皇帝的新衣与半桥电路
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(这里不讨论全桥结构,以后会另有论述)
皇帝做了一件非常华美的衣服,漂亮到无法想像,每个人都想看一眼,但是,只有智慧的人才能看到它,
而愚笨的人却看不到,虽然看不到,却没有人怀疑这件衣服.
在感应加热方面,同样的事情正在上演,就是,半桥电路很稳定,又简单又很可靠,是非常理想的加热电
源,如同传说中的皇帝的新衣一样.
相信很多人都做过或正在做半桥结构,也相信很多人的板都最终都会莫名其妙地炸掉,炸管不奇怪,问题
是,对半桥电路而言,功率管又不过流,也不过压,它为什么会炸.单管电路炸机原因很好分析,无外两
种原因,一是谐振电压过高,另外就是产生了硬切换,但是半桥电路是不存在过压的,它有反向二极管,
将IGBT电压箍位在安全水平,过流也不会,如果不信,可以将模块的耐流和耐压的容量扩大10倍,应该不
会过流或过压了吧,但是,它一样会炸.
所以,半桥电路会莫名其妙地炸机,在不过压不过流的情况下也会炸,炸机于无形之中,目前为止,我还
没有看到一篇关于半桥炸机真正原因的论述,反而是每个人都在说半桥如何安全如何可靠,即使自己的板
子炸的遍地开花,也没有看到任何人来否定半桥结构.当然了,也有高手能分析出真正的原因,却不会拿
出来轻易公开的.
以下是一些经验总结:
1,110V是安全电压,随便如何整,半桥是不会炸的;
2,220V时,半桥仍然很安全,适当调整安装,可以稳定工作;
3,380V时,10KW以内,经过精心调整后,半桥可以安全工作,但要求负载稳定,无变化;
4,380V,功率超过20KW后,短时间内也不会炸,但已经很不稳定
5,至于功率超过30KW,半桥基本很难生存了,不过做的好也许能工作一两个月.
当然了,无论如何,半桥仍然是一种非常稳定的结构,关键在于如何去驾驭它,这篇文章不是用来否定半桥的,只是想说,半桥是一种非常理想的结构,但是,如果不能真正掌握它,结果只会适得其反,稳定性可能还做不过单管结构.
为了解决半桥炸机问题,大家采取了好多方法,比如加吸收电容,我以前一直不明白,这个吸收电容是干
什么用的,因为半桥的中点电压已经被箍位的很好了,又用个电容来干什么,其实经验下来,它还是有点
用处的,在特定情况下,比如功率小于10KW,安装调试良好,它可以使电路稳定,但功率超过20KW时,它
反过来又会成为炸机的首要因素.不过加电容并不能解决根本问题,基本属于头痛医脚的措施,不过它有
时候却也有用.
也有人把炸机原因归结到驱动上面,比如上升沿或下降沿特定处理,或者是GE结特殊保护,等等,这仍不
是炸机根本问题,一样会炸.
更有人采用DSP技术,来分析控制半桥,以前也不懂,用这么快速的运算对半桥来说有什么意义呢,充其
量不过是另一件皇帝的新衣吧.不过现在看来,还是有点意义的,但估计没有人真正能用到实处.
还有人把半桥炸机归结为布线原因或是干扰,或是电源滤波等等,
或是ZVS或ZCS处理,其实半桥做到零流开关很容易的,相信能驱动半桥的人,都可以轻易做到零流开关,
但是这样的电路还是会炸.
还有用到锁相环技术的,或者保护电路如何先进,但是,锁相,要锁什么呢,至于保护,半桥根本不会过压或过流,又有什么需要保护的呢.
不过,较真起来说,真正的相位锁相,是有效果的,但是,做到真正的相位锁相,难度相当大,对电流相位锁相还是对电压相位锁相,如何能精确采样,又有谁能越正清楚
至于频率锁相,纯粹是蒙人的
半桥结构很简单,5KW的半桥电路和50KW的半桥电路结构完全相同,不同的只是功率模块容量不同,也就
是说,一个5KW电路,更换一下功率模块,就能工作到50KW(保证驱动的情况下),这个说法应该没人反
对吧,但是,没人敢去这样尝试,因为,基本上,一开机就炸了.
真正的炸机原因是什么呢,这个暂保留一下,希望大家多讨论,以后看情况公布自己理解的答案,当然了
,百家争鸣,见仁见智吧,还是希望大家多讨论.
igbtsy
LV.9
2
2009-10-20 14:17
楼主分析得比较多,但有些观点不能赞同.
1:不管是半桥还是全桥,做好了都不会炸机.
2:保护电路完备的话炸机,大部分是小马拉大车造成的,许多设计者只看模快的标称电流,以为不超过标称电流使用就是安全的,但是他们忽略了模块底板的散热能力,可以想象一下,若15KW用半桥做,模块中黄豆粒大小的一个管芯,能有多大的散热能力?如果散热器上温度75度,管芯中温度已超过100度,这样的15KW半桥或许用不了多久,或许过了保修期就坏,那用户倒霉了.我们3KW以下做半桥,5KW及5KW以上全部为全桥,超过15KW用全桥还不放心,要用功率叠加模式,二组全桥四块模块合成输出.事实证明这样的做法是对的,产品出厂工作6、7年后还正常使用.
3:开机炸机还有二个原因,一个是过流保护整定值太大,例如用集电极电压检测法的,并且过流保护的速度慢,没有在几个微秒内关断激励,另外一个是欠激励,模块瞬间进入了放大区,那是要立即烧掉的.
感应加热技术
LV.3
3
2009-10-20 15:50
我认为楼主分析的不完全,且有片面性,其实半桥炸机的原因很多,不仅仅是过压与过流那么简单,而通常炸机原因很少是由于过压或过流造成的,我认为某些原因干扰了驱动上下桥臂同时导通才是炸机的真正原因,当然还有别的原因,总之要靠设计者不断摸索,不断总结,线路板布线和元件位置也很重要
igbtsy
LV.9
4
2009-10-21 08:20
@感应加热技术
我认为楼主分析的不完全,且有片面性,其实半桥炸机的原因很多,不仅仅是过压与过流那么简单,而通常炸机原因很少是由于过压或过流造成的,我认为某些原因干扰了驱动上下桥臂同时导通才是炸机的真正原因,当然还有别的原因,总之要靠设计者不断摸索,不断总结,线路板布线和元件位置也很重要
上下直通也不会炸管,因为有上下直通保护,与过流保护一样.
生产中门极驱动线插脚插反是常有的事,到调试是时送380V,开激励脉冲,发现故障灯作过流指示,再去查门极,发现接反了,更改过来就好了.
xiekui
LV.5
5
2009-10-21 15:59
@igbtsy
上下直通也不会炸管,因为有上下直通保护,与过流保护一样.生产中门极驱动线插脚插反是常有的事,到调试是时送380V,开激励脉冲,发现故障灯作过流指示,再去查门极,发现接反了,更改过来就好了.
补充一点:有些半桥机子用了二个电流互感器作过流保护,一个接在中点输出回路,作为桥臂中任何一只管子的过流保护,另一只互感器接在上管集电极输入端,作为上下管直通保护用,也有用一只互感器的,如IGBTSY前辈的机子,那是自制的互感器,兼顾了每只管子的过流保护和上下管子的直通保护.
因此管子上下直通也不会炸管,过流保护快速关激励,停止工作.
ayong168
LV.5
6
2009-10-21 16:04
你的半桥会炸,不代表别人的都会炸哦
leawon947
LV.2
7
2009-10-22 21:10
@igbtsy
楼主分析得比较多,但有些观点不能赞同.1:不管是半桥还是全桥,做好了都不会炸机.2:保护电路完备的话炸机,大部分是小马拉大车造成的,许多设计者只看模快的标称电流,以为不超过标称电流使用就是安全的,但是他们忽略了模块底板的散热能力,可以想象一下,若15KW用半桥做,模块中黄豆粒大小的一个管芯,能有多大的散热能力?如果散热器上温度75度,管芯中温度已超过100度,这样的15KW半桥或许用不了多久,或许过了保修期就坏,那用户倒霉了.我们3KW以下做半桥,5KW及5KW以上全部为全桥,超过15KW用全桥还不放心,要用功率叠加模式,二组全桥四块模块合成输出.事实证明这样的做法是对的,产品出厂工作6、7年后还正常使用.3:开机炸机还有二个原因,一个是过流保护整定值太大,例如用集电极电压检测法的,并且过流保护的速度慢,没有在几个微秒内关断激励,另外一个是欠激励,模块瞬间进入了放大区,那是要立即烧掉的.
igbtsy 兄,你好!我的半桥在220V下工作正常,一直没有炸机,但改成380V后,一开机就炸机,请问是怎么回事呢?先谢谢了!
ayong168
LV.5
8
2009-10-23 00:23
@leawon947
igbtsy兄,你好!我的半桥在220V下工作正常,一直没有炸机,但改成380V后,一开机就炸机,请问是怎么回事呢?先谢谢了!
负载不匹配,启动电流过大
igbtsy
LV.9
9
2009-10-23 08:17
@leawon947
igbtsy兄,你好!我的半桥在220V下工作正常,一直没有炸机,但改成380V后,一开机就炸机,请问是怎么回事呢?先谢谢了!
