1200V. 100A. TO240 metal kılıflı kendinden diyotlu IGBT?

[xenix]

30kW lık uygulama için Full-Bridge en uygunu.

Şimdi hocam H köprüdeki 4 transistöre şöyle bir anahtarlama sinyali uygulayabiliriz. 20kHz (peryod=50µS) PWM li kare dalga üreteceğiz.



PWM sinyalini 1. ve 4. IGBT ye verelim, 2.ve 3. IGBT kesimde kalsın. PWM timer2 den çalışıyor, timer2 nin peryodu 25µS olsun. Timer2 taştığında PWM i bu sefer 2. ve 3. IGBT ye verelim, 1. ve 4. IGBT kesimde kalsın. Bu şekilde toplam peryod 50µS olur.

Devresi ni yapmak içinde AND kapıları kullanabilirsin. . PWM sinyalini 2 tane and kapısının 1. girişlerine gir. 1. AND kapısının çıkışı 1. ve 4. IGBT nin optosunu sürsün. 2. AND kapısının çıkışı da 2. ve 3. IGBT nin optosunu sürsün. 2 AND kapının boşta kalan 2 girişi de PIC'e girsin. Timer2 her taştığında devrede olan AND kapısı değiştirilerek  PWM sinyali yönlendirilebilir.

PWM duty cycle değeri %80 olunca 5µS deadband oluyor.  Daha yüksek duty ye çıkarsan deadband düşmüş olur, çıkma.

TLP250 yerine IPM kullanıp harici gate driverdan kurtulmanı tavsiye ederim.

Teorikte 3 adet birbirinden izole 15V güç kaynağı yetiyor. Ama pratikte anahtarlamalardan dolayı 3. ve 4. IGBT nin emiter gerilimleri aynı olmuyor. Dolayısı ile, ortak gate driver beslemesi üzerinden akım akmaması için 4 ayrı besleme kullanmayı öneririm.

Bu anahtarlama yöntemi ferit nüveli transformatör için bu arada. Çünkü trafonun primerine 20kHz kare dalga vereceğiz.

[azimli]

Başlangıç olarak kolay ve ucuz bulunan malzemelerle devreyi kurup çalıştırırsak daha sonra IPM ve mosfet modülü cihazlara geçiş yapabiliriz.
Diye düşünüyoruz.Bunların bünyesinde 3 faz köprü diotlu olanlarınıda duyuyoruz.

Digital kontrol tarafındaki anlatmaya çalıştığınız devreyi anladım.

Devredeki +15V. gerilimleri herbir TLP250 için ayrı bir kaynaktan 4 adet lm2575-15(1A.) kullandığımızı varsayarsak.4 adet ayrı TO247 kılıflı 1200V. IGBT ile,

Hocam devrenin güç elektroniği tarafı bu şekildemidir?


sizin son olarak yazdığınız kontrol yöntemi kullanılarak (Q1-Q4 start Q2-Q3 stop) /(Q2-Q3 start Q1-Q4 stop) daha önce bu devrenin aynısı ile yine 4 adet TLP250 ve 4 adet n-kanal mosfet kullanılarak dc motor sürülmek istenmiş ama devrede sorun çıkmış formda böyle bir mesaj var.Çözümününde Q1-Q2 IGBT lerini süren TLP250 lerin güç tarafındaki
5-8 nolu bacağa bağlı 100uF. DC Elektrolitik 35V. kondansatörün şarz edilmediği şeklinde izah edilmiş.

Hocam bu devrenizin ve sürme yönteminizin 20kHz. Ferrit Trafo için olduğunu zaten belirtmişsiniz.Motor sürerken olay dahamı farklı oluyor?

