РАДИОСХЕМЫ



РАДИОФОРУМЫ


СХЕМЫ И СТАТЬИ



  • Страница 1 из 1
  • 1
Архив - только для чтения
Форум радиолюбителей » СХЕМЫ » ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ » Индукционный нагреватель, взорвались MOSFETы. (Сборка индукционного нагревателя до 2кВт)
Индукционный нагреватель, взорвались MOSFETы.
Пн, 07.03.2016, 00:57 | Сообщение # 1        
Alex_Net
аватар
  Постов: 9   ОК 
Доброго времени суток.

Сразу отмечу: я не “super”-спец в радиоэлектронике, в datasheet вижу только распиновку, но осциллографом воспользоваться могу.
Собираю индукционный нагреватель по статье Кухтецкого http://www.icct.ru/node/88


В качестве сигнала для ключей (там несколько вариантов) , использую “Модуль компенсатора задержек”, регулировка мощностью “PDM-модулятор”.
Собрал (на фото видно), “компенсатор” генерит сигнал около 60кГц, “PDM-модулятор” модулирует плотность импульсов, т.е. прореживает их.
Далее идет силовой модуль, питание +300V там другое, вот схемы:

Вот питание:


С микросхемы драйвера IR2110 на затворы транзисторов HGTG30N60A4D идет такой сигнал (питание +300V пока не включаю):


Пауза между ключами dead-time, тоже есть:


Регулируем плотность импульсов (мощность), в качестве примера 50% импульсов, тоже все нормально:


Подключил, для испытания нагрузки, лампу накаливания. Без лампы, кстати, транзисторы грелись. Включаю питание нагрузки 300V, сразу сработала защита – загорелся диод. Нажал сброс, результат тот-же. Уменьшил плотность импульсов, покрутил резистор R14 – то работает, то при изменении плотности сразу срабатывает защита. Подключил между силовым модулем и питанием мультиметр проверить ток. Отключил лампу посмотреть что будет без нагрузки, сразу с треском сгорают резисторы ( на схеме питания ), как будто короткое. Заменил резисторы, включаю опять без нагрузки – выстрел в первое мгновение, резисторы целы, а вот что с транзисторами:


Не могу понять, почему без нагрузки взорвались MOSFETы, и почему они грелись, и почему срабатывала защита??? Там ведь после них ничего нет – один ВОЗДУХ.
Драйвер IR2110 тоже сгорел - не работает один выход, остальное все цело.
Хотя у Кухтецкого, в статье, все по полочкам разложено и у него все работало.
Микросхема IR2110, китайская (ножки как из фольги) - может из-за нее что-то быть?

Будут ли какие-нибудь мысли?
Файлы: 5303000.jpg(269.5 Kb) · 7079078.jpg(193.6 Kb) · 2852606.jpg(134.8 Kb) · 0773483.jpg(136.0 Kb) · 6969599.jpg(128.5 Kb) · 8801766.jpg(132.8 Kb) · 8567062.jpg(240.6 Kb)
Пн, 07.03.2016, 09:33 | Сообщение # 2        
HAWES
аватар
  Постов: 315   Друзья 
Alex_Net, у этого мосфета коллектор является также охлаждающей пластиной, у тебя он прижимается к радиатору. Радиатор я как понимаю стоит на земле. Предполагаю ,что могла быть ненадёжная изоляция от радиатора или от нагрева выдавило пасту , то коротнуло об радиатор.
Файлы: 3993409.jpg(15.4 Kb)
Пн, 07.03.2016, 14:16 | Сообщение # 3        
Alex_Net
аватар
  Постов: 9   ОК 
HAWES, на фотке не видно, радиаторы стоят на текстолитовых шайбах (около 5мм), с обратной стороны тоже, поэтому мосфеты без прокладок. И там не земля, просто голая медь - был только двусторонний текстолит, и плата делалась на ЧПУ. Обрати внимание - все ножки обведены гравером. В особо некрасивых местах, проверял мультиметром на короткое.