这位兄弟:
你的半桥220V不炸机,改成380V开机就炸.
1.有没有慢起动,有慢起动的话可以看开机起始时的波形是否正常.
2.过流保护动作值设定是否正确?,如果设定正确(一般是过额定电流的20%动作),无论如何是不会炸机的.
3.好的设计不光要求是有过流保护,还要加上其它的防止工作状态变坏的保护.
例如一旦过流保护元件装错或本身元件失效而失去过流保护功能,其它的保护要跟上.
我们的机子如果把过流保护去掉,输出短路,错锅保护动作,模块仍然是安全的.
leawon947
LV.2
10
2009-10-25 22:55
@igbtsy
这位兄弟:你的半桥220V不炸机,改成380V开机就炸.1.有没有慢起动,有慢起动的话可以看开机起始时的波形是否正常.2.过流保护动作值设定是否正确?,如果设定正确(一般是过额定电流的20%动作),无论如何是不会炸机的.3.好的设计不光要求是有过流保护,还要加上其它的防止工作状态变坏的保护.例如一旦过流保护元件装错或本身元件失效而失去过流保护功能,其它的保护要跟上.我们的机子如果把过流保护去掉,输出短路,错锅保护动作,模块仍然是安全的.
请问IGBT兄,15KW的半桥一般线盘的感量是多少uH?电容是多少呢?
igbtsy
LV.9
11
2009-10-26 08:31
@leawon947
请问IGBT兄,15KW的半桥一般线盘的感量是多少uH?电容是多少呢?
一讲到线圈,大都数人都要去追求电感量,我从不去追求多少电感量,因为电感量相同的线圈,其形状不同,绕法不同,与负载的距离不同,负载本身的物理性能不同,做出来的机器功率完全不同,差别极大,并且与谐振电容,频率跟踪方式都有关系.
问15KW线圈电感量更不好说,首先要确定是全桥还是半桥,你想要的工作频率,加热面积,负载的特性,激励方式,跟踪频偏大小,是否理想的ZVS/ZCS工作状态,额定功率时的功率指标误差,线圈的横截面积……等等.这一切只能通过实践积累经验,跟据实践经验估算出线圈的数据,经过一到二次修正就达到最佳状态,作为批量生产的依据.
igbtsy
LV.9
12
2009-10-26 08:37
@leawon947
请问IGBT兄,15KW的半桥一般线盘的感量是多少uH?电容是多少呢?
我一直反对15KW用半桥做,用全桥还要用大封装的大模块,否则不能保证,到用户手中有8年以上的使用寿命.
正是有了这样的设计理念,产品在用户手中三年不出故障,不断有回头客来,尽管价格比广东佛山\东莞的要高出一倍.
leawon947
LV.2
13
2009-10-26 10:46
@igbtsy
我一直反对15KW用半桥做,用全桥还要用大封装的大模块,否则不能保证,到用户手中有8年以上的使用寿命.正是有了这样的设计理念,产品在用户手中三年不出故障,不断有回头客来,尽管价格比广东佛山\东莞的要高出一倍.
其实我也不想用半桥做15KW,但公司为了省成本,我也没有办法,我目前的能数是L 70uH, 电容分别为 0.9uF 0.9uF,再请教下扼流圈与三相共模电感你们是怎么设计的?有相关的资料吗?可以传点给我参考吗?Leawon947@163.com 谢谢了!
igbtsy
LV.9
14
2009-10-26 11:03
@leawon947
其实我也不想用半桥做15KW,但公司为了省成本,我也没有办法,我目前的能数是L70uH,电容分别为0.9uF0.9uF,再请教下扼流圈与三相共模电感你们是怎么设计的?有相关的资料吗?可以传点给我参考吗?Leawon947@163.com 谢谢了!
本论坛上看到的15KW共模电感的漆包线线径只有1.5毫米左右,这是无知的设计,线径按每平方毫米电流不大于2A计算,15KW电流22.5A.
匝数要看你共模/差模的级数及所用磁芯的截面积,都是估算,要到正规的检测机构做电磁兼容性摸底试验,根据传导干扰的实测值来修正.要做好这部份,体积与成本是很高的.要省钱就别做了,今后会招来很多麻烦的.
igbtsy
LV.9
15
2009-10-26 11:11
@leawon947
其实我也不想用半桥做15KW,但公司为了省成本,我也没有办法,我目前的能数是L70uH,电容分别为0.9uF0.9uF,再请教下扼流圈与三相共模电感你们是怎么设计的?有相关的资料吗?可以传点给我参考吗?Leawon947@163.com 谢谢了!
省成本做半桥?,半桥全桥器件上的差价没有多少.售后服务的一次费用够几台模块的钱了.还影响了生产厂的信誉.
leawon947
LV.2
16
2009-10-26 20:59
@igbtsy
省成本做半桥?,半桥全桥器件上的差价没有多少.售后服务的一次费用够几台模块的钱了.还影响了生产厂的信誉.
你说的都很有道理,现在我是由220V 5KW 转到 380V 15KW ,这过程中一开机就炸管子,很郁闷.现在我一开机先给一个固定的脉冲,上下管导通时间各为12uS,线盘找了一个50uH感量的,估计是因为di/dt太大造成炸管的,明天换个120uH的试下,对了,你们调试时有没有接什么东西防止炸机呢?我现在想接电灯泡试下,不知道是否可行.请指教.
leawon947
LV.2
17
2009-10-26 21:00
@igbtsy
省成本做半桥?,半桥全桥器件上的差价没有多少.售后服务的一次费用够几台模块的钱了.还影响了生产厂的信誉.
我死区时间为3uS
igbtsy
LV.9
18
2009-10-27 11:37
@leawon947
你说的都很有道理,现在我是由220V5KW转到380V15KW,这过程中一开机就炸管子,很郁闷.现在我一开机先给一个固定的脉冲,上下管导通时间各为12uS,线盘找了一个50uH感量的,估计是因为di/dt太大造成炸管的,明天换个120uH的试下,对了,你们调试时有没有接什么东西防止炸机呢?我现在想接电灯泡试下,不知道是否可行.请指教.
只有把各种保护电路做完全后再通电开机,只样做无论如何是不会损坏管子的,真如我所说的,即使把过流保护去掉,负载不对、过载、短路、线圈开路等,错锅保护、硬开通保护等都会在不到10微秒内动作,比原先的过流保护速度慢一点.电路和模块都是非常安全的,并且可以反复做这样的试验,来验证各种保护的动作时间差.
igbtsy
LV.9
19
2009-10-27 11:42
@igbtsy
只有把各种保护电路做完全后再通电开机,只样做无论如何是不会损坏管子的,真如我所说的,即使把过流保护去掉,负载不对、过载、短路、线圈开路等,错锅保护、硬开通保护等都会在不到10微秒内动作,比原先的过流保护速度慢一点.电路和模块都是非常安全的,并且可以反复做这样的试验,来验证各种保护的动作时间差.
一开机就炸,看不到波形是很难过的事
.控制电源另加,高压打到50V左右开机再看波形,有了波形出来就好分析了.
igbtsy
LV.9
20
2009-10-27 12:38
@igbtsy
一开机就炸,看不到波形是很难过的事.控制电源另加,高压打到50V左右开机再看波形,有了波形出来就好分析了.
把220V5KW半桥的VCE波形贴出来看看.
discussant
LV.6
21
2009-10-28 09:46
@ayong168
你的半桥会炸,不代表别人的都会炸哦
是啊,不要把半桥看得太复杂,只要原理讲得通,不要怕炸的,板子是会“讲理”的.
leawon947
LV.2
22
2009-10-30 23:28
@igbtsy
把220V5KW半桥的VCE波形贴出来看看.
首先向igbtsy 兄说声谢谢,最近没上电源网,再次请教下,一般来说三相输入, 15KW的功率用的 IGBT 耐压是多少呢?900V够了吗?还是要1200V?能分析下吗?
igbtsy
LV.9
23
2009-10-31 08:10
@leawon947
首先向igbtsy兄说声谢谢,最近没上电源网,再次请教下,一般来说三相输入,15KW的功率用的IGBT耐压是多少呢?900V够了吗?还是要1200V?能分析下吗?
900V与1200V差价没有多少,不要去省这点小钱,坏一次的售后费用足以买几块半桥模块了.设计时裕量越大可靠性越高,成本高一点,当时对用户来讲是价格高一点,但从长远来讲,用户、生产厂都是得益的.
纸上谈兵
LV.3
24
2009-10-31 13:39
@igbtsy
这位兄弟:你的半桥220V不炸机,改成380V开机就炸.1.有没有慢起动,有慢起动的话可以看开机起始时的波形是否正常.2.过流保护动作值设定是否正确?,如果设定正确(一般是过额定电流的20%动作),无论如何是不会炸机的.3.好的设计不光要求是有过流保护,还要加上其它的防止工作状态变坏的保护.例如一旦过流保护元件装错或本身元件失效而失去过流保护功能,其它的保护要跟上.我们的机子如果把过流保护去掉,输出短路,错锅保护动作,模块仍然是安全的.
请教 igbtsy 兄
“我们的机子如果把过流保护去掉,输出短路,错锅保护动作,模块仍然是安全的.”