[xenix]

TLP250 leri beslemek için 1W güç yeterli olur. Tavsiyem  2W lık 4 ayrı transformatör alın, 15VAC çıkışlı. 4 diyot 1 kondansatör ile doğrultup, 7815 ile regüle edip TLP250 lere verin. Bu gerilimde izolasyon problemi olabileceğinden 1 primer 4 sekonderli 8W lık trafo kullanmayın, sekonder sargıları arasında atlama olabiliyor (benim başıma geldi, sizin başınıza gelmesin ).

Motor sürerken de yapı aynı, anahtarlama mantığı biraz farklı. Orda motoru ileri döndürmek için Q1 iletime alınıp Q4 e PWM verilir. Motoru geri döndürmek için Q2 iletime alınıp Q3 e PWM verilir. Q4 iletime alınıp Q3 e PWM verilirse "regenerative braking" yapılır.

[azimli]

xenix hocam,
bizim sorunumuz güç kaynağında değilki, tabiki dediğiniz yöntemle IGBT leri sürmede kullanacağımız gerilimlerin güç kaynağını yapsak daha iyi olur burda haklısınız ama bizim öncelikli sorunumuz bir önceki mesajımdaki verdiğim devrenin doğru olup olmadığında bakın orda üstteki Q1 ve Q2 IGBT lerinin sürülmesinde kullanılan TLP250 lerin 5 nolu pinleri yalnızca kendi IGBT lerin emiterine bağlı yani bu pinler direkt toprak almıyor burda sizin yönteminizle bu IGBT leri sürmede sorun olmuyormu?buradaki 100uF. kondansatörün şarz edilmesi gibi olaylara girilmiş formda sizin belirttiğiniz gibi bir sürme yöntemiyle bizim devre kullanıldığında sorun yaşanıyor denmiş bu noktayı aydınlatsak devreyi bitirmiş gibi olacağız ondan sonrası pic yazılımına kalıyor.Biz güç elektroniğinde takıldık.

Beslemeyide belirttiğiniz şekilde sağlamış ve her bir TLP250 nin 8 nolu pinine vermiş olsak,
Devrenin güç elektroniği tarafı bizim son çizdiğimiz şekildemi olur hocam?

[wsxwsx]

4 tane(yoksa 2mi) DC besleme gerek. uzun iş ama öyle oluyordu. Birbirinden izoleli kaynak gerek.

[azimli]

en az üç bağımsız kaynak gerekliymiş
xenix 4 olursa ve belirttiği şekilde olursa daha iyi olur kafanız ağrımaz demiş.
sorun bu tür devrelerde bizce burda değil ayrıntılı güç şemasının bulunamamasında ve işlemci üzerinden nasıl bir pwm yöntemiyle sürüldüğünde yöntem karmaşık gibi gözüküyor.ama öncelikli olan devrenin dizaynı.

[xenix]

azimli hocam,

En son çizdiğiniz devre doğru, problem yok. Üstteki TLP250 lerin 5. bacağı emitere bağlı, emiter de toprak değil, toprağa göre 565V kare dalga var TLP250 nin 5. bacağında, bu yüzden izole kaynak gerekiyor işte. Kaynak izole olduktan sonra, sinyal de optik olarak taşındıktan sonra bir problem kalmıyor.

4 ayrı izole 15V ile 4 TLP250 yi 8. ve 5. bacaklarından beslerseniz olay tamamdır.

[azimli]

4 ayrı izole 15V ile 4 TLP250 yi 8. ve 5. bacaklarından beslerseniz olay tamamdır.

Demişsiniz.

8. bacaktan beslemek tamam anlaşıldıda 5. bacaktan nasıl besliyoruz onu anlayamadım.TLP250 lerin 8. bacaklarına izole edilmiş dört ayrı +15V. veriyoruz.TLP250 lerin beşinci bacaklarına beslemeyi nasıl verecez.
Bu bacaklar TLP250 nin direkt sürdüğü IGBT nin emiter ucuna gidiyor.
hadi alttakiler bir şekilde 0V. yi görüyor ama üsttekiler görmiyorki.

