Hallo, es würde mich freuen wenn ihr mir bei meinem Projekt weiterhelfen könntet
Eigentlich dachte ich, dass mit meiner DRSSTC alles in Ordnung ist, als ich sie das erste Mal mit einem Backblech als Static Load testete. Das Backblech wurde heiß wie gewollt. Doch als ich heute die OCD mit einem neunen Shunt neu einstellen wollte, viel mir auf, dass die Brücke nicht im Nulldurchgang schaltet, sondern am Spitzenpunkt des Primärstromes. Die Spannung habe ich am Ausgang der Brücke gemessen, also zwischen den 1 1 Anschlüssen der IGBT´s. Den Strom habe ich mit einem 1:32:32 Stromwandler und einen 108 Ohm Shunt mit dem Oszi gemessen. Die 108 Ohm sind zufällig, da ich sie gerade da hatte. Es ergibt sich ein Verhältnis von ungefähr 100A=10V am Oszi. Im 1. Bild seht ihr meinen Aufbau und rechts oben ist der Stromwandler für das Oszi zu sehen. Unten seht ihr die Oszillogramme mit der Spannung und dem Primärstrom. Die Sache ist nur, dass ich den Aufbau schon bei 500A Primärstrom für kurze Zeit hatte. Ich habe auch schon versucht das Feedback umzupolen, dann läuft das Ganze gar nicht mehr an. Zusätzlich habe ich auch versucht den Stromwandler an verschiedenen Stellen im Primärkreis anzubringen, doch es ändert sich rein gar nichts. Kann es sein, dass ich irgendwie mit dem Oszi falsch messe? Ich glaube nämlich wenn die Brücke bei diesem Strom falsch geschalten hätte, wären die IGBT´s kaputt. Die Bricks wurden nicht einmal warm, obwohl ich das Ganze bei geringeren Strömen schon länger laufen habe lassen. Sonst funktioniert alles gut. Die Spule läuft selbstständig mit Primärfeedback, deshalb kann ich mir nicht vorstellen, wieso die Brücke nicht im Nulldurchgang schaltet. Was könnte ein möglicher Fehler sein?
Ich habe noch herausgefunden, dass sich bei einem Brick der Flachstecker zu einem Gate gelöst hat. Leider hat sich trotzdem nichts am Signal geändert. Aber jetzt schalten wieder beide und es ist wieder eine Vollbrücke, keine Halbbrücke. Ich habe noch versucht Phase Lead einzubauen mit einer variablen Induktivität und einem Widerstand zwischen den Anschlüssen des Feedbacks, aber leider läuft die Brücke damit nicht an. Mich wundert trotzdem, das die Bricks selbst bei hohen Strömen sich nicht erwärmen. Die Spannungsspitzen werden von den 400V TVS Dioden unterdrückt. Eigentlich funktioniert es auch so, aber wenn mir eine TVS Diode abraucht dann sind die Bricks höchstwahrscheinlich auch kaputt. Natürlich ist solches Hard-Switching nicht ideal, aber was soll ich machen wenn sich nichts daran ändern lässt? ich werde morgen noch die Gatewiderstände auf 5 Ohm (Ursprünglich 2,3Ohm) erhöhen, um zu sehen ob das hilft. Kann mir trotzdem bitte irgendwer hierhelfen? Ich finde leider nichts im Internet über das ZCS verhalten des 1.3b Drivers. Eventuell werde ich den 2.7 Driver bauen, wenn das Problem sich nicht lösen lässt.
Sowas habe ich noch nicht gesehen. Bist du dir sicher, dass es sich da nicht um einen Messfehler handelt? Ich wüsste jetzt nicht, was am 1.3er Treiber da so einen Phasenversatz erzeugen könnte. Ich kann mir irgendwie auch nicht vorstellen das der Strom noch so schön sinusförmig aussieht, wenn die Brücke wirklich mit so einer krassen Phasenverschiebung läuft. Miss mal das Feedback Signal hinter dem ersten Schmitt-Trigger in Relation zum Shunt am OCD. Schön wäre natürlich auch mal das Feedback Signal zur Brückenspannung, allerdings kannste das nicht mit nem normalen Tastkopf machen, weil du dann einen Pol der Brücke über das Scope mit dem Treiber verbinden würdest. Also Diff-Tastkopf oder den GND-Anschluss abgeklemmt lassen und schauen ob ein halbwegs ordentliches Bild raus kommt. Würde erstmal gerne ausschließen das es sich da um irgend einen komischen Messfehler handelt.