Сейчас воткнул тот-же драйвер IR2110, из этой же партии, с виду голимая подделка, другого просто нет. Поставил последние транзисторы, благо купил сразу 4 про запас. Картинка та-же, даже dead-time между ключами около 500нс, как на схеме указано. Обвязка на мосфетах нигде не коротит. В общем, в холостую, одна красота.

Жаль нет регулятора напряжения (типа ЛАТРа), и взять его негде. С ним, можно было-бы, потихоньку повышать напряжение и смотреть осциллограммы.
Пн, 07.03.2016, 16:49 | Сообщение # 4        
cccr2
аватар
  Постов: 1693   Друзья 
Alex_Net, ну а через лампочку на 100 ватт слабо?
Пн, 07.03.2016, 17:05 | Сообщение # 5        
Alex_Net
аватар
  Постов: 9   ОК 
cccr, видимо так и надо было делать сразу.
Я так понимаю, что на ней упадет напряжение, и на "крайняк" она просто сгорит.
Только одного боюсь, в момент включения, пока нет накала, не пробъет ли опять что-нибудь?!
Пн, 07.03.2016, 20:11 | Сообщение # 6        
cccr2
аватар
  Постов: 1693   Друзья 
Alex_Net, ну почему сгорит,просто если в схеме не ладно-будет гореть в полный накал.
Пн, 07.03.2016, 20:11 | Сообщение # 7        
Fazotron
аватар
  Постов: 849   Друзья 
Alex_Net, транзисторы взорвались из-за того,что не правильное их управление.Один транзистор еще не закрылся,а второй уже открылся.Надо собрать *правильную* схему управления ключами.Лучше всего такую схему подсмотреть у сварочных инверторов.
Пн, 07.03.2016, 20:50 | Сообщение # 8        
Alex_Net
аватар
  Постов: 9   ОК 
Fazotron, так в чем и вопрос. По крайне мере сопротивление R1R2 на питании, могло мгновенно раскалиться, только при обоих открытых мосфетах. Заменил сопротивления на один керамический. Но до первого подключения лампы (нагрузки), ничего не случилось, транзисторы только грелись когда 300V. Видимо в процессе тестирования с лампой, уже что-то произошло. А потом и без нее "трах-бах".

На холостую осциллограммы показывают все отлично, выше уже указывал, что и dead-time в норме. Так почему они могли оказаться открытыми в одно время. Тем более, что вариант был опробован самим автором, приключений у него не случилось.

Попробую после праздников найти "нормальную" микросхему, либо если не найду, протестирую от обычного БП-24V350.
Пн, 07.03.2016, 21:00 | Сообщение # 9        
Fazotron
аватар
  Постов: 849   Друзья 
Alex_Net, надо проверить конденсаторы.Не одинаковые конденсаторы в обвязках микросхем.Вместо сопротивлений перед мостом - лампочка желательно.
Пн, 07.03.2016, 21:18 | Сообщение # 10        
Alex_Net
аватар
  Постов: 9   ОК 
Fazotron, если про С5,С6 - то это хорошая мысль. Как раз С4 (той же партии) был бракованным. Я при первом включении не мог понять, почему греются стабилизаторы на 5 и 15V (питание силового модуля). А С4 взял и сгорел прямо на глазах, поменял его, сразу все стало в норме.

Да уж, придется видимо и кондеры искать, С4 был последним. R5,R6,R7,R8 - эти подобрал точно.

А про лампочку перед мостом, это да. Просто поспешил, уже утро было, а попробовать так хотелось - вот и результат sad
Пн, 07.03.2016, 21:19 | Сообщение # 11        
stalker68
аватар
  Постов: 867   Друзья 
Цитата Alex_Net ()
Подключил, для испытания нагрузки, лампу накаливания

Лампочку подключал прямо на выход этой схемы?
Разделительный конденсатор ставил?

