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MOS后极失败,体会 兼谈最大峰值的概念 给朋友们泼泠水

早在去年初,在师父的指导下,搞了一款可任意短路的MOS后级驱动电路,一直在实验室试灯,没下水.本月初,我去试了一下机,效果大失所望!分析后,想必是保护太过灵敏,下水没有什么功率输出,当然没什么效果.

今天,把保护点重新设计,问题大了!在实验室用1200W负载试(我所有的500W机都是用的它作假负载调试的!)

先是对前级冲击大,前级频频保护!后来只得恶意调高前级保护点.2对1405,改成带1000W才保护

再就是要改MOS驱动的保护和时间.按理论改动后,同样不能启动1200W负载,不论脉宽大小!(在1200W上并有10W小灯).没法了,只得改保护RC积分时间,用10K电阻+102电容,一试,OK了.很高兴.兴奋之余,明显听到前级主变压器有吱吱声,原来后级工作时,(是说导通时)功率太大,前级相当于过流,只是平均功率还达不到过流点而已.一摸散热片,还好,热是热,还能接受.一摸12V滤波电容,差点把手烫糊了!

好了,前级不管它了,来试试短路,没有空载时短路,先带载,一试,前级保护了.重启,还是保护.心里有了一种不祥的感觉,一量后级MOS,果然OVER了.用的是IRFP450.500V14A.

想了想,应该是电流不够,吃完饭,把3个450并在同一散热片上,分别串上G电阻,SD直接相连.再试短路,再烧!

想想,是不是RC抗干扰积分时间太长,好,反正是烧,不烧光MOS是不会心甘的.好了把10K电阻上并上470欧电阻,电容102未变,换好3个450.同样试机.呵呵,还好,保住了一条小命.再试,呵呵,又完了…………


分析此次失败,总结如下教训:
峰值功率的重要性:1200W负载阻值约29欧,实测.在440V电压上的电流就是15A左右,虽然你的占空比可调到10%,平均电流就成了1.5A约650W功率.但此时对MOS的冲击依然是15A!保护点调小了,当然没有输出功率!



短路时,理论上应该是不会出问题的,可能是多个MOS并联有离散性,不平均所致.因为在小保护点,的确是可以乱短路的!不论是空载还是负载,是长时间还是单次.下次搞点大功率的试试.

想想可控硅,的确是要加LC成本高,但如果说按刚才算的MOS来算,成本还是低于MOS后级的!占空间是大一些,但你那么多MOS并,同样要散热片,成本和空间同样会增加.




另外.大家可以帮我找一下原因,刚才发的是个人的见解,不一定正确.也许是我操作或取值有问题,与理论无关.
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whqd
LV.5
2
2009-08-17 22:14
连大师都差不多要举手了,看来这MOSt后级真的前途不光明.我去年研究了一年也没有什么正果,(没有电脑,闭门造车),虽然电了不少鱼,但牺牲了上十个MOSt,包括40N150都不能幸免,连带前级MOSt20个,晕哪!能想的办法都用上了......最后还是用单硅来的简单安全.
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11455355
LV.9
3
2009-08-17 22:46
MOS做后级斩波,我也曾经试验过,确实不好搞,大功率的高压MOS不好找,20A以内的居多,实际电流和标称值差很远,拿3205来说标100多A,如果你敢真让它载流100A,事先还得戴个面罩,免得炸个大花脸!给你个建议,大功率船J可以高反压功率达林顿模块,一般耐压在1500V以上,电流几十到几百A不等,这个才是和可控硅有得一拼的东西!
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hbzjcjw
LV.10
4
2009-08-17 22:49
@11455355
MOS做后级斩波,我也曾经试验过,确实不好搞,大功率的高压MOS不好找,20A以内的居多,实际电流和标称值差很远,拿3205来说标100多A,如果你敢真让它载流100A,事先还得戴个面罩,免得炸个大花脸!给你个建议,大功率船J可以高反压功率达林顿模块,一般耐压在1500V以上,电流几十到几百A不等,这个才是和可控硅有得一拼的东西!
有机会送我一个试试
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11455355
LV.9
5
2009-08-17 22:57
@hbzjcjw
有机会送我一个试试
经常做电气自动控制箱要买低压电器,那时候也到正泰的专卖店拿回2个2500V100A的双管3级达林顿,后来还给他了,下次再忽悠2个回来,你可惜不在广州,在广州洋垃圾市场这模块才20-30/个,
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hbzjcjw
LV.10
6
2009-08-17 22:59
@11455355
经常做电气自动控制箱要买低压电器,那时候也到正泰的专卖店拿回2个2500V100A的双管3级达林顿,后来还给他了,下次再忽悠2个回来,你可惜不在广州,在广州洋垃圾市场这模块才20-30/个,
总的来说,我还是认为MOS模块可能好点

我用过一个SCR模块同样烧过.