Burda ne anlatmak istediniz.

[wsxwsx]

Bağımsız 4 kaynak olacak  her birinin 0 voltu ayrı. 5 nolu bacak her kaynağın kendi toprağıdır. diğer topraklara değmemelidir.

Aslında q3 ve q4 ün toprağı gerçek topraktır. bu durumda dediğiniz gibi 3 tane besleme yeterli. q3 ve q4 ü besleyen kaynaklar tek olabilir. emiterleri zaten ortak.

Diğerlerinin toprakları toprak değil. yüksek gerilim var.

[xenix]

En iyisi çizmek Aşağıdaki yapıyı tavsiye ederim. 15V beslemeler için ya 4 tane 50hz trafo kullanacaksın, yada 4 tane DC-DC çevirici, başka bir yöntem yok. Burda beslemede özellikle trafo kullandım ki izolasyon görülsün.

[wsxwsx]

u5 in 5 nolu bacağı emitere değmiyor.

tamam sonradan değmeye başlamış.

[xenix]

Çizimdeki hatayı giderdim, teşekkürler wsxwsx

Aslında q3 ve q4 ün toprağı gerçek topraktır. bu durumda dediğiniz gibi 3 tane besleme yeterli. q3 ve q4 ü besleyen kaynaklar tek olabilir. emiterleri zaten ortak.

Dediğim gibi teorik olarak 3 izole kaynek yeterli ama pratikte 3 kaynak ile gürültü sorunları çıkıyor. Çünkü IGBT ler anahtarlamaya başlayında bara indüktansı üzerindeki  L×di/dt gerilimleri yüzünden Q3 ve Q4 ün emiter gerilimleri aynı olmuyor.

Bu uygulama notunun 16. sayfasında diyor ki:
http://www.mitsubishichips.com/Global/files/manuals/powermos6_0.pdf

"Depending on the power circuit configuration of the module one, two, or four isolated power supplies are required by the IPMs internal drive and protection circuits. In high power 3-phase inverters using single or dual type IPMs it is good practice to use six isolated power supplies.  In these high current applications each low side device must have its own isolated control power supply in order to avoid ground loop noise problems"

Eğer 4 transistörü de içinde olan modül kullanırsak iç indüktanslar az olduğundan 3 kaynak kullanabiliriz. Ama burdaki gibi, transistörleri dışardan baralarla birleştireceksek, 4 kaynak kullanmalıyız. 2 sene önce 100V, 300A lik 3 faz brushless dc motor sürücü yaptım, 3 adet 2li IPM kullandım, dışardan baralarla birleştirdim.  4 tane izole çıkışı olan bir kaynağın 3 izole kaynağıyla üstteki 3 transistörün sürücülerini besledim. Alttaki 3 transistörün sürücü beslemelerini paralel bağlayıp tek kaynaktan besledim. Düşük  motor akımlarında problem olmadı, yüksek motor akımlarında yanlış parazitik ateşlemeler başladı. 6 tane izole kaynak kullanarak sorunu çözdüm. O yüzden hele ki bu güçte bir uygulama ilk kez yapılıyorsa beslemelerin ayrılmasından yanayım.

[wsxwsx]

Bir de balastlarda kullanılan izoleli besleme, trafo ve opto  gerektirmeyen entegreler oluyor. Bunlar gerçi kendinden osilatörlü.

Acaba bunların, yüksek güçlerde, tam köprü sürmek için tipi de var mıdır?

http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir21531.pdf

[xenix]

Bu yönteme bootstrap besleme deniliyor. IR2110 gibi entegreler de aynı yöntemi kullanıyor. 2 tane bu entegreden kullanarak tam köprü sürülebilir.