既然把过流保护去掉,输出短路时电流就会骤增,超出安全(额定)电流,怎么
”模块仍然是安全的”呢?
igbtsy
LV.9
25
2009-10-31 16:00
@纸上谈兵
请教igbtsy 兄“我们的机子如果把过流保护去掉,输出短路,错锅保护动作,模块仍然是安全的.”既然把过流保护去掉,输出短路时电流就会骤增,超出安全(额定)电流,怎么”模块仍然是安全的”呢?
短路时不但电流迅速上升,电路的其它指标也迅速发生变化,相应的错锅保护就会动作,如果错锅保护再失效,还有另外的保护动作,所以电路设计要完备.
leawon947
LV.2
26
2009-11-03 19:31
@igbtsy
900V与1200V差价没有多少,不要去省这点小钱,坏一次的售后费用足以买几块半桥模块了.设计时裕量越大可靠性越高,成本高一点,当时对用户来讲是价格高一点,但从长远来讲,用户、生产厂都是得益的.
如果开机几分钟才炸机又是什么原因呢?感觉不是过压,也不是过流,更不是过温了,因为我的功率一直在1300W,现在想不明白,请教IGBTSY前辈了.
igbtsy
LV.9
27
2009-11-04 08:56
@leawon947
如果开机几分钟才炸机又是什么原因呢?感觉不是过压,也不是过流,更不是过温了,因为我的功率一直在1300W,现在想不明白,请教IGBTSY前辈了.
1300W几分钟内炸模块,唯一的可能是管子有部分时间工作在放大区,或全部工作在硬开关状态,应该贴出UCE波形,一看就明白了.
igbtsy
LV.9
28
2009-11-04 15:19
@leawon947
如果开机几分钟才炸机又是什么原因呢?感觉不是过压,也不是过流,更不是过温了,因为我的功率一直在1300W,现在想不明白,请教IGBTSY前辈了.
220V/5KW是成功的,先做一台380V/5KW的机子,在此基础上再做380V/15KW就不难了,很多问题也就清楚了.
事实上220V/5KW 比380V/5KW 要难做得多.380V/10KW的工作状态和UCE波形都要比220V/5KW的工作状态和工作波形要好得多.
leawon947
LV.2
29
2009-11-04 20:11
@igbtsy
220V/5KW是成功的,先做一台380V/5KW的机子,在此基础上再做380V/15KW就不难了,很多问题也就清楚了.事实上220V/5KW比380V/5KW要难做得多.380V/10KW的工作状态和UCE波形都要比220V/5KW的工作状态和工作波形要好得多.
IGBTSY前辈一如既往的帮我们解答,再次谢谢了,下面是我的驱动波形以及VCE波形,请帮忙分析是不是工作在软开关状态,如果我不要缓冲电容,一开机就炸管子500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt=’这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放’;this.style.cursor=’hand’}” onclick=”if(!this.resized) {return true;} else {window.open(‘http://u.dianyuan.com/bbs/u/83/1929551257336671.jpg');}" onmousewheel=”return imgzoom(this);”>
leawon947
LV.2
30
2009-11-04 20:12
@igbtsy
220V/5KW是成功的,先做一台380V/5KW的机子,在此基础上再做380V/15KW就不难了,很多问题也就清楚了.事实上220V/5KW比380V/5KW要难做得多.380V/10KW的工作状态和UCE波形都要比220V/5KW的工作状态和工作波形要好得多.
因为是高压探头测的驱动波形,所以不是很好看
igbtsy
LV.9
31
2009-11-05 08:09
@leawon947
IGBTSY前辈一如既往的帮我们解答,再次谢谢了,下面是我的驱动波形以及VCE波形,请帮忙分析是不是工作在软开关状态,如果我不要缓冲电容,一开机就炸管子
测驱动波形用1:1探头,测UCE波形用10:1探头,
驱动波形用1:1探头后,如果测到的还是象图中的波形,那是激劢上升沿和下降沿不徒直,正象我前几贴所说的那样,管子从截止到饱和,从饱和到截止,经过放大区时间过长,管芯的热量还没有传导到模块底板之前已过热而击穿了.
第二页
igbtsy
LV.9
32
2009-11-05 08:18
@igbtsy
测驱动波形用1:1探头,测UCE波形用10:1探头,驱动波形用1:1探头后,如果测到的还是象图中的波形,那是激劢上升沿和下降沿不徒直,正象我前几贴所说的那样,管子从截止到饱和,从饱和到截止,经过放大区时间过长,管芯的热量还没有传导到模块底板之前已过热而击穿了.
如果没有缓冲电容,UCE电压很高,管子瞬间开关损耗是管子上电压与电流之积,几百伏的电压与几安培的电流之积,其功耗足以使得开机瞬间炸掉管子.
ayong168
LV.5
33
2009-11-05 19:37
@leawon947
IGBTSY前辈一如既往的帮我们解答,再次谢谢了,下面是我的驱动波形以及VCE波形,请帮忙分析是不是工作在软开关状态,如果我不要缓冲电容,一开机就炸管子[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt=’这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放’;this.style.cursor=’hand’}”onclick=”if(!this.resized){returntrue;}else{window.open(‘http://u.dianyuan.com/bbs/u/83/1929551257336671.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
你还要拍出电流波形来才知道是否软开关
leawon947
LV.2
34
2009-11-05 19:39
@igbtsy
如果没有缓冲电容,UCE电压很高,管子瞬间开关损耗是管子上电压与电流之积,几百伏的电压与几安培的电流之积,其功耗足以使得开机瞬间炸掉管子.
驱动波形用1:1探头后还是象图中的波形,那我要改变下驱动了,你是用芯片驱动还是用变压器驱动呢?有些人在缓冲电容里串了一个电阻与二极管,这样的效果是好点吗?一般电阻选择多大,如何确定阻值呢?
igbtsy
LV.9
35
2009-11-06 08:12
@leawon947
驱动波形用1:1探头后还是象图中的波形,那我要改变下驱动了,你是用芯片驱动还是用变压器驱动呢?有些人在缓冲电容里串了一个电阻与二极管,这样的效果是好点吗?一般电阻选择多大,如何确定阻值呢?
自制的变压器驱动,3KW到30KW,半桥、全桥都是同一驱动电路,门极驱动电阻也不一定要更改,只要改换不同电流的模块以适应不同的功率.
吸收电阻可用可不用,细看本论坛中其它同行的机芯图片,可以看出他们的电路结构和大致的功能,好的学习,不好的要避免跟着范错误.
igbtsy
LV.9
36
2009-11-06 08:18
@ayong168
你还要拍出电流波形来才知道是否软开关
不用看电流波形了,从电压波形上已看出电流相位迟后很多,电流是处于硬关断状态.电流相位迟后角度大约是60到70度,因此此时实际功率是很小的.;
leawon947
LV.2
37
2009-11-06 20:12
@igbtsy
不用看电流波形了,从电压波形上已看出电流相位迟后很多,电流是处于硬关断状态.电流相位迟后角度大约是60到70度,因此此时实际功率是很小的.;
你们能做到低功率也在ZCS吗?我的低功率做不了零电流开通,因为我是调频调功的,请教前辈你是不是也是调频调功呢?
leawon947
LV.2
38
2009-11-06 20:14
@igbtsy
不用看电流波形了,从电压波形上已看出电流相位迟后很多,电流是处于硬关断状态.电流相位迟后角度大约是60到70度,因此此时实际功率是很小的.;
怎么样才算是软开关呢?能解释下吗?
igbtsy
LV.9
39
2009-11-07 08:19
@leawon947
你们能做到低功率也在ZCS吗?我的低功率做不了零电流开通,因为我是调频调功的,请教前辈你是不是也是调频调功呢?
调频调功偏离谐振点后,都不是ZCS工作状态,因此15KW半桥用调频调功是非常不安全的.
我朋友高手中的高手,20KW用半桥,非调频调功.在每个调功点上都是完全理想的ZVS、ZCS工作状态,散热器不大,散热器微温.这样的工作状态是令人放心的,已在用户处每天工作12小时,工作已近二年了.
httm
LV.3
40
2009-11-07 23:51
@igbtsy
不用看电流波形了,从电压波形上已看出电流相位迟后很多,电流是处于硬关断状态.电流相位迟后角度大约是60到70度,因此此时实际功率是很小的.;
请问IGBTSY您是怎样确定电流相位迟后角度大约是60度.
igbtsy
LV.9
41
2009-11-09 08:18
@httm
请问IGBTSY您是怎样确定电流相位迟后角度大约是60度.
细看UCE波形.
做得多了自然一看就明白,第一次试制时要看一下电流波形和激励脉冲波形,以后不管做什么机型,都无需看电流波形和激励脉冲波形,从电压波形上就可以看出电流相位迟后的角度.
事实上迟后多少角度没有必要关心具体值,因为最大功率是ZCS状态,做到这一点还有必要去关心电流相位迟后的角度吗?
ayong168
LV.5
42
2009-11-10 00:58
@igbtsy
调频调功偏离谐振点后,都不是ZCS工作状态,因此15KW半桥用调频调功是非常不安全的.我朋友高手中的高手,20KW用半桥,非调频调功.在每个调功点上都是完全理想的ZVS、ZCS工作状态,散热器不大,散热器微温.这样的工作状态是令人放心的,已在用户处每天工作12小时,工作已近二年了.