Der 1.3er Treiber sieht erstmal recht solide aus, beim 2.7er haben sich nicht wirklich grundlegende Sachen geändert.
Das die TVS-Dioden nicht heiß werden kann auch einfach daran liegen das die Transienten über die Bodydioden in den IGBTs gegen die Snubber abgeleitet werden. Deswegen hatte ich damals ja mal geschrieben, dass die eigentlich überflüssig sind. Aber schaden tun die halt auch nicht.
Ich kann es auch nicht wirklich glauben mit der Phasenverschiebung, die Bricks müssten doch kochen bei diesen Verlusten. Die Bricks bleiben aber eiskalt. Ich werde morgen wie du gesagt hast hinter dem 1.Schmitttrigger (Pin 2 vom 74HC14) messen und in Relation dazu über den 10 Ohm Widerstand der OCD messen. Irgendwie traue ich dem China Scope sowieso nie wirklich. Der Trigger spinnt ständig herum und die Drehencoder machen was sie wollen.
Eigentlich meinte ich, dass sich die IGBT Bricks nicht erwärmen. Bei den TVS Dioden kann ich das schwer sagen, da sie aus Platzgründen unter den Snubbercaps sind. Vieleicht finde ich noch wo einen Thermofühler fürs Multimeter, den mit dem Finger würde ich nur ungern zwischen die Ausgänge kommen.
Phoenix6478 hat geschrieben:[...]Irgendwie traue ich dem China Scope sowieso nie wirklich. Der Trigger spinnt ständig herum[...]
Kann es das nicht auch genau sein? Das dein Scope die Kanäle einzeln triggered und dadurch bei gleicher Frequenz auch die Maxima an der gleichen Stelle sind?
Ich glaube ich habe den Beweis, dass es sich wirklich nur um einen Messfehler handelt. Ich habe Phase Lead mit dem Aufbau versucht. Ich baute mir selber eine variable Indukivität, indem ich eine Papierhülse über einen Ferritstab machte und danach Kupferlackdraht darauf wickelte. Wenn ich nun den Stab hinein und herausschiebe, verändert sich die Induktivität. In Serie dazu schaltete ich einen 100 Ohm Widerstand und ich klemmte das ganze zwischen dem Eingang des Feedbacks. Wenn ich richtig justiert habe, wurden die Spikes weniger, aber das Signal sah immer noch genau so falsch aus laut Oszi. Würde die Brücke aber wirklich so schalten, dann hätte sich an den Spitzen nichts geändert, da ich eine so große Verschiebung mit Phase Lead gar nicht ausgleichen kann. Leider beginnt die Brücke bei höheren Spannungen komische Sachen zu machen, wenn meine Phase Lead Schaltung angeschlossen ist. Die Brücke beginnt unregelmäßig sich aus und einzuschalten, ähnlich wie beim Burst Mode. Das liegt daran, dass sich bei höherer Brückenspannung auch die Amplitude des Feedback-Signals vom Stromwandler erhöht. Somit steigt auch der Spannungsabfall am 100Ohm Widerstand und der Driver bekommt ein immer schwächeres Signal, bis er nicht mehr genau weiß, wann er schalten soll. Ich weiß aber nicht, wie ich das beheben kann. Ich glaube nicht, dass der 1.3b Driver überhaupt für Phase Lead geeignet ist.
Um nur das Scope alleine zu testen, kannst Du doch auch einfach beide Sonden miteinander verbinden und ein Signal einspeisen und schauen, ob das Scope daraus selber eine Phasenverschiebung macht. Falls ja, würde ich das Scope schleunigst ersetzen. Ein solches bekommt man gebraucht mittlerweile für wenig Geld und ein Messgerät, auf das man sich nicht verlassen kann, ist noch schlechter als gar keines. Ich würde aber auch mal mit einem Signalgenerator am Feedbackeingang des Treibers einspeisen und dann das Feedbacksignal und das Ausgangssignal am Treiber messen und schauen, ob Du dann eine Phasenverschiebung feststellen kannst, alles ohne Brücke etc.