不要以为模块是灵丹妙药,可能比多管并联好一些,电路不好,或者说本身不可能实现的事,用它也不一定能搞定
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11455355
LV.9
7
2009-08-17 23:06
@hbzjcjw
总的来说,我还是认为MOS模块可能好点我用过一个SCR模块同样烧过.不要以为模块是灵丹妙药,可能比多管并联好一些,电路不好,或者说本身不可能实现的事,用它也不一定能搞定
这么说我还真要试哈达林顿到底行不行,正好有1500W船J在手.到时给你汇报.
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hbzjcjw
LV.10
8
2009-08-17 23:07
@11455355
这么说我还真要试哈达林顿到底行不行,正好有1500W船J在手.到时给你汇报.
OK
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2009-08-18 00:23
@11455355
这么说我还真要试哈达林顿到底行不行,正好有1500W船J在手.到时给你汇报.
就在这个帖子上汇报吧,不要私聊了.
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yhliang2
LV.9
10
2009-08-18 07:31
@把酒问情
就在这个帖子上汇报吧,不要私聊了.
1200v的模块做后级最多上800v,再高电压只能用可控硅了.
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2009-08-18 09:43
认真听你讲,真精彩,不顶你就不是兄弟我!!!
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hbzjcjw
LV.10
12
2009-08-18 10:30
@兄弟电器
认真听你讲,真精彩,不顶你就不是兄弟我!!!
你是“兄弟”,那我岂不是“电器”了
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正弦芯
LV.8
13
2009-08-18 10:37
赞同!非常灵敏的短路保护是不实用的,想要不灵敏就要提高峰值电流(或者峰值功率),这样难度就来了:
  峰值电流越大要求保护响应越快,就是RC时间常数越短,同时对管子的功率也有要求,IR的管子功率都比较小,如果你换IXYS的就好多了,再者还要求管子的DV/DT要高,这一点IR的同样不行,所以得出的结论是:用IR的管子玩短路保护,峰值电流不可以取的太大.说白了IR的管子就是不耐折腾.
  如果做好了,峰值电流可以取管子标称电流的1.5-2倍,这样就解决了保护灵敏的问题.
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hbzjcjw
LV.10
14
2009-08-18 10:43
@正弦芯
赞同!非常灵敏的短路保护是不实用的,想要不灵敏就要提高峰值电流(或者峰值功率),这样难度就来了:  峰值电流越大要求保护响应越快,就是RC时间常数越短,同时对管子的功率也有要求,IR的管子功率都比较小,如果你换IXYS的就好多了,再者还要求管子的DV/DT要高,这一点IR的同样不行,所以得出的结论是:用IR的管子玩短路保护,峰值电流不可以取的太大.说白了IR的管子就是不耐折腾.  如果做好了,峰值电流可以取管子标称电流的1.5-2倍,这样就解决了保护灵敏的问题.
王工一下就说到点子上了.


我也认为理论上是行的,因为小功率行啊.只得换好管了.推荐几种吧
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正弦芯
LV.8
15
2009-08-18 10:59
@hbzjcjw
王工一下就说到点子上了.我也认为理论上是行的,因为小功率行啊.只得换好管了.推荐几种吧
管子功率大的、DV/DT高的价格就会高,IXYS的管子价格不便宜就是因为这个原因.相比之下仙童的管子可以说是物美价廉,你问问 LiZLK 他做仙童管子比较熟悉.下面有三个参数表,是三个品牌,电流耐压都是与IRFP460A类似的管子,看看我红线标注的参数是不是有区别:

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/80/1004721250564319.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">



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/80/1004721250564341.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">


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/80/1004721250564350.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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hbzjcjw
LV.10
16
2009-08-18 11:06
@正弦芯
管子功率大的、DV/DT高的价格就会高,IXYS的管子价格不便宜就是因为这个原因.相比之下仙童的管子可以说是物美价廉,你问问LiZLK他做仙童管子比较熟悉.下面有三个参数表,是三个品牌,电流耐压都是与IRFP460A类似的管子,看看我红线标注的参数是不是有区别:[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/80/1004721250564319.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">[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/80/1004721250564341.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">[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/80/1004721250564350.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
受教了.

