Изменяется сопротивление резистора на затворе

@rymstiur · Регистрация: 01.05.2014

Author24 — интернет-сервис помощи студентам

Есть следующая схема:

Полевые транзисторы (IRFB9N60A) коммутируют большие токи (десятки ампер), потому их два (включены параллельно). Транзисторы открываются на короткое время импульсом от микроконтроллера через гальваническую развязку на оптопаре.
У устройства собранного по этой схеме иногда вылетают транзисторы. Замечена одна странность: низкоомные резисторы на затворах мосфетов здорово меняют свое сопротивление со временем.
На картинке резисторы одного номинала (порядка 25 Ом). Все выпаяны из устройства по схеме выше после непродолжительной работы. Значения их сопротивлений очень далеки от порвоначальных.

Почему так происходит? Перегрев? Но в цепи затвора ведь не настолько большой ток.
Подозреваю, что изменение (увеличение) сопротивления резистора влияет на открытие ключа (он открывается неполностью). Из-за этого через второй транзистор проходит ток, больше максимально допустимого, и он выходит из строя.

@rymstiur · 23.01.2015, 23:11

Сообщение от itysiy

Но нужно знать ток, напряжение, тип нагрузки. Но посоветовать не смогу, увы.

Ток большой, при открытии транзистора разряжается батарея конденсаторов: 500мкФ х 650В. Т.е. энергия порядка 100 джоулей, думаю ток - десятки ампер. Напряжение 650В, нагрузка индуктивная.
Поставил более высоковольтные транзисторы: SPP17N80C3 (800V). Все равно вылетают, при чем из двух только один. Мосфеты включены параллельно. Как будто из двух ключей сначала открывается один, и через него проходит весь ток -> ключ не выдерживает по току и пробивается. Может нужно поставить низкоомные резисторы в цепь истока каждого мосфета?

@omtomtubo · 23.01.2015, 23:36

А схему управления затвором переделали уже?

Интересно, что там творится на затворах во время открытия. Осциллограф есть?

Рискну предположить, что все-таки причина выхода из строя - затянувшееся открытие из-за быстронарастающего тока в нагрузке, в результате - линейный режим, повышенное сопротивление канала и быстрый перегрев.

@rymstiur · 24.01.2015, 00:25

Схема пока все та же. Завтра куплю транзисторы и сделаю раскачку. Посмотреть увы нечем. Но есть ощущение, что ток действительно стал нарастать быстрее, чем раньше, когда был тонкий провод.

@mShit · 24.01.2015, 03:14

Я вот тоже както разряжал большую батарею конденсаторов через десяток запаралеленых полевиков, выбранных с запасом по напряжению раза а два, разряжал на активную нагрузку. И думал что вылетают изза превышения тока, ставил более мощные, не помогало. А потом глянул осциллографом - а там выброс при закрытии раза в два больше допустимого. Откуда, нагрузка же активная? А вот индуктивности тех 30см проводов оказалось достаточно. Отсюда мораль - резать выбросы. Поставил параллельно нагрузке диодов быстрых и параллельно полевикам сапрессоров, на осциллографе всё красиво и ничего не вылетает.

@rymstiur · 24.01.2015, 04:00

В начале темы я привел только часть схемы. На самом деле схема такая:

http://**************************/download/file.php?id=23117&sid=9d6f9858387cf757e274e1bfa1075369

Т.е. "косой мост", два плеча, только по 2 транзистора в плече. На каждый транзистор стоит диод FR307 для возврата выбросов обратно в конденсатор. Т.е. 4 транзистора и 4 диода. Посмотреть нечем, но выбросы должны быть небольшие.

@rymstiur · 25.01.2015, 21:40

Вот полная схема:

Сделал к ней отдельные драйверы с раздельным питанием для каждого:

Все равно, в каждом плече вылетает один из двух мосфетов :(

@omtomtubo · 25.01.2015, 22:09

В схеме и high side и low side нарисовано подключение к общему проводу.
Это один и тот же общий провод?