30KW半桥2年内也没见有坏
米山人家
LV.8
43
2009-11-18 16:08
@discussant
是啊,不要把半桥看得太复杂,只要原理讲得通,不要怕炸的,板子是会“讲理”的.
半桥电路表面上很简单,只要轮流控制上下臂导通就可以了
经单管电路还要简单,单管电路需要复杂的同步处理,而半桥就不用
闭着眼做个半桥就能工作,事实上,用到半桥电路的各类电源比比皆是
然而,这些都只是表面现象,都只是小功率,低电压
当半桥工作在380V或更高电压时,一切都会有根本变化了
做过的人都是深有体会的,会出现大量的意料不到的问题
半桥确实是种很好的结构,能轻易达到高功率,但是需要处理的技术细节是很多的
不管是全桥还是半桥,能工作在30KW以上,都是需要相当技术含量的
igbtsy
LV.9
44
2009-11-19 08:10
@米山人家
半桥电路表面上很简单,只要轮流控制上下臂导通就可以了经单管电路还要简单,单管电路需要复杂的同步处理,而半桥就不用闭着眼做个半桥就能工作,事实上,用到半桥电路的各类电源比比皆是然而,这些都只是表面现象,都只是小功率,低电压当半桥工作在380V或更高电压时,一切都会有根本变化了做过的人都是深有体会的,会出现大量的意料不到的问题半桥确实是种很好的结构,能轻易达到高功率,但是需要处理的技术细节是很多的不管是全桥还是半桥,能工作在30KW以上,都是需要相当技术含量的
半桥、全桥确实比单管好做,单管最大的问题是容易产生电压击穿功率管,而半桥、全桥一般都不存在电压击穿管率管的现象.
半桥、全桥损坏功率管一般都是热击穿(包括短路,可以看作是瞬间过热的热击穿).只要避免了这种现象,不管你做多大的功率都不会损坏管子.
leawon947
LV.2
45
2009-11-19 20:11
@igbtsy
自制的变压器驱动,3KW到30KW,半桥、全桥都是同一驱动电路,门极驱动电阻也不一定要更改,只要改换不同电流的模块以适应不同的功率.吸收电阻可用可不用,细看本论坛中其它同行的机芯图片,可以看出他们的电路结构和大致的功能,好的学习,不好的要避免跟着范错误.
igbtsy前辈,请问满足什么条件才是ZVS,我现在有点模糊了,如死区长到什么时候就不能ZVS,又或者说周期大到什么程度就不能ZVS了呢?虽然这是很低级的问题,但我还是要问
igbtsy
LV.9
46
2009-11-20 08:57
@leawon947
igbtsy前辈,请问满足什么条件才是ZVS,我现在有点模糊了,如死区长到什么时候就不能ZVS,又或者说周期大到什么程度就不能ZVS了呢?虽然这是很低级的问题,但我还是要问
只要电压波形上没有硬开通或硬关断.
再发一次图,此图已发过多次,你应该看看其它的一些贴子,相关的说明都有.
此图是ZVS、也同时几乎是ZCS工作状态的UCE波形.
leawon947
LV.2
47
2009-11-20 23:28
@igbtsy
只要电压波形上没有硬开通或硬关断.再发一次图,此图已发过多次,你应该看看其它的一些贴子,相关的说明都有.此图是ZVS、也同时几乎是ZCS工作状态的UCE波形.[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt=’这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放’;this.style.cursor=’hand’}”onclick=”if(!this.resized){returntrue;}else{window.open(‘http://u.dianyuan.com/bbs/u/83/606791258678664.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
我分析了下,ZVS完全是靠缓冲电容,与死区关系不大,想不明白的是如果缓冲电容没有串电阻的话,当IGBT导通时,相当于电容两边短路了,那电流不是很大吗?如果有电阻,那么电流就小了.感觉RCD方式比只有电容的好?
igbtsy
LV.9
48
2009-11-21 10:27
@leawon947
我分析了下,ZVS完全是靠缓冲电容,与死区关系不大,想不明白的是如果缓冲电容没有串电阻的话,当IGBT导通时,相当于电容两边短路了,那电流不是很大吗?如果有电阻,那么电流就小了.感觉RCD方式比只有电容的好?
RCD方式电阻功耗很大,对全密封的电气箱是不利的.
RCD方式仅用于小电流的4只单管组成全桥方式上用,因其可靠性不佳,现在均用IGBT模块.
模块裕量放5倍以上,电容放电时的一点点热量借助散热器出去了.就不用担心模块开通瞬间这一点点的电容短路放电电流.
leawon947
LV.2
49
2009-11-22 11:50
@igbtsy
RCD方式电阻功耗很大,对全密封的电气箱是不利的.RCD方式仅用于小电流的4只单管组成全桥方式上用,因其可靠性不佳,现在均用IGBT模块.模块裕量放5倍以上,电容放电时的一点点热量借助散热器出去了.就不用担心模块开通瞬间这一点点的电容短路放电电流.
说得很有道理,你也同意零电压导通/关断也是靠缓冲电容来实现的了,是吗?死区只是防止直通,是不是这样呢?还请前辈指正.
irex
LV.5
50
2009-11-22 12:20
在感應加熱中單管 半(全)橋 二者加熱方式 是完全不同的單管是屬於 金屬分子感應而加熱半(全)橋屬於 變壓器原理加熱這可以在二者機器加熱電流簡易理解金屬分子感應加熱, 溫度越高(沒進入居禮點)電流越大因為金屬分子因熱膨脹打開, 會吸收更多能量變壓器原理加熱, 是屬於感應電源短路流加熱溫度越高則金屬電阻加大, 電流因此變小因此, 半(全)橋要把金屬加到居禮點(720度)是有困難既使加到 電流也沒辦法向單管方式電離劇下二者技術上 差異很大能做好 半(全)橋的,不一並能做好大功率單管機感應加熱一定能洞悉理論,否則很難在這獲得更好技術IREX。
igbtsy
LV.9
51
2009-11-23 08:03
@leawon947
说得很有道理,你也同意零电压导通/关断也是靠缓冲电容来实现的了,是吗?死区只是防止直通,是不是这样呢?还请前辈指正.
您的理介是对的
leawon947
LV.2
52
2009-12-14 20:30
@igbtsy
您的理介是对的
igbtsy前辈,再请教下,三相电压的电压采样你是采哪里的电压呢?三相桥堆整流后的母线电压还是三相桥堆整流前的单相电压呢?先谢过!IGBT驱动你是用正负电源供电驱动吗?
igbtsy
LV.9
53
2009-12-15 13:18
@leawon947
igbtsy前辈,再请教下,三相电压的电压采样你是采哪里的电压呢?三相桥堆整流后的母线电压还是三相桥堆整流前的单相电压呢?先谢过!IGBT驱动你是用正负电源供电驱动吗?
三相电压采样可以在交流端也可以在直流端,看方便和速度要求.
驱动用单电源就可以了,自动形成正负15V.
ayong168
LV.5
54
2009-12-17 22:47
@米山人家
半桥电路表面上很简单,只要轮流控制上下臂导通就可以了经单管电路还要简单,单管电路需要复杂的同步处理,而半桥就不用闭着眼做个半桥就能工作,事实上,用到半桥电路的各类电源比比皆是然而,这些都只是表面现象,都只是小功率,低电压当半桥工作在380V或更高电压时,一切都会有根本变化了做过的人都是深有体会的,会出现大量的意料不到的问题半桥确实是种很好的结构,能轻易达到高功率,但是需要处理的技术细节是很多的不管是全桥还是半桥,能工作在30KW以上,都是需要相当技术含量的
感应加热是天生的傻瓜电路,是最简单的电路,哪来技术含量了呢? 比一个50W的硬开关电源技术含量还低
qqqw
LV.2
55
2009-12-20 16:32
@irex
在感應加熱中單管半(全)橋二者加熱方式是完全不同的單管是屬於金屬分子感應而加熱半(全)橋屬於變壓器原理加熱這可以在二者機器加熱電流簡易理解金屬分子感應加熱,溫度越高(沒進入居禮點)電流越大因為金屬分子因熱膨脹打開,會吸收更多能量變壓器原理加熱,是屬於感應電源短路流加熱溫度越高則金屬電阻加大,電流因此變小因此,半(全)橋要把金屬加到居禮點(720度)是有困難既使加到電流也沒辦法向單管方式電離劇下二者技術上差異很大能做好半(全)橋的,不一並能做好大功率單管機感應加熱一定能洞悉理論,否則很難在這獲得更好技術IREX。
我做到输入380V电流500A工作也很稳定的.半桥
leawon947
LV.2
56
2009-12-21 20:34
@igbtsy
三相电压采样可以在交流端也可以在直流端,看方便和速度要求.驱动用单电源就可以了,自动形成正负15V.
前辈,请问下我要做到30KW的功率除了调线盘感量,谐振电容外,还有什么地方可以改动让功率能上去呢?等待你的回复,谢谢了!
igbtsy
LV.9
57
2009-12-22 08:17
@leawon947
前辈,请问下我要做到30KW的功率除了调线盘感量,谐振电容外,还有什么地方可以改动让功率能上去呢?等待你的回复,谢谢了!
线盘圈数越少功率越大,锅的厚度加厚功率也大,但不成比例,再厚下去就无效果了.