Gemäss meinen Erfahrungen kommt man auch ohne Phaselead gut zurecht, wenn man das Setup seriös aufbaut. Die Phasenverschiebung, die der 1.3b-Treiber selber verursacht, ist absolut minimal. Um Delays zu vermeiden, würde ich aber unbedingt dafür sorgen, dass überall gleiche Logikgatter eingesetzt werden, also nicht HC mit HCT o.ä. mischen.
Die Aussetzer der Spule können auch von den Einstreuungen herrühren. Dieses Problem hatte ich auch, als ich den Treiber und den Interrupter noch nicht in geerdeten Metallgehäusen eingebaut hatte.Zudem muss die verbindung zwischen interrupter und Treiber auf jeden Fall gut geschirmt sein, falls elektrisch übertragen wird. Bei mir hat ein doppelgeschirmtes Audio-Cinch-Kabel gut funktioniert.
Beste Grüsse
kilovolt
Alle Angaben meinerseits ohne Gewähr! Ich lehne jegliche Haftung für Personen- und/oder Sachschäden ab. Jeder ist für seine Sicherheit selber verantwortlich.
Danke für eure Unterstützung, aber ich habe den Übeltäter gefunden
Der 108 Ohm Shunt für den Stromwandler des Oszis war zu groß und er verursachte die Phasenverschiebung. Ich habe ihn gegen 10 Ohm ausgetauscht und es sieht alles besser aus. Das ZCS ist zwar immer noch nicht perfekt, aber ohne Phase Lead wird es das auch nicht. Ich habe heute die OCD auf 520A eingestellt und habe die Brücke etwas laufen lassen bei diesem Strom. Die IGBT Bricks erwärmten sich gerade mal um 10°C laut meinem Infrarotthermometer. Beim Static Load Test brachte ich die Brücke dazu, 22A von meinem Variac zu ziehen. Das entspricht etwa 4.6kW. Das Backblech wurde bis zu 300°C heiß. Die Brückenspannung war bei 300V. Die Spannungsspitzen betrugen nur nuch 330V. Den Grund dafür hat mir Mads Barnkob in seinem Forum erklärt. Je höher die C-E Spannung bei den IGBT's, desto geringer sind die Spannungsspitzen. Aber vieleicht muss ich noch mein MMC vegrößern, um die RMS-Stromfestigkeit zu erhöhen. Das MMC wurde nämlich 45°C heiß, was mir persönlich etwas zu viel ist. Zum Glück sind die FKP1 Kondensatoren bei Reichelt relativ günstig.
Gut dass du das Problem gefunden hast; hätte auch auf den hohen Widerstandswert getippt
Den MMC zu vergrößern wird dein "Problem" nur bedingt lösen. Um im gleichen Frequenzbereich zu bleiben musst du die Primärspule entsprechend verkleinern. Beides, der größere MMC und die kleinere Spule sorgen für einen schneller ansteigenden Primärstrom, sodass du nur noch kurze Pulsweiten fahren kannst.
45°C werden die FKP1 ohne Probleme verkraften; das sollte dir keine Sorgen bereiten. Vor allem würde ich zur Verbesserung der Temperatur keine kürzeren Pulsweiten in Kauf nehmen.
@Phoenix:
super gemacht! Schön, dass Du den Fehler so schnell eruieren konntest. Dann dürfte Deiner DRSSTC nun ja nichts mehr im Wege stehen, würde ich mal meinen
@Max:
er könnte den MMC ja so erweitern, dass die Kapazität gleich bleibt und dafür die Spannungsfestigkeit steigt und die Anzahl der Parallelstränge ebenfalls. 45°C an der Aussenseite finde ich auch grenzwertig, denn im Innern werden dann wohl deutlich höhere Temperaturen herrschen.
Beste Grüsse
kilovolt
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So erst mal die gute Nachricht: Die Brücke schaltet jetzt im perfektem Nulldurchgang . Ich habe den Stromwandler für das Feedback getauscht jetzt gehts. Im Anhang ist noch ein Oszillogramm: Das rote Signal ist der Strom, das Gelbe die Spannung.
