Общие вопросы по импульсному преобразователю

[Nickey232]

До неё ещё довести ток надо - пара см, отвести обратно. Если всего на несколько см передать надо?

Я имел ввиду при запараллеливании 3,4 или более мосфетов. К истоку припаивается медная (стальная) полоска как можно ближе к корпусу ключа, она прикручивается к трубе. и так все 8 ключей обоих плеч. В центре кабельный наконечник. По шине удобно вешать кондеры.

[zoog]

Извиняюсь, я вопрос неправильно задал. Для меня основная проблема - места контакта, всё остальное даже при сечении в 1мм^2 при 30А будет лишь немного нагреваться.
Более эффективное (но экстенсивное) решение проблемы сильных токов -- конечно, параллельное включение, но мне интересно, как можно выжать паспортные параметры из девайса, да и конструкцию увеличивать не хочется, особенно с учётом того, что средний ток д.б. ампер 10.
В общем, Вы ничего не скажете о 30А с мелкого вывода, только что это не кошер? Получается, что не зависимо от параметров прибора всё равно снимаем не более 10А с корпуса. Ладно, попробую приварить и проверить, благо на постоянном токе это можно. Вот только про диоды что скажете? Пока на них застрял.

[Alex9797]

но мне интересно, как можно выжать паспортные параметры из девайса

Для мощных полупроводников существует еще такое понятие, как ОБР - область безопасной работы. Она ограничивает использование значений, близких к предельным паспортным. То есть, в большинстве случаев нельзя работать при нескольких максимальных значениях одновременно. Например, у транзистора максимальное значение напряжения 600 вольт, максимальный ток 50 ампер. Если надо коммутировать ток 50 ампер, то напряжение придется снизить до 400...300 вольт. А если коммутировать напряжение 600 вольт, то при этом ток должен быть значительно ниже максимальных 50 ампер.

Точно так же влияют на снижение рабочих параметров частота переключения и температура кристалла. Такова суровая реальность.

[zoog]

Перебью Вас -

ограничивают использование значений, близких к предельным паспортным

соображения надёжности и зависимости одних макс. параметров от других. ОБР же у полевых транзисторов определяется только P, U, I максимальными (теоретически), да и у БТ при низких напряжениях - тоже.
И даташиты я читать умею - но зависимости макс. параметров от частоты в данном не нашёл. В любом случае - частота работы на порядок меньше дефолтной, и ОБР нас интересует только в моменты переключения

Если надо коммутировать ток 50 ампер, то напряжение придется снизить до 400...300 вольт. А если коммутировать напряжение 600 вольт, то при этом ток должен быть значительно ниже максимальных 50 ампер.

Другими словами, считается макс. импульсная мощность для заданной нагрузки и схемы управления - и смотрится ОБР (импульсная часть, если в постоянный ток не укладываемся).
А про диоды ничего не скажете?

[Nickey232]

определяется только P, U, I максимальными (теоретически), да и у БТ при низких напряжениях - тоже.
И даташиты я читать умею - но зависимости макс. параметров от частоты в данном не нашёл.

Не совсем так. Читайте даташит доскональнее. Гляньте на зависимость теплового сопротивления от длительности импульса. зависимость максимального тока от температуры перехода, Rdson от температуры перехода и, главное, зависимость имппульса максимальной энергии от температуры перехода. График 12с в даташите на IRF3205 очень информативный. В параметрах гляньте, однократно повторяющаяся энергия рассейния кристалла максимальная - 1020мJ, а многократная импульсная максимальная - всего 20mJ. Загвоздка в том, что когда ток через канал ключа уже начинает течь, а напряжение в силу ряда причин еще не достигло своего минимального уровня по закону ома, на кристалле выделяется импульсная энергия. Для него критически важным является способность "принять" эту энергию и рассеять в тепло уже потом через определенное температурное сопротивление, и не "лопнуть" при этом, как стеклянный пузырь. Каждый импульс выделенной энергии, в силу банальной тепловой инерции, не успевает выделиться сразу в тепло на фланец и вызывает локальное повышение температуры кристалла. А с ростом температуры кристалла уменьшается его способность "принимать" необходимое количество энергии, иссякает некий запас. См. график 12с. Лавинообразный процесс. Через несколько миллисекунд после начала работы в силу локального нагрева канала и ограничения в связи с этим максимальной энергии резко ограничиваются максимальные токи через ключ. Значительно ниже тех "красот", что указаны в даташите. Именно этот параметр важен, а не ток и напряжение. Правда этот фактор тем более значим, чем более выше напряжение коммутации.