Или все же два изолированных источника и у каждого своя земля?
Полную схему покажите.

@rymstiur · 25.01.2015, 23:16

Сообщение от omtomtubo

Это один и тот же общий провод?

Нет, земли разные. Там два полностью изолированных источника питания.

@Sovo · 26.01.2015, 22:57

ОБР превышено. Полевики 600В, а запитаны от 650. Им максимум 500В, а если выбросы есть, и того меньше.

@rymstiur · 26.01.2015, 23:02

Но пробиваются они только после подачи импульса открытия на затвор. В закрытом состоянии выдерживают.
Выбросы должны через диоды сливаться обратно в конденсатор.

@m1x · 29.01.2015, 18:44

Даже в косых на транзисторах ставят снабберы... Вероятно - не спроста...

@инкер · 30.01.2015, 13:44

Сообщение от rymstiur

Но пробиваются они только после подачи импульса открытия на затвор. В закрытом состоянии выдерживают.
Выбросы должны через диоды сливаться обратно в конденсатор.

Есть такое слово "низзя", и обсуждать тут нечего.
Это советские транзисторы можно было пытаться насиловать выходом за предельные параметры, сейчас запасов практически нет.

@rymstiur · 31.01.2015, 01:48

Сообщение от инкер

Есть такое слово "низзя", и обсуждать тут нечего.
Это советские транзисторы можно было пытаться насиловать выходом за предельные параметры, сейчас запасов практически нет.

Я все понимаю, но имел неосторожность заказать повышающий киловатный трансформатор с 220 на 440 вольт. Оказалось, что выпрямленное напряжение уже не 440 а 600 с копейками. Вернее я подозревал, что так будет и это подтвердилось. Отматывать не хочется, т.к. обмотки хорошо запаковали.
В общем, я увеличил индуктивность нагрузки в 2 раза и транзисторы стали вылетать уже не при первом же открытии, а лишь изредка. Думаю увеличение в 3 раза должно решить проблему. Другими словами изначально было 200 витков в катушке, т.е. 3В на виток, а нужно как минимум 1 виток на 1 вольт.

@инкер · 31.01.2015, 02:26

Не забудьте сообщить, получилось или нет.

@rymstiur · 31.01.2015, 02:33

Сообщение от инкер

Не забудьте сообщить, получилось или нет.

Ок, но не уверен, что это будет быстро, т.к. возникла другая конструкционная сложность, уже не связанная с электроникой.

@инкер · 31.01.2015, 02:48

Сообщение от rymstiur

Сообщение от инкер

Не забудьте сообщить, получилось или нет.

Ок, но не уверен, что это будет быстро, т.к. возникла другая конструкционная сложность, уже не связанная с электроникой.

Вы катушку делаете видимо не для того, чтобы просто разряжать на нее конденсатор. У катушки обычно есть нагрузка и поведение тока с нагрузкой будет другое. Катушка должна делаться под задачу, а она может потребовать не увеличения витков, а уменьшения.

@rymstiur · 31.01.2015, 03:18

Сообщение от инкер

Вы катушку делаете видимо не для того, чтобы просто разряжать на нее конденсатор. У катушки обычно есть нагрузка и поведение тока с нагрузкой будет другое. Катушка должна делаться под задачу, а она может потребовать не увеличения витков, а уменьшения.

Так точно. Катушки должны сообщать некоторому телу ускорение. Но тело имеет приличную массу. Т.е. фронт нарастания тока в них допускается более пологий (ИМХО). Более точно сказать не могу, все производится на экспериментах. Если интересно, то вот зачем все это нужно.

@инкер · 31.01.2015, 04:22

Ищите реальную конструкцию, близкую к задуманному. Потом дорабатывайте под свою специфику.
В этой области за сто лет электричества трудно что-то придумать новое.