Die schlechte Nachricht: Heute habe ich mehr Windungen an der Primärspule abgegriffen. Dabei lag die Resonanzfrequenz bei 70kHz anstatt 100kHz wie vorher. Plötzlich gab es knack und Zischgeräusche. Nach diesem Vorfall habe ich die ganze Brücke zerlegt und die Teile gemessen. Die IGBT Bricks, die TVS Dioden und alles andere ist in Ordnung. Dadurch tippe ich auf mein armes, überlastetes MMC . Dadurch das ich die Windungszahl erhöht habe, ist die Induktivität gestiegen und somit auch die Spannung am MMC. Glücklicherweise sind die FKP 1 Caps selbstheilend. Ich habe alle Caps durchgemessen mit dem LCR Meter, einige haben nur wenige nF verloren und der ESR ist auch in Ordnung. Ich glaube ich kann die Kondensatoren trotzdem noch verwenden. Ich werde mir nun mehr von den FKP 1 kaufen bei Reichelt. Mein jetziges besteht aus 21 Stück FKP 1 mit 1600V und 100nF. Es sind 3 in Reihe und 7 von den Paketen parallel. Das ergibt 233nF bei 4800V. Mein neues MMC wird aus 40 Stück bestehen. Dabei werden 4 in Reihe und 10 dieser Pakete parallel geschalten. Dabei ergeben sich 250nF bei 6400V. Glaubt ihr das reicht? Eventuell sogar 5 in Reihe und 12 davon Parallel. Das ergibt 240nF bei 8000V.
Edit: Kleines Update: Ich habe gerade die Kondensatoren bestellt. Das MMC wird 240nF bei 8000V mit 60 Kondensatoren haben.
Mit besten Grüßen
Phoenix
Wenn die Kondensatoren tatsächlich schon Geräusche von sich gegeben haben, dann würde ich die nicht mehr einsetzen. Wenn da mal ne Kohlespur vorhanden ist oder das Gehäuse geplatzt ist, dann ist eine vernünftige Isolation nicht mehr gegeben und Du läufst Gefahr, die Brücke abzuschiessen. Sieht man denn nirgends äusserlichen Schaden an den Kondensatoren? Bei einem zischgeräusch müsste man doch was sehen können...
Beste Grüsse
kilovolt
Alle Angaben meinerseits ohne Gewähr! Ich lehne jegliche Haftung für Personen- und/oder Sachschäden ab. Jeder ist für seine Sicherheit selber verantwortlich.
Nein, an den Kondensatoren ist nichts zu sehen. Es sind ja auch nicht alle durchgeschlagen. Ich werfe einfach jene weg, welche unter 100nF, wie 98 oder 96nF haben. Bei denen ist ein Teil der aluminisierten PP Folie verdampft. Wima verkauft die FKP Serie als selbstheilend. Wenn ein Kondensator mit zu großer Spannung betrieben wird, verdampft die Aluschicht an der Stelle des Durchschlages. Der Kondensator wird nicht zerstört, aber er verliert an Kapazität da seine leitfähige Oberfläche weniger geworden ist. Wenn ein Kondensator aber immer noch die originalen 100nF hat, dürfte es keinen Überschlag in ihm gegeben haben.
Wäre es eigentlich besser, wenn ich 4 Kondensatoren in Serie schalte und 15 davon parallel? Dann hätte ich 375nF bei 6400VDC Spannungsfestigkeit. Wie Max schon gesagt hat könnte es dann leider sein, dass ich nur noch kürzere Pulsweiten mit der DRSSTC machen kann. Mit der Primärspule und der Resonanzfrequenz würde noch alles gehen. Aber eigentlich müsste ich längere Entladungen bekommen, oder? Zusätzlich würde sich auch die RMS Strombelastbarkeit des MMCs erhöhen, was einen geringeren Temperaturanstieg zur Folge hätte.
. Dadurch das ich die Windungszahl erhöht habe, ist die Induktivität gestiegen und somit auch die Spannung am MMC. Glücklicherweise sind die FKP 1 Caps selbstheilend. Ich habe alle Caps durchgemessen mit dem LCR Meter, einige haben nur wenige nF verloren und der ESR ist auch in Ordnung. Ich glaube ich kann die Kondensatoren trotzdem noch verwenden. Ich werde mir nun mehr von den FKP 1 kaufen bei Reichelt. Mein jetziges besteht aus 21 Stück FKP 1 mit 1600V und 100nF. Es sind 3 in Reihe und 7 von den Paketen parallel. Das ergibt 233nF bei 4800V. Mein neues MMC wird aus 40 Stück bestehen. Dabei werden 4 in Reihe und 10 dieser Pakete parallel geschalten. Dabei ergeben sich 250nF bei 6400V. Glaubt ihr das reicht? Eventuell sogar 5 in Reihe und 12 davon Parallel. Das ergibt 240nF bei 8000V.