看来我们这些土“工程师”,还非得真正的工程师指点一下精髓才行
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把酒问情
LV.10
17
2009-08-18 11:28
@正弦芯
管子功率大的、DV/DT高的价格就会高,IXYS的管子价格不便宜就是因为这个原因.相比之下仙童的管子可以说是物美价廉,你问问LiZLK他做仙童管子比较熟悉.下面有三个参数表,是三个品牌,电流耐压都是与IRFP460A类似的管子,看看我红线标注的参数是不是有区别:[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/80/1004721250564319.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">[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/80/1004721250564341.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">[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/80/1004721250564350.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
仙童想当年牛啊,世界电子的西点军校,英特尔和AMD的主要创始人就是在仙童走出来的,现在把仙童远远的甩在后面.
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11455355
LV.9
18
2009-08-18 12:53
@hbzjcjw
总的来说,我还是认为MOS模块可能好点我用过一个SCR模块同样烧过.不要以为模块是灵丹妙药,可能比多管并联好一些,电路不好,或者说本身不可能实现的事,用它也不一定能搞定
我说的是GTR,三极管功率模块
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lizlk
LV.10
19
2009-08-18 20:53
@hbzjcjw
王工一下就说到点子上了.我也认为理论上是行的,因为小功率行啊.只得换好管了.推荐几种吧
呵呵,正弦哥也来了啊,哈哈.
对于陈工师父的这个问题,我也来提提意见:
主要从以下几个方面解决功率元件烧的问题.
1,使用王工在上面说的峰值电流保护模式,对于这个保护,现在一些先进的驱动有类似的功能,叫做2级关段.或者采用逐脉冲宽度限制输出.
2、注意DV/DT高的影响,由于后极这么高的电压,在功率元件关闭的瞬间,极有可能DV/DT造成DC BUS上超过2倍的额定电压,在这么高的DV/DT上,CGD的影响不可忽视,如果驱动没有做好,从CGD上串过来的电流足以能够烧掉驱动,进而将MOS烧掉或者击穿.对于这一点,可以采用有源米勒钳位技术来做到.
3、请仔细研究MOS的SOA工作曲线,对于鱼机上,由于后极采用MOS,频率在20-100HZ(我是听说的),对应于SOA内的曲线,应该可以明白为何在此,MOS会比IGBT更脆弱,IGBT的SOA接近矩形.

总的来说,要作后驱动,驱动上包含了太多东西了.

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hbzjcjw
LV.10
20
2009-08-18 21:00
@lizlk
呵呵,正弦哥也来了啊,哈哈.对于陈工师父的这个问题,我也来提提意见:主要从以下几个方面解决功率元件烧的问题.1,使用王工在上面说的峰值电流保护模式,对于这个保护,现在一些先进的驱动有类似的功能,叫做2级关段.或者采用逐脉冲宽度限制输出.2、注意DV/DT高的影响,由于后极这么高的电压,在功率元件关闭的瞬间,极有可能DV/DT造成DCBUS上超过2倍的额定电压,在这么高的DV/DT上,CGD的影响不可忽视,如果驱动没有做好,从CGD上串过来的电流足以能够烧掉驱动,进而将MOS烧掉或者击穿.对于这一点,可以采用有源米勒钳位技术来做到.3、请仔细研究MOS的SOA工作曲线,对于鱼机上,由于后极采用MOS,频率在20-100HZ(我是听说的),对应于SOA内的曲线,应该可以明白为何在此,MOS会比IGBT更脆弱,IGBT的SOA接近矩形.总的来说,要作后驱动,驱动上包含了太多东西了.
老师.受教了
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lizlk
LV.10
21
2009-08-18 21:03
@hbzjcjw
老师.受教了
师父,这么晚了,还不休息?哈哈
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hbzjcjw
LV.10
22
2009-08-18 21:05
@lizlk
师父,这么晚了,还不休息?哈哈
以前老师教我:

用红笔的只有三种人
1,老师
2,法官
3,绝情的恋人
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把酒问情
LV.10
23
2009-08-18 21:28
@hbzjcjw
以前老师教我:用红笔的只有三种人1,老师2,法官3,绝情的恋人
还有,画画的,不过还有其它颜色.
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把酒问情
LV.10
24
2009-08-18 21:30
@把酒问情
还有,画画的,不过还有其它颜色.
还有,卖笔的试笔!
晕倒.
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豆芽菜
LV.8
25
2009-08-18 21:47
@hbzjcjw
受教了.看来我们这些土“工程师”,还非得真正的工程师指点一下精髓才行
我也姓王
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hbzjcjw
LV.10
26
2009-08-18 22:23
@豆芽菜
我也姓王
你是个水货,姓汪
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2009-08-19 17:36
@hbzjcjw
你是“兄弟”,那我岂不是“电器”了
电器有什么不好?还屈了你呀?你就做回电器吧,呵呵
让你排在前面做哥哥,电器兄弟吧.
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nrqnrqnrq
LV.3
28
2009-08-19 21:14
IGBT后级效果不错 可以短路呀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/80/2518551250687673.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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hbzjcjw
LV.10
29
2009-08-19 21:22
@nrqnrqnrq
IGBT后级效果不错可以短路呀[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/80/2518551250687673.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
你是一代高手,不能和你比

别人95年都在用单片机做纯正弦,现在认坛上还有人天天在吹B啊
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97cn.com
LV.4
30
2009-08-20 09:15
@hbzjcjw
你是一代高手,不能和你比别人95年都在用单片机做纯正弦,现在认坛上还有人天天在吹B啊
不考虑短路这些极端状况,MOS后级的方波电鱼效果(效率)究竟怎样?

我改了单硅后级为双硅可调脉宽,关断电容降至1UF,结果效果差耗电大
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hbzjcjw
LV.10
31
2009-08-20 16:11
@97cn.com
不考虑短路这些极端状况,MOS后级的方波电鱼效果(效率)究竟怎样?我改了单硅后级为双硅可调脉宽,关断电容降至1UF,结果效果差耗电大
应该说IGBT或MOS没有什么前途
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