LV.1
58
2009-12-23 13:51
@qqqw
我做到输入380V电流500A工作也很稳定的.半桥
半桥 300多KW,半桥!!!
lyticast
LV.7
59
2009-12-26 22:57
谐振变换器怕进入容性区。这时候反并二极管会产生恢复dv/dt。其实炸的并不是IGBT,而是FRD。FRD击穿后进一步引起IGBT损坏。为了防止此类事情发生,要遵循慢速开通的原则,实在需要快速开通的,应该屏蔽掉内部的FRD,外接超高速的FRD。现在有了碳化硅肖特基二极管,用于这个场合是很合适的。
LV.1
60
2009-12-27 01:33
@lyticast
谐振变换器怕进入容性区。这时候反并二极管会产生恢复dv/dt。其实炸的并不是IGBT,而是FRD。FRD击穿后进一步引起IGBT损坏。为了防止此类事情发生,要遵循慢速开通的原则,实在需要快速开通的,应该屏蔽掉内部的FRD,外接超高速的FRD。现在有了碳化硅肖特基二极管,用于这个场合是很合适的。
有这可能
水蜘蛛
LV.8
61
2009-12-27 21:35
哈哈!做半桥炉子的关键是要换思想;如果抱着老观念不放;呐等你的只有一声闷响和那缕青烟。
呈几何时;单管电路花费了多少精英的心血,大家拿来一抄了之。。。哈哈史上总有些难抄的东西,只要通了;其实非常简单,不通;只有暂时瞪眼。
大多数在此的诸位;或多或少都有做电源的经历。做得好反激就一定能做得好半桥拓扑吗?这理不言自明。
第三页
lyticast
LV.7
62
2009-12-28 00:16
@水蜘蛛
哈哈!做半桥炉子的关键是要换思想;如果抱着老观念不放;呐等你的只有一声闷响和那缕青烟。呈几何时;单管电路花费了多少精英的心血,大家拿来一抄了之。。。哈哈史上总有些难抄的东西,只要通了;其实非常简单,不通;只有暂时瞪眼。大多数在此的诸位;或多或少都有做电源的经历。做得好反激就一定能做得好半桥拓扑吗?这理不言自明。
但是单端的很难做得到双端的功率这也是不争的事实吧?
米山人家
LV.8
63
2010-01-01 14:46
@lyticast
但是单端的很难做得到双端的功率这也是不争的事实吧?
单端也能做到高功率的,而且比全桥更稳定,半桥或全桥能做到的功率,单管结构一样能做到!
lyticast
LV.7
64
2010-01-01 15:35
@米山人家
单端也能做到高功率的,而且比全桥更稳定,半桥或全桥能做到的功率,单管结构一样能做到!
代价可能会高一些。
ayong168
LV.5
65
2010-01-02 08:56
@米山人家
单端也能做到高功率的,而且比全桥更稳定,半桥或全桥能做到的功率,单管结构一样能做到!
无稽之谈
米山人家
LV.8
66
2010-01-02 15:18
@米山人家
单端也能做到高功率的,而且比全桥更稳定,半桥或全桥能做到的功率,单管结构一样能做到!
单管也能做到120KW,正在做,当然了,和传统单管是有所区别的
另外,2KW的模块可以做到只有1/3香烟盒大小(不含散热),接电源和线圈就能工作
有些看来很不可思议的东西,会慢慢实现的,总会有人突破的
lyticast
LV.7
67
2010-01-02 16:44
@米山人家
单管也能做到120KW,正在做,当然了,和传统单管是有所区别的另外,2KW的模块可以做到只有1/3香烟盒大小(不含散热),接电源和线圈就能工作有些看来很不可思议的东西,会慢慢实现的,总会有人突破的
120KW单管还是可以做到的,如果是1200KW呢?
米山人家
LV.8
68
2010-01-02 19:51
@米山人家
单管也能做到120KW,正在做,当然了,和传统单管是有所区别的另外,2KW的模块可以做到只有1/3香烟盒大小(不含散热),接电源和线圈就能工作有些看来很不可思议的东西,会慢慢实现的,总会有人突破的
1200KW太遥远了 只能纸上谈兵聊聊吧
用全桥实现1200KW功率 母线电压就不能用380V了 至少要采用2KV或3KV的供电级别 在这种电压级别下 用全桥做1200KW已经极其困难了(这么高的功率 差不多全是进口设备了) 这时候 反而单管结构更有优势
但是仅是对感应加热而言 对变频方面 单管就不适用了
我之所以说单管能够工作在极高功率情况下 主要是已经有办法解决了单管工作中的高反压问题
反而是全桥电路 需要面对的困难更多 当然是能够实现的 只是会非常困难
lyticast
LV.7
69
2010-01-02 21:29
@米山人家
1200KW太遥远了只能纸上谈兵聊聊吧用全桥实现1200KW功率母线电压就不能用380V了至少要采用2KV或3KV的供电级别 在这种电压级别下用全桥做1200KW已经极其困难了(这么高的功率差不多全是进口设备了)这时候反而单管结构更有优势但是仅是对感应加热而言对变频方面单管就不适用了我之所以说单管能够工作在极高功率情况下主要是已经有办法解决了单管工作中的高反压问题反而是全桥电路需要面对的困难更多当然是能够实现的只是会非常困难
目前的技术和器件,做双端还是很可靠的。当然,单端的应该更简单坚固一些。
水蜘蛛
LV.8
70
2010-01-08 23:31
@lyticast
目前的技术和器件,做双端还是很可靠的。当然,单端的应该更简单坚固一些。
两者成熟电路而·言;各有特点。单管线路的功率器件少;半、全桥的要多得多。但;半、全桥的器件(感应圈等功率部分)的利用率高;能容忍比较高耦合系数的场合。所以;半、全桥能做的功率更大些;全桥电路在15年前就已经做到750KW水品了。
这两年;高压IGBT发展很快;国内现在有4500V4500A单片的IGBT管出售,单管能达到的功率自然也有所提高,但离半、全桥还有相当距离。
ayong168
LV.5
71
2010-01-10 09:25
@leawon947
其实我也不想用半桥做15KW,但公司为了省成本,我也没有办法,我目前的能数是L70uH,电容分别为0.9uF0.9uF,再请教下扼流圈与三相共模电感你们是怎么设计的?有相关的资料吗?可以传点给我参考吗?Leawon947@163.com 谢谢了!
你这个参数如果保护不好必然炸机
ayong168
LV.5
72
2010-01-10 09:28
@igbtsy
上下直通也不会炸管,因为有上下直通保护,与过流保护一样.生产中门极驱动线插脚插反是常有的事,到调试是时送380V,开激励脉冲,发现故障灯作过流指示,再去查门极,发现接反了,更改过来就好了.
请问沈工用什么方式检测上下管直通?
yong1121
LV.1
73
2010-05-25 16:08
@igbtsy
只有把各种保护电路做完全后再通电开机,只样做无论如何是不会损坏管子的,真如我所说的,即使把过流保护去掉,负载不对、过载、短路、线圈开路等,错锅保护、硬开通保护等都会在不到10微秒内动作,比原先的过流保护速度慢一点.电路和模块都是非常安全的,并且可以反复做这样的试验,来验证各种保护的动作时间差.
请教您一个问题:
我是用K57962来驱动IGBT的,同时两个方面做了过流保护:
1.用单片机中断检测M57962过来的IGBT故障信号(过流,过压…);
2.用单片机AD口采样互感器过来的电流分压值;
请问那个保护动作更快?能及时保护IGBT吗?谢谢
firefox886
LV.9
74
2010-05-25 17:14
@igbtsy
细看UCE波形.做得多了自然一看就明白,第一次试制时要看一下电流波形和激励脉冲波形,以后不管做什么机型,都无需看电流波形和激励脉冲波形,从电压波形上就可以看出电流相位迟后的角度.事实上迟后多少角度没有必要关心具体值,因为最大功率是ZCS状态,做到这一点还有必要去关心电流相位迟后的角度吗?
把你ZCS的波形发来看看!
firefox886
LV.9
75
2010-05-26 20:44
@irex
在感應加熱中單管半(全)橋二者加熱方式是完全不同的單管是屬於金屬分子感應而加熱半(全)橋屬於變壓器原理加熱這可以在二者機器加熱電流簡易理解金屬分子感應加熱,溫度越高(沒進入居禮點)電流越大因為金屬分子因熱膨脹打開,會吸收更多能量變壓器原理加熱,是屬於感應電源短路流加熱溫度越高則金屬電阻加大,電流因此變小因此,半(全)橋要把金屬加到居禮點(720度)是有困難既使加到電流也沒辦法向單管方式電離劇下二者技術上差異很大能做好半(全)橋的,不一並能做好大功率單管機感應加熱一定能洞悉理論,否則很難在這獲得更好技術IREX。
哎。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
ayong168
LV.5
76
2010-05-26 23:04
@firefox886
哎。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
你叹什么气呢。。。
firefox886
LV.9
77
2010-05-27 00:02
@ayong168
你叹什么气呢。。。[图片] [图片]
明白人一看便知!
nk6108
LV.8
78
2010-05-28 19:40
@igbtsy
上下直通也不会炸管,因为有上下直通保护,与过流保护一样.生产中门极驱动线插脚插反是常有的事,到调试是时送380V,开激励脉冲,发现故障灯作过流指示,再去查门极,发现接反了,更改过来就好了.