[zoog]

зависимость теплового сопротивления от длительности импульса

это да, но бывает ещё зависимость макс параметров от частота - явная.

Каждый импульс выделенной энергии, в силу банальной тепловой инерции, не успевает выделиться сразу в тепло на фланец и вызывает локальное повышение температуры кристалла

Оп-па, а я думал, чем короче импульс, тем лучше его впитывает теплоёмкость. Или Вы имеете в виду, что этот импульс сначала прогревает кристалл, а затем "рассасывется" во фланец и т.д.? Для этого и есть импульсная часть ОБР, тут вроде всё понятно.

локальное повышение температуры кристалла

в смысле частей кристалла? Типа горячих пятен? Или всё-таки самого кристалла?

А с ростом температуры кристалла уменьшается его способность "принимать" необходимое количество энергии, иссякает некий запас

Имхо ничего не иссякает, просто температура превышает максимальную.
А вот параметр Энергия лавинного пробоя я не до конца понял (( По логике это ограничение, при котором лавинный пробой ещё не перерастает в тепловой, однако непонятно, кто будет так издеваться над прибором и какое это имеет отношение к мосту - там и демпфер и диоды.
Кстати, индуктивность рассеяния поддерживаеть напряжение на закрывающемся ключе близким к 0 (и даже меньше)) - так что, потери на коммутацию в транзисторе отменяются?? Только во вн. диоде.
p.S.: а приварить многожил к выводу не смог, только 2 резистора осилил. Наверное, ещё и припой нужен какой.

[Nickey232]

Или Вы имеете в виду, что этот импульс сначала прогревает кристалл, а затем "рассасывется" во фланец и т.д.?

Естественно. С одной стороы, энергия - это Р*t, и чем короче импульс, тем меньше энергии. Но с другой стороны, чем короче этот импульс по времени (при той же его энергии), тем заметнее инерционность превращения его энергии в тепло сначала в самом красталле, а уже потом передача этого тепла во фланец.
Именно поэтому

бывает ещё зависимость макс параметров от частота - явная.

Но в данном случае она как раз не явная. При одной и той же частоте повторения импульсв решающую роль играет энергия этих импульсов. А ведь длительность импульса нелинейна, к тому же зависит от массы факторов, в т.ч. внешних, например, характеристик вашей цепи управления ключом и даже параметров проводников между ней и им.

в смысле частей кристалла? Типа горячих пятен? Или всё-таки самого кристалла?

В смысле канала. Энергия выделяется сначала в канале, потом превращается в тепло в нем, потом на подложку и во фланец. На все это нужно время.

Имхо ничего не иссякает, просто температура превышает максимальную.

А вот здесь вы не правы. Гляньте внимательнее на график. Он как раз и поясняет то, что я сказал. При температуре ПЕРЕХОДА близкой к максимальной т.е. 175С энергия приближается к 0. Плавно, а не "чпок и перегорел".

лавинного пробоя я не до конца понял

Про лавинный пробой в мосфетах слышу впервые. Слова "пробой" там не было. это из другой оперы. Лавинная энергия - было. Это как раз то, о чем я вам пытаюсь рассказать. Это энергия, которая вызыват локальное повышение температуры перехода, которое органичивает его способность к "приему" энергии. Это и есть лавинообразные процесс. Уже повторяюсь.

кто будет так издеваться над прибором и какое это имеет отношение к мосту - там и демпфер и диоды.

Я тоже не пойму, при чем здесь "пришейкобылехвост". Я говорю о коммутационных свойствах полупроводника и органичении связанных с этим параметров.

индуктивность рассеяния поддерживаеть напряжение

Не индуктивность рассеяния а ЭДС самоиндукции. Не путайте.

поддерживаеть напряжение на закрывающемся ключе близким к 0 (и даже меньше))

Если речь идет об n-канально ключе с общим стоком (к примеру, пуш-пул), то как раз наоборот, к бесконечности. В реали 2Uпит и выше. К тому же, при закрывании "включается" эффект Миллера, который стремится "открыть" закрывающийся ключ, и затягиват таким образом его четкое закрываение.
Плюс вы забыли об "открывающемся ключе". Там импульс как правило, короче, но тоже есть.

