Lái xe tải cảm ứng cao phá hủy trình điều khiển mosfet

Lý lịch

Tôi đang cố gắng tạo ra một số điện áp tương đối cao (> 200KV) bằng cách sử dụng một hệ thống cuộn dây đánh lửa. Câu hỏi này liên quan đến một giai đoạn duy nhất của hệ thống này mà chúng tôi đang cố gắng tạo ra ở đâu đó khoảng 40-50KV.

Ban đầu, bộ tạo chức năng được sử dụng để điều khiển trực tiếp các MOSFET, nhưng thời gian tắt khá chậm (đường cong RC với bộ tạo chức năng). Tiếp theo, một trình điều khiển BJT totem cực cực tốt đã được xây dựng hoạt động tốt, nhưng vẫn có một số vấn đề với thời gian rơi (thời gian tăng là rất tốt). Vì vậy, chúng tôi quyết định mua một loạt các trình điều khiển cổng MCP1402 .

Dưới đây là sơ đồ (C1 là nắp tách cho MCP1402 và nằm ở vị trí gần với MCP1402):

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Mục đích của các bóng bán dẫn lúc ban đầu là để ngăn chặn các điện áp âm ra khỏi bộ tạo chức năng của chúng tôi (thật khó để cấu hình và dễ dàng vặn lên) để đến MCP1402. Thời gian rơi của chúng tôi được gửi vào MCP1402 khá dài (1-2uS) do sự sắp xếp thô thiển này, nhưng dường như có một độ trễ bên trong hoặc một cái gì đó ngăn điều này gây ra vấn đề. Nếu không có và tôi thực sự phá hủy trình điều khiển, hãy cho tôi biết. Bảng dữ liệu không có bất kỳ tham số thời gian tăng / giảm đầu vào nào.

Đây là cách bố trí vật lý:

Dây màu xanh đi đến cuộn dây đánh lửa và dây màu đen đi đến dải đất trên bàn. TO92 trên cùng là PNP và TO92 dưới cùng là NPN. TO220 là MOSFET.

Thí nghiệm

Vấn đề vừa gây khó chịu cho thiết kế này là sự kết hợp giữa đổ chuông trên đường cổng và thời gian chuyển đổi chậm. Chúng tôi đã phá hủy nhiều MOSFE và các BJT cực totem hơn tôi nhớ.

MCP1402 dường như đã khắc phục một số vấn đề: không đổ chuông, thời gian rơi nhanh; nó trông thật hoàn hảo Đây là đường cổng không có cuộn dây đánh lửa đi kèm (được đo ở dưới cùng của chốt cổng của MOSFET, nơi dây màu xanh lá cây và trắng được cắm ở trên):

Tôi nghĩ rằng nó trông tuyệt vời và vì vậy tôi cắm vào cuộn dây đánh lửa. Điều đó làm đổ rác này:

Đây không phải là lần đầu tiên tôi thấy thứ linh tinh này trên cổng, nhưng đây là lần đầu tiên tôi có một bức ảnh đẹp về nó. Các quá độ điện áp này vượt quá VSS tối đa của IRF840.

Câu hỏi

Sau khi chụp được dạng sóng trên, tôi nhanh chóng tắt mọi thứ. Cuộn dây đánh lửa không tạo ra bất kỳ tia lửa nào, nói với tôi rằng MOSFET đang gặp khó khăn trong việc tắt một cách kịp thời. Tôi nghĩ rằng cánh cổng đã tự kích hoạt từ tiếng chuông và cắt tăng đột biến di / dt của chúng tôi.

MOSFET rất ấm, nhưng sau khi hạ nhiệt một chút, nó đã kiểm tra bằng đồng hồ vạn năng (trở kháng cao giữa nguồn cổng và cống-cổng, trở kháng thấp giữa nguồn thoát nước sau cổng thoát nước, trở kháng cao giữa nguồn thoát nước sau cổng xả) . Người lái xe, tuy nhiên, gần như không giá vé. Tôi đã gỡ bỏ MOSFET và chỉ bị kẹt một nắp trên đầu ra. Người lái xe không chuyển đổi nữa và nóng lên, vì vậy tôi tin rằng nó sẽ bị phá hủy.

$2\Omega$

1. Điều gì trên thế giới đã phá hủy trình điều khiển? Tôi nghĩ rằng các cổng quá độ lớn tìm đường quay trở lại cổng và bằng cách nào đó vượt quá dòng ngược tối đa 500mA.

2. Làm thế nào tôi có thể triệt tiêu tiếng chuông này và giữ cho nó sạch khi lái tải cảm ứng? Chiều dài cổng của tôi khoảng 5cm. Tôi có một lựa chọn các ferrites mà tôi có thể sử dụng, nhưng thực lòng tôi không muốn làm nổ tung một tài xế cổng khác cho đến khi ai đó có thể giải thích cho tôi tại sao điều này xảy ra. Tại sao nó không xảy ra cho đến khi tôi kết nối một tải cảm ứng cao với nó?