Конечно не факт что проблема в этом, но всётаки
Файлы: 8429706.gif(47.8 Kb)
Пн, 07.03.2016, 21:26 | Сообщение # 12        
Fazotron
аватар
  Постов: 849   Друзья 
Alex_Net, я бы взял схему управления ключами с проверенной схемы сварочного инвертора.Неизвестно,рабочую схему выложил человек в сеть или умышленно с ошибками.В сварочном инверторе задающий генератор работает 15-30 кГц.Подбором конденсатора добиваемся 60 кГц и Вуа Ля - нагреватель работает.
Пн, 07.03.2016, 21:57 | Сообщение # 13        
Alex_Net
аватар
  Постов: 9   ОК 
stalker68, ВОТ-ВОТ!!! Сам грешу на это. У меня даже этот кондер и цепочка RC уже впаяны (на фотке сразу перед транзисторами). Но я решил, что она необходима, только при подключении самого колебательного контура, так как и указана на отдельной схеме. При этом лампочка, не такая уж и мощная (100Вт), казалось бы, что она может сделать этим транзисторам.

Провод уже перепаял на конец всей цепочки, но тестировать все-равно буду теперь от 24V.

Добавлено (07.03.2016, 22:57)
---------------------------------------------
Fazotron, эта и есть проверенная схема. И выложена она на сайте Института Химии научным сотрудником Кухтецким С.В. Как раз для того, чтобы мелкие лаборатории и "нуждающиеся", могли собрать из дешевых компонентов лабораторный индукционный нагреватель, который в том числе и плавит несколько сотен грамм цветного металла.

Вопрос в том, что у одних запускается без граблей, а у других "мелкие неприятности", вот так и бегают по форумам, а потом "бах" и сама заработала.

Пн, 07.03.2016, 22:04 | Сообщение # 14        
dsfas
аватар
  Постов: 703   Друзья 
Цитата Alex_Net ()
...а потом "бах" ...

Как кто-то тут писал: -В импульсной технике без "бах" иногда не получается.
Сб, 19.03.2016, 13:16 | Сообщение # 15        
romuko122
аватар
  Постов: 300   Друзья 
dsfas, эт точно biggrin
Сб, 19.03.2016, 13:53 | Сообщение # 16        
Pavel4126
аватар
  Постов: 21   ОК 
Alex_Net,
1,Сколько ватт резисторы? (если 2х) то мало.
2. КЕ440 ошибка подключения или брак (У меня был бракованный тоже вылетели резисторы но на 5вт. я собирал мостовой с частотной регулировкой)
3. Хорошо бы посмотреть осциллограмму нагрузки. но мне кажется паузы "dead time" короткие.
ЗЫ. Я переписывался с Кухтецким С.В. когда возникали вопросы, не было чтобы он не ответил хоть бы на одно письмо,(какими бы вопросами его бы не доставал) так что респект ему.
Сб, 19.03.2016, 19:46 | Сообщение # 17        
Alex_Net
аватар
  Постов: 9   ОК 
Pavel4126, да, с резисторами я уже понял, что 2Вт маленькие.
С "dead time" как раз все нормально, как у Кухтецкого - 400-500нс.
Я уже сам пожалел, что выбрал вариант с самоподстройкой частоты и PDM - она то как раз и не настраивается.

Синяя линия: выходы с силового контура на переходной трансформатор
Желтая: показания с трансформатора тока на компенсатор задержек
PDM 20%


Так вот эти иглы и сбивают всю настройку. Начинаешь добавлять мощности и частота слетает аж в раза 2. На графике творится ужас.
На трансформатор тока намотал, где-то 4 витка, чтоб соответствовало реальному рабочему напряжению (310V), сейчас где-то 70.
Т.е. компенсатор в принципе живой и что-то пытается настроить, по крайне мере с 54кГц перестраивается ближе к 60-ти. Как раз при этом видно, что следующий ключ попадает в резонанс с контуром.
Вот откуда берутся иглы и как от них избавиться?!
Файлы: 3391128.jpg(129.9 Kb)
Сб, 19.03.2016, 22:05 | Сообщение # 18        
Pavel4126
аватар
  Постов: 21   ОК 
Alex_Net,
Попробуй для проверки запустить силовой модуль без PDM от любого генератора. Питание подавать от 0в до 30 без нагрузки ключи греться вообще не должны
И еще я бы тщательно проверил (всякое может быть, сам допускал такие ошибки и не раз sad ) пайку компонентов.
Сб, 19.03.2016, 22:32 | Сообщение # 19        
Alex_Net
аватар
  Постов: 9   ОК 
Pavel4126,
так сейчас они уже и не греются, грелись только когда 310V подключал и лампу.
Сейчас подключаю колебательный контур.
Пробовал где-то при 150V (точно не знаю - набором лампочек подбирал) гаечный ключ нагревать, тоже вроде все нормально, но опять-же не могу всю мощность запустить.
Думаю надо какой-нибудь высокочастотный фильтр на токовый трансформатор.