потери на коммутацию в транзисторе отменяются

Лихо вы перечеркнули труды многих ученых, направленные на уменьшение этих потерь! Терь вам надо в тундру, отменить там мороз и полярную ночь, чтоб бананы там выращивать!

Только во вн. диоде.

А он, голубчик, мало того, что не из "марсианского сапфира", а из того же материала, что и переход, дак еще и по сути им и является, только наоборот. Паразитная структура перехода. И "теми же болезнями болеет", если не сказать хуже, т.к. его параметры значительно хуже внешних специально "зробленных" суперфастов.

[zoog]

чем короче этот импульс по времени (при той же его энергии), тем заметнее инерционность превращения его энергии в тепло сначала в самом красталле, а уже потом передача этого тепла во фланец.

Извините, это (для меня) ересь. Как может энергия задерживаться, вот на R упало U, это мощность, с введением времени - это энергия. Может, Вы имеете в виду, что на малом времени накопится меньше энергии?

При одной и той же частоте повторения импульсв решающую роль играет энергия этих импульсов

Наверное, корректнее - импульсная мощность, интегрированная по разным отрезкам звремени, соответствующим поглощению тепла (энергии) теплоёмкостью?

При температуре ПЕРЕХОДА близкой к максимальной т.е. 175С энергия приближается к 0. Плавно, а не "чпок и перегорел".

Не вижу противоречия - чем больше температура, тем меньше требуется мощности, чтоб повысить её до предела.

лавинный пробой в мосфетах

я тоже, но словарь предложил только

avalanche 1) лавина 2) лавинный процесс; лавинный пробой; лавинное умножение; лавинная ионизация

Лавинная энергия - было. Это как раз то, о чем я вам пытаюсь рассказать. Это энергия, которая вызыват локальное повышение температуры перехода, которое органичивает его способность к "приему" энергии. Это и есть лавинообразные процесс. Уже повторяюсь.

Это для меня абсолютная новость, нигде про это не читал. Т.е. это энергия (коротких) импульсов мощности, которые полупроводник может выдерживать за счёт тепловой ёмкости? Тогда всё понятно, кроме того, ЗАЧЕМ в тест-схеме ключ нагружали на катушку и причём здесь лавина (неконтролируемое нарастание)?

Не индуктивность рассеяния а ЭДС самоиндукции. Не путайте.

ЭДС самоиндукции индуктивности рассеяния. Или индуктивность первички тоже заметна? Ток через неё до 10% рабочего - только про её влияние почему-то никто не сказал((
P.S.: Наверное, потому, что её ток замыкается через диод вых. выпрямителя на его Сф.

Если речь идет об n-канально ключе с общим стоком (к примеру, пуш-пул), то как раз наоборот, к бесконечности

Хех, ну я и замутил - перепутал с паразитным диодом верхнего плеча - это он открывается.

А он, голубчик, мало того, что не из "марсианского сапфира", а из того же материала, что и переход, дак еще и по сути им и является, только наоборот. Паразитная структура перехода. И "теми же болезнями болеет", если не сказать хуже, т.к. его параметры значительно хуже внешних специально "зробленных" суперфастов.

Знаем, ФАКи читали. А вот как хотя бы оценить его неидеальность и целесообразность применения внешних диодов - никто не знает((

Нагрел паяное соединение (обмотал исток многожилом) 18-ю амперами (хотел 35, но вовремя вспомнил, что мостик из Д242-х). Нагрев на глаз градусов 70-80, думаю, и 30 выдержит, не растает.

[Nickey232]

Извините, это (для меня) ересь. Как может энергия задерживаться, вот на R упало U, это мощность, с введением времени - это энергия. Может, Вы имеете в виду, что на малом времени накопится меньше энергии?

Вы опять не поняли. Что по вашему кажется ересью? Вот у нас два условных импульса. Один имеет длительность 20мкс, мощность при этом по условиям 1Вт, другой имеет длительность 1мкс мощность в этот момент по условиям 20Вт. Энергия их выходит одинаковой. Период следования тоже по условиям одинаков. В каком случае переходу тяжелее?

Не вижу противоречия - чем больше температура, тем меньше требуется мощности, чтоб повысить её до предела.

Не совсем так. Во первых, не мощности, а энергии, во вторых, противоречие вне зависимости от частоты этих импульсов - см выше.

я тоже, но словарь предложил только

Цитата:
avalanche 1) лавина 2) лавинный процесс; лавинный пробой; лавинное умножение; лавинная ионизация

И вы ткнули пальцем в первую понравившуюся формулировку?