@rymstiur 0 / 0 / 0 Регистрация: 01.05.2014 Сообщений: 104
	25.01.2015, 23:16	28
	Сообщение от omtomtubo Это один и тот же общий провод? Нет, земли разные. Там два полностью изолированных источника питания. 0

@инкер 0 / 0 / 0 Регистрация: 28.10.2010 Сообщений: 893
	30.01.2015, 13:44	32
	Сообщение от rymstiur Но пробиваются они только после подачи импульса открытия на затвор. В закрытом состоянии выдерживают. Выбросы должны через диоды сливаться обратно в конденсатор. Есть такое слово "низзя", и обсуждать тут нечего. Это советские транзисторы можно было пытаться насиловать выходом за предельные параметры, сейчас запасов практически нет. 0

@инкер 0 / 0 / 0 Регистрация: 28.10.2010 Сообщений: 893
	31.01.2015, 02:26	34
	Не забудьте сообщить, получилось или нет. 0

@rymstiur 0 / 0 / 0 Регистрация: 01.05.2014 Сообщений: 104
	31.01.2015, 02:33	35
	Сообщение от инкер Не забудьте сообщить, получилось или нет. Ок, но не уверен, что это будет быстро, т.к. возникла другая конструкционная сложность, уже не связанная с электроникой. 0

@rymstiur 0 / 0 / 0 Регистрация: 01.05.2014 Сообщений: 104
	31.01.2015, 03:18	37
	Сообщение от инкер Вы катушку делаете видимо не для того, чтобы просто разряжать на нее конденсатор. У катушки обычно есть нагрузка и поведение тока с нагрузкой будет другое. Катушка должна делаться под задачу, а она может потребовать не увеличения витков, а уменьшения. Так точно. Катушки должны сообщать некоторому телу ускорение. Но тело имеет приличную массу. Т.е. фронт нарастания тока в них допускается более пологий (ИМХО). Более точно сказать не могу, все производится на экспериментах. Если интересно, то вот зачем все это нужно. 0

@rymstiur 0 / 0 / 0 Регистрация: 01.05.2014 Сообщений: 104
	23.01.2015, 23:11	21
	Сообщение от itysiy Но нужно знать ток, напряжение, тип нагрузки. Но посоветовать не смогу, увы. Ток большой, при открытии транзистора разряжается батарея конденсаторов: 500мкФ х 650В. Т.е. энергия порядка 100 джоулей, думаю ток - десятки ампер. Напряжение 650В, нагрузка индуктивная. Поставил более высоковольтные транзисторы: SPP17N80C3 (800V). Все равно вылетают, при чем из двух только один. Мосфеты включены параллельно. Как будто из двух ключей сначала открывается один, и через него проходит весь ток -> ключ не выдерживает по току и пробивается. Может нужно поставить низкоомные резисторы в цепь истока каждого мосфета? 0

@omtomtubo 0 / 0 / 0 Регистрация: 23.03.2012 Сообщений: 1,017
	23.01.2015, 23:36	22
	А схему управления затвором переделали уже? Интересно, что там творится на затворах во время открытия. Осциллограф есть? Рискну предположить, что все-таки причина выхода из строя - затянувшееся открытие из-за быстронарастающего тока в нагрузке, в результате - линейный режим, повышенное сопротивление канала и быстрый перегрев. 0

@rymstiur 0 / 0 / 0 Регистрация: 01.05.2014 Сообщений: 104
	24.01.2015, 00:25	23
	Схема пока все та же. Завтра куплю транзисторы и сделаю раскачку. Посмотреть увы нечем. Но есть ощущение, что ток действительно стал нарастать быстрее, чем раньше, когда был тонкий провод. 0

@mShit 0 / 0 / 0 Регистрация: 12.08.2012 Сообщений: 1,217
	24.01.2015, 03:14	24
	Я вот тоже както разряжал большую батарею конденсаторов через десяток запаралеленых полевиков, выбранных с запасом по напряжению раза а два, разряжал на активную нагрузку. И думал что вылетают изза превышения тока, ставил более мощные, не помогало. А потом глянул осциллографом - а там выброс при закрытии раза в два больше допустимого. Откуда, нагрузка же активная? А вот индуктивности тех 30см проводов оказалось достаточно. Отсюда мораль - резать выбросы. Поставил параллельно нагрузке диодов быстрых и параллельно полевикам сапрессоров, на осциллографе всё красиво и ничего не вылетает. 0