3. Không có diode đảo ngược trên cuộn sơ cấp cuộn dây đánh lửa. Đây là một quyết định có ý thức để tránh giới hạn điện áp của chúng tôi, nhưng có thể bị thông tin sai. Sẽ giới hạn tăng đột biến điện áp sơ cấp với diode diode tăng đột biến điện áp thứ cấp ở tất cả? Nếu không, tôi sẵn sàng đặt nó lên trên để tránh cần các MOSFET 1200V đắt tiền hơn. Chúng tôi đã đo được đỉnh điện áp cống-nguồn ở khoảng 350V (độ phân giải ~ 100nS), nhưng đó là với trình điều khiển cổng chậm hơn, do đó có ít di / dt hơn.

4. Chúng tôi có một lựa chọn 1200 GB IGBT có thể được sử dụng (họ chỉ ngồi ở đây trên bàn của tôi). Những thứ này có gặp nhiều rắc rối như các MOSFET điều khiển loại tải này không? Fairchild dường như đề nghị sử dụng những.

Biên tập:

Tôi vừa thực hiện một mô phỏng LTSpice về việc đặt diode trên sơ cấp để bảo vệ MOSFET của tôi. Hóa ra, nó đánh bại mục đích của mạch. Đây là điện áp thứ cấp mô phỏng trước (trái) và sau (phải) đặt diode trên sơ cấp:

Vì vậy, tôi dường như không thể sử dụng một diode bảo vệ.

Cá chép thần thánh! Bạn đang cố gắng thực hiện chuyển đổi 10 giây của nsec trên bảng mạch không hàn? Và bạn không có một diode flyback trên máy biến áp của bạn?

Nếu bạn định làm công cụ này, bạn phải học cách tôn trọng chuyển đổi nhanh và ký sinh trùng quy nạp. Đi đến một mặt phẳng mặt đất và làm cho tất cả các đường chuyển đổi của bạn càng ngắn càng tốt. Ngoài ra, đặt một nắp 100 uF (tantalum cho sự lựa chọn) trên MCP1402 của bạn để cung cấp cho diode flyback một cái gì đó để lái xe bên cạnh các dây dẫn dài cho pin.

Bạn thấy những va chạm thường xuyên trên dạng sóng không tải của bạn? Chúng là dao động ~ 40 MHz và chúng không phải là một dấu hiệu tốt.

Một sự kết hợp giữa điện dung truyền ngược của IRF840 (120pF), dv / dt của điện áp thoát và trình điều khiển khá yếu (MCP1402) là phỏng đoán tốt nhất của tôi.

Người mới bắt đầu, hãy đọc bảng dữ liệu trên trình điều khiển - nó nói trên trang 3 rằng "bảo vệ chốt chịu được dòng điện ngược" thường lớn hơn 0,5 amps - đó là manh mối về lý do tại sao thiết bị đó có thể bị hỏng.

Tiếp theo là Q = CV hoặc, dq / dt = I = C dv / dt.

Tôi nghĩ rằng dòng điện qua 120pF với sự thay đổi lớn về dv / dt trên cống là nhiều hơn so với trình điều khiển có thể đối phó. Ngay trước khi hình ảnh phạm vi trở nên tồi tệ, tôi thấy một cái gì đó như 10V thay đổi trong khoảng 20ns:

I = 120pF x 10V / 20ns - đó là 60mA nhưng đó chỉ là điện áp nhìn thấy trên cổng - nó có thể lớn hơn gấp mười hoặc một trăm lần trên cống và do đó dòng điện có thể là 600mA đến 6A buộc nó đi qua tụ điện ký sinh ngược vào chip điều khiển.

Dù sao đây cũng là sự nghi ngờ của tôi. Tôi sẽ sử dụng trình điều khiển có khả năng mười ampe hoặc ít nhất là tìm một trình điều khiển có thể đối phó với dòng ngược mười ampe.

Tôi tin vào điều gì đó, tôi tin rằng, với điện dung cửa cống.

Nhưng cũng: Đo lường những gì điều này đang làm với nguồn cung cấp 12V. Đó sẽ là một con đường thay thế cho gai thông qua trình điều khiển cổng. Hiện tại bạn đang hiển thị một tụ điện 0,1uF dưới dạng tách rời và tôi nghi ngờ điều đó là không đủ. Bạn có thể cần phổ phân tách rộng từ 10nF đến 100 uF trở lên và nếu không đủ, hãy xem xét cấp nguồn cho trình điều khiển cổng và thiết bị điện tử nhạy cảm từ bộ lọc LC và tách riêng cục bộ của chúng.

Chỉ cần đặt tụ MKP 220..470nF song song với máy biến áp để làm ẩm điện áp cực đại cao được tạo ra bởi cuộn dây cảm ứng. Bây giờ dòng điện bị gián đoạn sẽ đi đến tụ điện thay vì phá hủy FET.

Điều này được thực hiện trong tất cả các TV CRT và theo dõi giai đoạn đầu ra ngang.