如果是電流型,還必須直通哩。
nk6108
LV.8
79
2010-05-28 19:53
@igbtsy
半桥、全桥确实比单管好做,单管最大的问题是容易产生电压击穿功率管,而半桥、全桥一般都不存在电压击穿管率管的现象.半桥、全桥损坏功率管一般都是热击穿(包括短路,可以看作是瞬间过热的热击穿).只要避免了这种现象,不管你做多大的功率都不会损坏管子.
是啊,你看看那號稱效率有(甚至大于)98﹪的 E類 拓樸,電壓應力高達電源電壓的 3至5倍,沒辦法,你拋得不夠高,母線電壓就下不到地電位,ZVS 就沒法實現。
nk6108
LV.8
80
2010-05-29 00:32
@igbtsy
楼主分析得比较多,但有些观点不能赞同.1:不管是半桥还是全桥,做好了都不会炸机.2:保护电路完备的话炸机,大部分是小马拉大车造成的,许多设计者只看模快的标称电流,以为不超过标称电流使用就是安全的,但是他们忽略了模块底板的散热能力,可以想象一下,若15KW用半桥做,模块中黄豆粒大小的一个管芯,能有多大的散热能力?如果散热器上温度75度,管芯中温度已超过100度,这样的15KW半桥或许用不了多久,或许过了保修期就坏,那用户倒霉了.我们3KW以下做半桥,5KW及5KW以上全部为全桥,超过15KW用全桥还不放心,要用功率叠加模式,二组全桥四块模块合成输出.事实证明这样的做法是对的,产品出厂工作6、7年后还正常使用.3:开机炸机还有二个原因,一个是过流保护整定值太大,例如用集电极电压检测法的,并且过流保护的速度慢,没有在几个微秒内关断激励,另外一个是欠激励,模块瞬间进入了放大区,那是要立即烧掉的.
大功率管比小功率管脆弱,开关管又比高放管更不堪一击,
半导体主动元件的损坏,比一切正常动作都要快,根本就是没法救的,纵然不即时报废,也必留下隐疾,所以我认为,保护机制之设,为的是预防而非挽救!
nk6108
LV.8
81
2010-05-29 01:05
如果是一上电就炸,那可能是管内位移电流引发的擎住效应,
加讯号才炸,软开关比硬开关更易发生不足为奇,因为软开关网络根本就没想过跟管子的第一步配合,情况就像渥尔曼架构的共射级那样,比硬开关还糟啊!
nk6108
LV.8
82
2010-05-29 21:25
@leawon947
igbtsy兄,你好!我的半桥在220V下工作正常,一直没有炸机,但改成380V后,一开机就炸机,请问是怎么回事呢?先谢谢了!
如果用原本的那套元件来做,电压安全裕量就少多了,大功率管会更易受寄生参数影响而误通。
nk6108
LV.8
83
2010-05-31 01:56
寄生振荡使管子陷于超频欠激状态,硬吸收或软开关网络的保护作用完全丧失!
寄生振荡是电力电子设备的常见死因,电压愈高,寄生参数就愈易受激惹而发飚闹事!
ayong168
LV.5
84
2010-05-31 02:18
@nk6108
寄生振荡使管子陷于超频欠激状态,硬吸收或软开关网络的保护作用完全丧失!寄生振荡是电力电子设备的常见死因,电压愈高,寄生参数就愈易受激惹而发飚闹事!
firefox886
LV.9
85
2010-05-31 11:46
@irex
在感應加熱中單管半(全)橋二者加熱方式是完全不同的單管是屬於金屬分子感應而加熱半(全)橋屬於變壓器原理加熱這可以在二者機器加熱電流簡易理解金屬分子感應加熱,溫度越高(沒進入居禮點)電流越大因為金屬分子因熱膨脹打開,會吸收更多能量變壓器原理加熱,是屬於感應電源短路流加熱溫度越高則金屬電阻加大,電流因此變小因此,半(全)橋要把金屬加到居禮點(720度)是有困難既使加到電流也沒辦法向單管方式電離劇下二者技術上差異很大能做好半(全)橋的,不一並能做好大功率單管機感應加熱一定能洞悉理論,否則很難在這獲得更好技術IREX。
所谓感应加热就是利用感应电流(就是常说的涡流)来加热。有的被加热金属温度高则等效电阻增加,也有的温度高则减小。我们知道这些就够了。这和电路形式(单管、双管还是四管)没有关系。
nk6108
LV.8
86
2010-06-01 01:36
@igbtsy
半桥、全桥确实比单管好做,单管最大的问题是容易产生电压击穿功率管,而半桥、全桥一般都不存在电压击穿管率管的现象.半桥、全桥损坏功率管一般都是热击穿(包括短路,可以看作是瞬间过热的热击穿).只要避免了这种现象,不管你做多大的功率都不会损坏管子.
管子乍通或临近关断之际,乃二次击穿高危时刻,二次击穿的风险随供电电压的增加而增长,不管耐压裕量有多大,
另外,因强功率开关管多有配备逆导机关,故按道理,半桥电路用硬开关也不会在死区阶段在一个管子上发生过压情况,但若直流供电线路过长,则数以百安培计的电流所激起的电压涌浪也许足以把两管同时击坏。
irex
LV.5
87
2010-06-01 06:29
@firefox886
所谓感应加热就是利用感应电流(就是常说的涡流)来加热。有的被加热金属温度高则等效电阻增加,也有的温度高则减小。我们知道这些就够了。这和电路形式(单管、双管还是四管)没有关系。
哀 ….. 理論的無知 加上 技術的驕傲 你還有很長的路要走 祝福妳 !
firefox886
LV.9
88
2010-06-01 09:21
@irex
哀…..理論的無知加上技術的驕傲 你還有很長的路要走 祝福妳!
谁无知,大家一看便知!我不会像某些人胡说八道!
nk6108
LV.8
89
2010-06-01 19:45
@firefox886
谁无知,大家一看便知!我不会像某些人胡说八道!
我是菜鸟,不无知才怪,特别是对那些抽像的资讯,到今天我仍是琢磨不透(去请教吗,我这浆糊脑筋会把人家弄得不胜其烦)!
nk6108
LV.8
90
2010-06-02 02:00
@lyticast
谐振变换器怕进入容性区。这时候反并二极管会产生恢复dv/dt。其实炸的并不是IGBT,而是FRD。FRD击穿后进一步引起IGBT损坏。为了防止此类事情发生,要遵循慢速开通的原则,实在需要快速开通的,应该屏蔽掉内部的FRD,外接超高速的FRD。现在有了碳化硅肖特基二极管,用于这个场合是很合适的。
这个FRD不单要通断迅速,若兼具稳压管的功能也许更好。
另外,当直流馈线较长时,退耦跟一般滤波是有别的,滤波可在任何位置,退耦则必须紧贴设备的馈电端子。
nk6108
LV.8
91
2010-06-02 14:00
前提:E>220V、 P>20KW、f>20KHz
症狀:炸管 (1上電就、加訊號時、運作中、負荷變化) 、不耐用。
第四页
nk6108
LV.8
92
2010-06-03 14:02
@nk6108
前提:E>220V、P>20KW、f>20KHz 症狀:炸管(1上電就、加訊號時、運作中、負荷變化)、不耐用。
炸管 是否好發于某品牌、某型號,是否跟某個驅動源配時特別多發?
GTO 可承載的功率仍遠大于 IGBT,用 GTO 不知可否從根本上解決問題?
nk6108
LV.8
93
2010-06-03 14:08
@firefox886
谁无知,大家一看便知!我不会像某些人胡说八道!
當然,只有真做過的,才知問題所在,不過,樓主也許真有他的一套「獨門絕學」吧,果真如此,何不留作已用,自產機子辦企業去,積谷為晚年呢。
nk6108
LV.8
94
2010-06-03 19:45
@leawon947
我分析了下,ZVS完全是靠缓冲电容,与死区关系不大,想不明白的是如果缓冲电容没有串电阻的话,当IGBT导通时,相当于电容两边短路了,那电流不是很大吗?如果有电阻,那么电流就小了.感觉RCD方式比只有电容的好?
軟開關的能量是無功,加電阻就「諧振」不起來了啊!
nk6108
LV.8
95
2010-06-03 19:56
@firefox886
谁无知,大家一看便知!我不会像某些人胡说八道!
那麼大的功率,380V的電壓也嫌小了,而且一定要用三相(因電流已大得電容法負擔),這樣的電源,在民居是不讓申請的,故我不可能在這方面取得任何經驗!
liyachenvv
LV.3
96
2010-07-30 14:36
@ayong168
[图片] [图片]
呵呵,你真搞笑.看他们,都是一脸严肃样.
zhouboak
LV.8
97
2010-08-10 19:48
@nk6108
炸管是否好發于某品牌、某型號,是否跟某個驅動源配時特別多發?GTO可承載的功率仍遠大于IGBT,用GTO不知可否從根本上解決問題?