@rymstiur 0 / 0 / 0 Регистрация: 01.05.2014 Сообщений: 104
	24.01.2015, 04:00	25
	В начале темы я привел только часть схемы. На самом деле схема такая: http://**************************/download/file.php?id=23117&sid=9d6f9858387cf757e274e1bfa1075369 Т.е. "косой мост", два плеча, только по 2 транзистора в плече. На каждый транзистор стоит диод FR307 для возврата выбросов обратно в конденсатор. Т.е. 4 транзистора и 4 диода. Посмотреть нечем, но выбросы должны быть небольшие. 0

@rymstiur 0 / 0 / 0 Регистрация: 01.05.2014 Сообщений: 104
	25.01.2015, 21:40	26
	Вот полная схема: Сделал к ней отдельные драйверы с раздельным питанием для каждого: Все равно, в каждом плече вылетает один из двух мосфетов :( 0

@omtomtubo 0 / 0 / 0 Регистрация: 23.03.2012 Сообщений: 1,017
	25.01.2015, 22:09	27
	В схеме и high side и low side нарисовано подключение к общему проводу. Это один и тот же общий провод? Или все же два изолированных источника и у каждого своя земля? Полную схему покажите. 0

@Sovo 0 / 0 / 0 Регистрация: 05.10.2007 Сообщений: 498
	26.01.2015, 22:57	29
	ОБР превышено. Полевики 600В, а запитаны от 650. Им максимум 500В, а если выбросы есть, и того меньше. 0

@rymstiur 0 / 0 / 0 Регистрация: 01.05.2014 Сообщений: 104
	26.01.2015, 23:02	30
	Но пробиваются они только после подачи импульса открытия на затвор. В закрытом состоянии выдерживают. Выбросы должны через диоды сливаться обратно в конденсатор. 0

@m1x 5 / 5 / 5 Регистрация: 20.11.2010 Сообщений: 173
	29.01.2015, 18:44	31
	Даже в косых на транзисторах ставят снабберы... Вероятно - не спроста... 0

	31.01.2015, 04:22

@rymstiur 0 / 0 / 0 Регистрация: 01.05.2014 Сообщений: 104
	31.01.2015, 01:48	33
	Сообщение от инкер Есть такое слово "низзя", и обсуждать тут нечего. Это советские транзисторы можно было пытаться насиловать выходом за предельные параметры, сейчас запасов практически нет. Я все понимаю, но имел неосторожность заказать повышающий киловатный трансформатор с 220 на 440 вольт. Оказалось, что выпрямленное напряжение уже не 440 а 600 с копейками. Вернее я подозревал, что так будет и это подтвердилось. Отматывать не хочется, т.к. обмотки хорошо запаковали. В общем, я увеличил индуктивность нагрузки в 2 раза и транзисторы стали вылетать уже не при первом же открытии, а лишь изредка. Думаю увеличение в 3 раза должно решить проблему. Другими словами изначально было 200 витков в катушке, т.е. 3В на виток, а нужно как минимум 1 виток на 1 вольт. 0

@инкер 0 / 0 / 0 Регистрация: 28.10.2010 Сообщений: 893
	31.01.2015, 02:48	36
	Сообщение от rymstiur Сообщение от инкер Не забудьте сообщить, получилось или нет. Ок, но не уверен, что это будет быстро, т.к. возникла другая конструкционная сложность, уже не связанная с электроникой. Вы катушку делаете видимо не для того, чтобы просто разряжать на нее конденсатор. У катушки обычно есть нагрузка и поведение тока с нагрузкой будет другое. Катушка должна делаться под задачу, а она может потребовать не увеличения витков, а уменьшения. 0