Т.е. это энергия (коротких) импульсов мощности, которые полупроводник может выдерживать за счёт тепловой ёмкости?

Ну, примерно так.

Тогда всё понятно, кроме того, ЗАЧЕМ в тест-схеме ключ нагружали на катушку

Чтобы уменьшить скорость нарастания тока в цепи. di/dt. Благодаря катушке скорость нарастания тока в цепи на порядок меньше суммарной длительности импульса открывания ключа. Таким образом, к моменту, когда ключ полностью открыт, ток через него течет еще в несколько раз меньше номинального, а нарастает до номинальных значений уже при открытом ключе. К тому же, катушка - наиболее частая нагрузка в ключевых устройствах.

причём здесь лавина (неконтролируемое нарастание)?

Уже вроде 2 раза объяснил, попробую третий, последний: в момент выделения эл энергии в канале ключа эта энергия мгновенно (а не без задержки, как вы писали ранее) превращается в тепло. Тепло из канала за счет тепловой энерции переходит во флане с задержкой. Поэтому данное тепло изначально вызывает резкое повышение температуры перехода, которое в силу электрофизических свойств ограничивает способность к приему энергии. Может так случиться, что еще к середине одного очень короткого импульса "емкости" перехода хватило для приема энергии а уже ближе к концу нет. Лавинообразный - это не неконтроллируемый, а сам себя поддерживающий (ускоряющий) процесс.

Или индуктивность первички тоже заметна?

В каком смысле "заметна"?

Ток через неё до 10% рабочего

Вы имеет ввиду ток намагничивания? 10% - это дохренавастенько! Хотя, смотря при каких условиях.

P.S.: Наверное, потому, что её ток замыкается через диод вых. выпрямителя на его Сф.

Это что за ересь? По русски можно?

А вот как хотя бы оценить его неидеальность и целесообразность применения внешних диодов - никто не знает((

откройте на эту тему новую "тему" и да будет вам.

18-ю амперами

Нагрев на глаз градусов 70-80, думаю, и 30 выдержит, не растает.

Детский сад какой-то. У вас при 18 амперах уже 70С, а вы "не чешетесь". Это уже перегрев. А при 30А бедет 120С? Это температура вывода! А мы еще говорим тут о какой-то энергии и о каких-то мифический 75А на корпус 220.

[zoog]

Таким образом, к моменту, когда ключ полностью открыт, ток через него течет еще в несколько раз меньше номинального, а нарастает до номинальных значений уже при открытом ключе.

зачем это нужно?

эта энергия мгновенно (а не без задержки, как вы писали ранее)

цитируя Вас:

инерционность превращения его энергии в тепло

Может так случиться, что еще к середине одного очень короткого импульса "емкости" перехода хватило для приема энергии а уже ближе к концу нет. Лавинообразный - это не неконтроллируемый, а сам себя поддерживающий (ускоряющий) процесс.

Извиняйте за тупость, но что здесь само себя поддерживает? То, что посередине импульса тепловая ёмкость "переполняется"? Не вижу смысла.
наверное, всё же прав словарь:

2) гора; куча; поток

в смысле накопление, кучкование...

Сообщение от zoog
Или индуктивность первички тоже заметна?
В каком смысле "заметна"?

В смысле самоиндукция с неё должна быть большой.

Сообщение от zoog
Ток через неё до 10% рабочего
Вы имеет ввиду ток намагничивания? 10% - это дохренавастенько! Хотя, смотря при каких условиях.

К 10% стремятся, да ещё не всегда получается, судя по статье Косенко (Радио 5/2004)

Сообщение от zoog
P.S.: Наверное, потому, что её ток замыкается через диод вых. выпрямителя на его Сф.
Это что за ересь? По русски можно?

При размыкании ключа ток самоиндукции первичной обмотки течёт в нагрузку (Rн*n^2 - на схеме замещения трансформатора с приведением вторичных цепей к первичке). Иначе не представляю, куда деваться этому току, все пишут о влиянии только индуктивности рассеяния в первичных цепях.

Детский сад какой-то. У вас при 18 амперах уже 70С, а вы "не чешетесь". Это уже перегрев. А при 30А бедет 120С? Это температура вывода! А мы еще говорим тут о какой-то энергии и о каких-то мифический 75А на корпус 220.

Будет 140 . А что? Лишь бы держалось, и кристалл не грелся. Хотя единственный надёжный вариант - сварка.