来学习学习
电磁狂人
LV.4
98
2010-08-12 12:30
@zhouboak
来学习学习
顶一下
fsrhc
LV.4
99
2010-09-15 20:55
@电磁狂人
顶一下
初来咋到!顶一个
cs7999
LV.1
100
2010-09-23 12:04
@igbtsy
楼主分析得比较多,但有些观点不能赞同.1:不管是半桥还是全桥,做好了都不会炸机.2:保护电路完备的话炸机,大部分是小马拉大车造成的,许多设计者只看模快的标称电流,以为不超过标称电流使用就是安全的,但是他们忽略了模块底板的散热能力,可以想象一下,若15KW用半桥做,模块中黄豆粒大小的一个管芯,能有多大的散热能力?如果散热器上温度75度,管芯中温度已超过100度,这样的15KW半桥或许用不了多久,或许过了保修期就坏,那用户倒霉了.我们3KW以下做半桥,5KW及5KW以上全部为全桥,超过15KW用全桥还不放心,要用功率叠加模式,二组全桥四块模块合成输出.事实证明这样的做法是对的,产品出厂工作6、7年后还正常使用.3:开机炸机还有二个原因,一个是过流保护整定值太大,例如用集电极电压检测法的,并且过流保护的速度慢,没有在几个微秒内关断激励,另外一个是欠激励,模块瞬间进入了放大区,那是要立即烧掉的.
你好,你有400A双管的IGBT的技术资料吗?有的话,请发给我看看好吗。我的邮箱:cml0801@yahoo.com.cn
峰烨
LV.2
101
2010-10-02 20:44
@fsrhc
初来咋到!顶一个
顶一下
spt77
LV.5
102
2011-05-13 12:42
经典讨论,版主应该加精啊!
xxyh
LV.5
103
2011-05-13 16:23
@spt77
经典讨论,版主应该加精啊!
讨论很激列,说明大家上进心很好啊。我只是路过。。。。。。。
ydcman
LV.8
104
2011-05-15 13:13
@xxyh
讨论很激列,说明大家上进心很好啊。我只是路过。。。。。。。
半桥30KW,用M57962L,IGBT 300A/1200V,半桥臂过流检测,没有上电就炸的现象呀?
firefox886
LV.9
105
2011-05-15 17:04
@ydcman
半桥30KW,用M57962L,IGBT300A/1200V,半桥臂过流检测,没有上电就炸的现象呀?
没有上电就炸?那你还做什么啊?
zhouboak
LV.8
106
2011-05-16 22:23
@firefox886
[图片]没有上电就炸?那你还做什么啊?
这个问题我可以帮你解决
firefox886
LV.9
107
2011-05-16 23:22
@zhouboak
这个问题我可以帮你解决
周总,谢谢你的好意,我的机子不炸啊?你帮我解决什么呢?
zhouboak
LV.8
108
2011-05-16 23:25
@zhouboak
这个问题我可以帮你解决
M57962L 做脉宽调制电源就很适合,例如电镀电源,变频器等。而且很可靠。但做感应加热就不适合,而且会出现灾难性的后果。感应加热对死区很敏感,还有过流后驱动器的恢复点,不能出现在正脉冲上,否则将会出现正脉冲被切断的想象(M57962的恢复点是不确定的),这样会在感应线圈上形成很高的脉冲电压,一致IGBT模块CE级过呀击穿。同时高频的震荡波形成的高频磁场会耦合到主控板,使控制电路出现短期的功能紊乱。感应加热电源可以用不带自锁的841驱动器,841发出过流后由主控板来关闭PMW信号。再次启动时采用软起动从新开机,就会很可靠。还有一种选择就是采用带有逐脉冲检测,过流自锁同步复位(在正脉冲的的后沿到0V时自动复位)的IGBT驱动器(例如WSR101)。这种驱动器可以自行处理IGBT短路过流,无需主控板做过多的工作,是专门为串联谐振(ZCS)电磁感应加热电源而设计的。当然他也可以用于其他的电源设备。相对通用型的M57962,EXB841来说,WSR101功能要强大很多,他建立在一种全新IGBT过流保护架构思路。你可以看一下,很多人都在用这个驱动器。呵呵。
firefox886
LV.9
109
2011-05-17 09:44
@zhouboak
M57962L做脉宽调制电源就很适合,例如电镀电源,变频器等。而且很可靠。但做感应加热就不适合,而且会出现灾难性的后果。感应加热对死区很敏感,还有过流后驱动器的恢复点,不能出现在正脉冲上,否则将会出现正脉冲被切断的想象(M57962的恢复点是不确定的),这样会在感应线圈上形成很高的脉冲电压,一致IGBT模块CE级过呀击穿。同时高频的震荡波形成的高频磁场会耦合到主控板,使控制电路出现短期的功能紊乱。感应加热电源可以用不带自锁的841驱动器,841发出过流后由主控板来关闭PMW信号。再次启动时采用软起动从新开机,就会很可靠。还有一种选择就是采用带有逐脉冲检测,过流自锁同步复位(在正脉冲的的后沿到0V时自动复位)的IGBT驱动器(例如WSR101)。这种驱动器可以自行处理IGBT短路过流,无需主控板做过多的工作,是专门为串联谐振(ZCS)电磁感应加热电源而设计的。当然他也可以用于其他的电源设备。相对通用型的M57962,EXB841来说,WSR101功能要强大很多,他建立在一种全新IGBT过流保护架构思路。你可以看一下,很多人都在用这个驱动器。呵呵。
周总,这种广告方式不错,能不能送我几片试用一下啊?
米山人家
LV.8
110
2011-05-17 17:53
@firefox886
周总,这种广告方式不错,能不能送我几片试用一下啊?
这是去年做的380V半桥全固态模块,直接使用三相380V交流电源,功率5KW,
经过数月测试,可以稳定工作
领先之处在于:
1,如此小的体积,完成完整的三相整流,滤波,及半桥完整结构
2,内部自带可以工作在380V下的开关电源,三相整流后电压为510V,对开关电源要求极高
3,不需要调试,只要接入线圈,功率固定恒定在5KW
4,稳定性好,全密封,全固态设计,适用于恶劣环境,长期使用,不会影响到电路的稳定性
5,内部包含过流保护,温度保护等
米山人家
LV.8
111
2011-05-17 18:56
@米山人家
这是去年做的380V半桥全固态模块,直接使用三相380V交流电源,功率5KW,经过数月测试,可以稳定工作领先之处在于:1,如此小的体积,完成完整的三相整流,滤波,及半桥完整结构2,内部自带可以工作在380V下的开关电源,三相整流后电压为510V,对开关电源要求极高3,不需要调试,只要接入线圈,功率固定恒定在5KW4,稳定性好,全密封,全固态设计,适用于恶劣环境,长期使用,不会影响到电路的稳定性5,内部包含过流保护,温度保护等 [图片]
为了做好半桥电路,本人前后花了近三年时间,耗费了巨大精力,做了大量的实验,论证了无数结构模型,终于在去年完成半桥电路的稳定运行
一直是屡败屡战,期间,得到多位网友的支持,在此表示衷心感谢
全固态感应加热模块,发展方向是更大功率,和更小体积,半桥方面,已完成了15KW测试
目前,三相380V,5KW已经批量生产
小木子
LV.3
112
2012-01-01 16:15
@ayong168
负载不匹配,启动电流过大
负载不匹配是怎么解释??是输入启动电阻太小启动电流太大吗??
hero0765
LV.4
113
2014-11-14 15:48
很及时,很仔细的新衣。
hero0765
LV.4
114
2014-11-14 18:01
@igbtsy
我一直反对15KW用半桥做,用全桥还要用大封装的大模块,否则不能保证,到用户手中有8年以上的使用寿命.正是有了这样的设计理念,产品在用户手中三年不出故障,不断有回头客来,尽管价格比广东佛山\东莞的要高出一倍.
建议:12Kw以下用半桥,以上用全桥。
hero0765
LV.4
115
2014-11-15 10:45
@igbtsy
不用看电流波形了,从电压波形上已看出电流相位迟后很多,电流是处于硬关断状态.电流相位迟后角度大约是60到70度,因此此时实际功率是很小的.;
请查看IGBT的驱动方波的占空比时间,要确保有15us以上,否则就会出现硬切。
hero0765
LV.4
116
2014-11-15 10:54
@igbtsy
细看UCE波形.做得多了自然一看就明白,第一次试制时要看一下电流波形和激励脉冲波形,以后不管做什么机型,都无需看电流波形和激励脉冲波形,从电压波形上就可以看出电流相位迟后的角度.事实上迟后多少角度没有必要关心具体值,因为最大功率是ZCS状态,做到这一点还有必要去关心电流相位迟后的角度吗?
请问,如何不看电流波形,只看电压波形就可以知道两者的相位差是合适呢? 图上,蓝色的为IGBT的电流波形,黄色的为上桥臂的谐振电感与电容间的电压波形。
hero0765
LV.4
117
2014-11-15 11:00
@leawon947
你们能做到低功率也在ZCS吗?我的低功率做不了零电流开通,因为我是调频调功的,请教前辈你是不是也是调频调功呢?