Кстати проблема описана и в статье Кухтецкого, только у меня почему-то с этим дифференциальным трансформатором беда.
Вот цитата из статьи (http://www.icct.ru/node/88):
Дифференциальный трансформатор тока
Здесь необходимо обсудить еще один нюанс. Сигнал положительной обратной связи, который мы будем подавать на вход компенсатора задержек, пропорционален току, текущему через нагрузку. Как правило, в качестве датчика тока используются трансформаторы тока. Обычно с ними нет никаких проблем, но для лабораторных задач инверторы должны иметь широкий диапазон регулировки мощности. Фактически от 0 до максимально возможного. А это уже создает определенные проблемы при малых уровнях мощности. Характерные высокочастотные наводки, совпадающие по времени с моментами переключения ключей, по амплитуде становятся сопоставимы с самим сигналом тока. Пример таких наводок можно посмотреть на рис.26 справа, где они выделены красным. Эти наводки могут приводить к сбоям ФАПЧ компенсатора задержек и в результате – к невозможности работы всей системы.
Рис.26. Пример высокочастотных наводок на сигнале тока и схема дифференциального трансформатора тока.

Характерные частоты этих наводок много выше рабочих частот инвертора и составляют десятки мегагерц. Поэтому они сравнительно просто отфильтровать. В данной работе для этой цели используется дифференциальный трансформатор тока, схема которого приведена на рис.26 справа. Вторичные обмотки мотаются бифилярно. Затем конец одной соединяется с началом другой и делается отвод. Высокочастотные наводки с двух вторичных обмоток взаимно компенсируются. Такой трансформатор позволяет существенно снизить уровень помех и повысить надежность работы АПЧ.

Конец цитаты???
Файлы: 9050876.jpg(83.1 Kb)
Вс, 20.03.2016, 17:11 | Сообщение # 20        
Alex_Net
аватар
  Постов: 9   ОК 
Помойму нашел проблему "иголок" с дифференциальным трансформатором и сбоя в работе компенсатора задержек.
Переходной транс, я делал разборный Ш-образный, на случай замены колебательного контура (под разные задачи).

Так вот сделал его, аж из четырех половинок. При этом, стянут он у меня плохо. При включении инвертора, аж посвистывает.


Собрал генератор на макетке, все работает - частота регулируется вручную Attiny2313. Настраиваю примерно под резонансную частоту.
Как только подаю питание на нагрузку, генератор слетает, даже хуже чем компенсатор (вероятно кучка торчащих проводков). Короче, скорее всего, транс этот безумно фонит - микросхемы находящиеся рядом, просто перестают нормально функционировать. Причем я это заметил и на PDM-регуляторе (вылетает экран), там стоят аж две Attiny2313.

А еще смешнее было с компом на этой неделе с экспериментами:
вылетела мышка, отсоединил-присоединил USB - нихрена не работает
перезагрузил комп - черный экран ( при этом инвертор и нагрузка были включены )
выключил инвертор - комп загрузился.

Вот такие дела, даже не думал, что могут быть такие бешеные помехи.
Файлы: 3306129.jpg(146.8 Kb)
Форум радиолюбителей » СХЕМЫ » ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ » Индукционный нагреватель, взорвались MOSFETы. (Сборка индукционного нагревателя до 2кВт)
  • Страница 1 из 1
  • 1
Поиск:

Внимание! Форум переехал на Tehnodium.ru



© 2010-2022 "Радиосхемы". All Rights Reserved  Почта  PDA