтактно, для быстроты процесса.

можно поинтересоваться, нахрена это нужно?

[astrahard]

Для развлечения только. Вы же не можете запретить мне таким образом развлекаться, тем более я купил 20 ШТ. IGBT запасных. Нужно их потратить . Я не сварщик, а инвертор мне достался случайно.

Сообщение отредактировал astrahard - 13.7.2020, 15:28

[oleg1ma]

Для развлечения только. Вы же не можете запретить мне таким образом развлекаться,

Нет конечно, "чем бы дитя не тешилось, лишь-бы не плакало"
Есть так-же реализованная ваша задумка в управе от Skifa, называется режим заклепка,

Сообщение отредактировал oleg1ma - 13.7.2020, 15:37

[astrahard]

Это радует, значит работает. А бесконтактный поджиг у Skifa есть? Я хочу исходники сам написать, вот в чем дело. Фигня какая-то, просто хотел найти сообщения от Skif, а мне заявляет про какой-то повторный поиск, короче облом с поиском, что скажете.

Сообщение отредактировал astrahard - 13.7.2020, 16:07

[oleg1ma]

все есть, ищите в файловом архиве форума

[astrahard]

Новый мозг с LCD на ПА Электровоза Это?

[oleg1ma]

да и все обновления к нему на ветке "Мой ПА№2"

[astrahard]

Не, не подходит. Исходников нет, пояснения косноязычны и алекситимичны. Выдуманы свои термины. И написано видимо в алгоритмбилдере на слабый проц.

Сообщение отредактировал astrahard - 13.7.2020, 17:35

[XORT01]

Два соединенных параллельно FGH60N60 310V и стеклянный предохранитель на 30А. Два параллельно FGH60N60SMD вполне себе успешно пережигают стеклянный предохранитель на 30А при питании от 300В батареи конденсаторов инвертора без собственного повреждения. Есть уверенность, что керамический наполненный песком предохранитель на 20А способен пережечь один FGH60N60SMD без своего собственного повреждения. Видимо, давно не исследовали пределы терпеливости IGBT. FGH60N60SMD Pulsed Collector Current 180A (Repetitive rating) два транзистора =360А это в десять раз больше чем номинальный ток предохранитель, кроме того Repetitive rating это повторяющееся действо. Сколько раз и как долго он (FGH60N60SMD) выдержит 1000А вопрос не исследованный никем.

Ну, пока Вы не начали мастырить бесконтактный поджиг... Предлагаю Вам в обычный "косой" перед ключами поставить предохранитель и попробовать поварить на токе ~ 180А. А затем огласить, при каком номинале предохранителя, он перестаёт сгорать и даёт пользователю варить. Глядя на номинал, чешем репу: и что с этим делать?

[astrahard]

Ну и, я что-то должен пояснить? Разговаривать намеками, это значит сразу выдать свою неосведомленность... У меня есть цифровой осциллограф и, к счастью, я знаю, что Вы загибаете, это мягко сказано.

Сообщение отредактировал astrahard - 13.7.2020, 17:42

[oleg1ma]

У меня есть цифровой осциллограф

да неужели это правда, не может этого быть, не верю ..

[astrahard]

Неоднократно видел мощные инверторы с быстродействующими предохранителями и, они почти всегда спасают IGBT. А сгорают по причине сбоев в управлении (ШИМ и иже с ним). В ширпотребе, неприменение такого подхода можно трактовать только так "чем чаще горит - тем больше купят", "сделаем неремонтопригодным для обострения проблемы" (сгорание ПП)

Есть еще один важные момент, в момент срабатывания предохранителя транзистору не нужно делать SOA (область безопасной работы), он остается открытым и, ему от этого значительно легче, цепь разорвет предохранитель. Кстати, меня это навело на очень важное размышление о блокировке SOA в некоторых случаях, то есть сделаем наоборот. При достижении сверхпланового тока не будем закрывать транзистор, а дадим ему возможность оставаться открытым, чтобы дать возможность разорвать цепь предохранителю. До меня дошло, как это устроено в дорогих инверторах, которые показывают удивительную живучесть IGBT. Кристалл транзистора убивает не сверхток, а прохождение области SOA в момент как он (транзистор) начинает закрываться, следовательно, в этом случае, нужно обеспечить чтобы транзистор не начал процесс закрывания, это его спасет с очень высокой степенью вероятности.

Похоже, я сформулировал патент. Нужно в ШИМ контроллер ввести блокировку закрытия IGBT по причине сверхтока, при условии что в системе есть предохранитель. То-есть, нужно обеспечить двухпороговый контроль тока , прохождение второго порога (выше) будет блокировать ШИМ в текущем состоянии открытого IGBT.

Отсюда, я догадался, почему у тиристоров указывают импульсный ток на порядок выше номинального, просто тиристору не нужно закрываться самостоятельно, за него это "делают другие". А у транзистора указывают импульсный ток лишь вдвое больше номинального.

Кстати, когда у меня сгорели IGBT и дорожка ПП вслед то IGBT остался в КЗ, а это значит, что выводы кристалла не сгорели пересилив дорожку ПП (или предохранитель) спекся переход в процессе прохождения области SOA в процессе закрытия, эту команду неизбежно выдаст классический ШИМ (закрытие) при достижении сверхтока. Если бы, IGBT оставался открытым (как тиристор), то переход бы не спекся, а выжил, пережгя предохранитель, следовательно нужно в этом случае переводить IGBT в режим "Тиристора" только и всего.

Сообщение отредактировал astrahard - 13.7.2020, 19:15

[oleg1ma]

как все запущенно, вы хоть в профиле своем укажите от куда сами и куда слать деньги за патент