Linkini gönderdiğim uygulama notunun 18. sayfasında IPM ler için bootstrap önerilmiyor. O yüzden denemedim hiç. Zaten bi kamyon para veriyorsun bu IGBT lere, kontrol ve besleme devresini bi kaç lira ucuzlatıcam diye IGBT yakınca insanın keyfi kaçıyor. Ondan hep izole besleme kullanırım. Traco'nun TMA0515s kodlu 5V->15V 1W dc-dc çeviricisini 10-15 liraya falan bulabiliyorum. Genelde onu kullanıyorum.

[azimli]

xenix hocam,
olayı işte şimdi net anladım çizim için eline gözüne sağlık.ben bu yöntemi hiç görmemiştim.anlatmaya çalıştığınızı çizim tam ifade etti.

Bizim şimdi ilk baskı devresini yapacağımız devre daha önce yardımcı olduğunuz 24V. DC fırçalı motoru pwm ile hız kontrollü ve yön değişimli olarak sürdüğümüz devredir.Bu devrede 2 adet p-kanal (irf9540) ve 2 adet n-kanal (irf540)mosfet kullanıyorduk.
hatırlıyorsunuz değilmi.p-kanal mosfetleri TLP250 çıkışına bağlı 15volt zener ve 100uF. kondansatörle sürüyorduk.

Hocam biz bu devreyide tamamen 4 adet n-kanal mosfetle kuralım istiyoruz daha sonra buradaki çalışmalarımızı n kanal mosfetlerin yerine 4 adet IGBT kullanarak ferromanyetik nüveli trafonun sürülmesine aynen aktarabiliriz diye düşündük.

burda hatamız olmaz değilmi?

bizim 24V. motoru kontrol ettiğimiz devremizde malasef 220V. 50Hz. şebeke gerilimi yok.orda 220/15 50Hz. 2W. trafo kullanamayız yani.
devre ana beslemesi yalnızca 0V./+24V. SMPS dir.devrede gereken bütün gerilimler işlemci beslemesi,TLP250 lerin beslemesi,motor sürme gerilimi gibi bütün bu gerilimler ana besleme olan bu 0v./+24V. SMPS gerilimden elde edilmek zorunda.

aslında daha sonra ferromanyetik nüveli trafoyu süreceğimiz devredede bu 0v./+24V. SMPS beslemesi sabit olarak olacak.burda tabiki IGBT sürücü trafoları için (220/15V. 50Hz. 2W.) besleme var ama biz olayı
beslemelerin tamamen 0v./+24V. SMPS beslemesindan elde edilecek şeklinde düşünelim

Traco'nun TMA0515s kodlu 5V->15V 1W dc-dc çeviricisini 10-15 liraya falan bulabiliyorum. Genelde onu kullanıyorum. demişsiniz.
bunun 1 adedi bu paraya satılıyor ve bizim hem motor hem trafo H köprü devresi için bundan 4 adet almamız gerekiyor değilmi hocam.
hatta bize uygun olan modeli devremizi 0V./+24V. SMPS üzerinden beslediğimiz için TMA 2415D +-15V.  +-30mA. modeli olan herhalde.

xenix hocam trafolu devrede bu dc-dc yalıtımlı çevirici parasal olarak belki devrenin büyüklüğü açısından sorun oluşturmazda motor kontrol devremizde baya külfiyet getiriyor.devre çok pahalıya üretilmemeli

hocam bu işin yokmu daha kolay bir yöntemi lm2575-15 regülesi toprağı ayırmadığı için yalıtımsız olduğu için kullanılamıyor bu tür devrelerde onu anladım peki biz her iki devremizdede (hem motor kontrol hem trafo kontrol) kullanabileceğimiz tam yalıtımlı bir sürücü devresini 0v./+24V. SMPS üzerinden nasıl yapabiliriz.Hatta trafo sürerken simetrik yalıtılmış +-15V. kaynak gerekeceğinden devreyi bu haliyle çözsek daha mantıklı hareket etmiş olmayızmı?

son devreniz süperdi.

sağlıcakla kalın... azimli.