你所说的低功率是指在380V时候,功率为多低呢?是600W吗?我也是通过调频来调功的,我可以做到380V时候,1500W,实现ZCS。如果要低到600W,只要把桥臂的IGBT数量减少就是了,我现在是上下为3个IGBT。如果减少到1~2个,那么应该可以做到600W,但同时也削弱了大功率的能力,也就是说上下桥臂只有1个IGBT时候,要做到8KW,那可能有问题。
hero0765
LV.4
118
2014-11-15 14:25
@yong1121
请教您一个问题:我是用K57962来驱动IGBT的,同时两个方面做了过流保护:1.用单片机中断检测M57962过来的IGBT故障信号(过流,过压…);2.用单片机AD口采样互感器过来的电流分压值;请问那个保护动作更快?能及时保护IGBT吗?谢谢
其实IGBT的电流波形类似一个三角波的形状,时间等于你IGBT的开通时间,当IGBT开通时间为15us,那么如果使用AD方法检测,就需要用到高速的单片机,AD转换速度需达到200Ksps,也就是一次AD转换只需要5us,这样来扫是足可以。还有另一种方法,就是用比较器,时刻比较峰值,触发单片机的中断。
hero0765
LV.4
119
2014-11-15 14:50
@igbtsy
半桥、全桥确实比单管好做,单管最大的问题是容易产生电压击穿功率管,而半桥、全桥一般都不存在电压击穿管率管的现象.半桥、全桥损坏功率管一般都是热击穿(包括短路,可以看作是瞬间过热的热击穿).只要避免了这种现象,不管你做多大的功率都不会损坏管子.
这个电压击穿有两种来源:市电的浪涌,还有轻提锅,特别是430的锅。
hero0765
LV.4
120
2014-11-15 15:04
@irex
在感應加熱中單管半(全)橋二者加熱方式是完全不同的單管是屬於金屬分子感應而加熱半(全)橋屬於變壓器原理加熱這可以在二者機器加熱電流簡易理解金屬分子感應加熱,溫度越高(沒進入居禮點)電流越大因為金屬分子因熱膨脹打開,會吸收更多能量變壓器原理加熱,是屬於感應電源短路流加熱溫度越高則金屬電阻加大,電流因此變小因此,半(全)橋要把金屬加到居禮點(720度)是有困難既使加到電流也沒辦法向單管方式電離劇下二者技術上差異很大能做好半(全)橋的,不一並能做好大功率單管機感應加熱一定能洞悉理論,否則很難在這獲得更好技術IREX。
居里温度点,在温度点下,金属是带有磁性,超过该温度点,金属的磁性就会消失。
hero0765
LV.4
121
2014-11-15 15:16
@米山人家
单管也能做到120KW,正在做,当然了,和传统单管是有所区别的另外,2KW的模块可以做到只有1/3香烟盒大小(不含散热),接电源和线圈就能工作有些看来很不可思议的东西,会慢慢实现的,总会有人突破的
很厉害呀,可以做那么小,可以断定其中是要用贴片元件的。
第五页
hero0765
LV.4
122
2014-11-15 15:29
@米山人家
这是去年做的380V半桥全固态模块,直接使用三相380V交流电源,功率5KW,经过数月测试,可以稳定工作领先之处在于:1,如此小的体积,完成完整的三相整流,滤波,及半桥完整结构2,内部自带可以工作在380V下的开关电源,三相整流后电压为510V,对开关电源要求极高3,不需要调试,只要接入线圈,功率固定恒定在5KW4,稳定性好,全密封,全固态设计,适用于恶劣环境,长期使用,不会影响到电路的稳定性5,内部包含过流保护,温度保护等 [图片]
开眼界
米山人家
LV.8
123
2014-11-15 20:53
@hero0765
很及时,很仔细的新衣。
3年前发的贴子,怎么找到的
当时的一些感想,现在看来很幼稚,我自己都看不下去了
关于半桥全桥,现在解决了高压问题,工作电源电压1kv或2kv,电流相位超前滞后,都没问题,让半桥回到真正初始的印象—-简单,可靠
在做小型化,两个方向,一是超簿,一是超小,进展很慢,很辛苦
hero0765
LV.4
124
2014-11-17 18:26
@米山人家
3年前发的贴子,怎么找到的 当时的一些感想,现在看来很幼稚,我自己都看不下去了 关于半桥全桥,现在解决了高压问题,工作电源电压1kv或2kv,电流相位超前滞后,都没问题,让半桥回到真正初始的印象—-简单,可靠 在做小型化,两个方向,一是超簿,一是超小,进展很慢,很辛苦
从你的帖子中,我学到了很多注意事项,非常感谢。现在我用的半桥方案是:9454+3525+4046,看到你的板子可以做到这么精小,很感叹。我现在想多了解半桥的其它方案,可以更加了解半桥的原理。在网上找到富士通MB95430系列方案,2010年的,但后面没有推了,所以得不到太多的资料。附件为它的说明文件,并不详细。[MCU-AN-500086-Z-13.pdf](皇帝的新衣与半桥电路\富士通 MB95430 系列 电磁炉(半桥)演示板1416219982-22321.pdf)
gxhy2007
LV.6
125
2014-11-18 10:45
@hero0765
从你的帖子中,我学到了很多注意事项,非常感谢。现在我用的半桥方案是:9454+3525+4046,看到你的板子可以做到这么精小,很感叹。我现在想多了解半桥的其它方案,可以更加了解半桥的原理。在网上找到富士通MB95430系列方案,2010年的,但后面没有推了,所以得不到太多的资料。附件为它的说明文件,并不详细。MCU-AN-500086-Z-13.pdf
秋雨_225
LV.7
126
2014-12-09 23:16
@leawon947
首先向igbtsy兄说声谢谢,最近没上电源网,再次请教下,一般来说三相输入,15KW的功率用的IGBT耐压是多少呢?900V够了吗?还是要1200V?能分析下吗?
最好用1200V的,900V的管子如果吸收电路没搞好,尖峰电压会超过管子的耐压,管子会死得很难看。
秋雨_225
LV.7
127
2014-12-09 23:22
@yong1121
请教您一个问题:我是用K57962来驱动IGBT的,同时两个方面做了过流保护:1.用单片机中断检测M57962过来的IGBT故障信号(过流,过压…);2.用单片机AD口采样互感器过来的电流分压值;请问那个保护动作更快?能及时保护IGBT吗?谢谢
谁现在还用57962来驱动,那成本太高,我们电焊机行业现在都用脉冲变压器来驱动。40N120的管子,我用4只做全桥,用电流型的3846PWM芯片驱动。我可以做到12KW,并且很可靠不会炸管。
秋雨_225
LV.7
128
2014-12-09 23:28
@感应加热技术
我认为楼主分析的不完全,且有片面性,其实半桥炸机的原因很多,不仅仅是过压与过流那么简单,而通常炸机原因很少是由于过压或过流造成的,我认为某些原因干扰了驱动上下桥臂同时导通才是炸机的真正原因,当然还有别的原因,总之要靠设计者不断摸索,不断总结,线路板布线和元件位置也很重要
半桥电路炸管最大的原因是两只桥电容用差了,就算你用最好的电容,时间长了电容的容量也会下降。一旦两只电容的容量不一致,那么两只电容上的电压就不平衡,就会早成偏流、偏磁这就会导致线圈饱和,一饱和就等效于短路,IGBT不炸才怪。
因此建议最好用全桥电路,并且用电流型的PWM芯片驱动,电流型芯片是不能做半桥的。因为电流型芯片可以根据原边电流反馈逐波调整脉宽,只要把电流采样电阻的值取好了,功率是不会超过限定的。抗偏磁效果也很好,并且不用隔直电容,用了反而不能工作。一旦严重过流,脉冲宽度会压缩到0,这样可以不锁定过流保护信号,一旦解除短路,脉冲宽度自然恢复。
igbtsy
LV.9
129
2014-12-10 20:14
@秋雨_225
半桥电路炸管最大的原因是两只桥电容用差了,就算你用最好的电容,时间长了电容的容量也会下降。一旦两只电容的容量不一致,那么两只电容上的电压就不平衡,就会早成偏流、偏磁这就会导致线圈饱和,一饱和就等效于短路,IGBT不炸才怪。 因此建议最好用全桥电路,并且用电流型的PWM芯片驱动,电流型芯片是不能做半桥的。因为电流型芯片可以根据原边电流反馈逐波调整脉宽,只要把电流采样电阻的值取好了,功率是不会超过限定的。抗偏磁效果也很好,并且不用隔直电容,用了反而不能工作。一旦严重过流,脉冲宽度会压缩到0,这样可以不锁定过流保护信号,一旦解除短路,脉冲宽度自然恢复。
<半桥电路炸管最大的原因是两只桥电容用差了,就算你用最好的电容,时间长了电容的容量也会下降。一旦两只电容的容量不一致,那么两只电容上的电压就不平衡,就会早成偏流、偏磁这就会导致线圈饱和,一饱和就等效于短路,IGBT不炸才怪。>
你说的情况至少可以说会炸管的半桥电路的设计没有到位:
不管是全桥、还是半桥,每台机调试结束后的最后一道检验工序就是在额定电压下、在满载工作时短路一下感应线圈,或者是短路好线圈后在额定电压下、最大功率档位开机。
有家电容厂拿来样品电容,我分别装在了二台半桥8KW机上。正如你所说的情况,一台的谐振电容工作没多长时间炸,另一台谐振电容内部短路了。但都没有你说的会必然炸机。模块都是好好的。
所以设计时就要考虚到你所说的情况,还要考虑到用户自已不懂,找了一般电气维修的来修。我就碰到了这样的情况,本是调功开关损坏的故障,结果维修的找不到病,拆装后把IGBT的驱动插脚给插反了,造成开机时上下管子直通的故障,当然由于过流保护的可靠,他们开机试验查毛病,折腾了多少次也没损坏什么东西。
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