Projekt: DRSSTC

[Christoph]

TEH FUCK sieht die Platine geil aus!! Das gefällt mir! Jetzt fehlen nurnoch richtig dicke Sparks.

Gruß, Christoph

[DickerFunke]

Ouha... wirklich sehr nice die Platine...

Ich muss auch mal meine alten SSTCs wieder rauskramen und mal den ganzen Lochraster-Müll rauswerfen

Aber Frage: Wieso sind die Zuleitungen zu den GDTs so lang? Ordentlich Querschnitt für Strom ist ja da, aber je kürzer der Weg, desto besser.

[LangerBlitz]

Ich hätte mir denken können, dass du diesen meinst.
Leider habe ich momentan keine solche Kondensatoren zur Hand. Aber auch sonst bräuchte ich diesen nicht wirklich, da während eines Interrupts das Signal zum Treiber 0V Pegel hat. Ein Schaden oder eine Störung im Signalgeneratorteil wäre natürlich auch nie undenkbar.

@DickerFunke:
"lange" Zuleitungen deshalb, weil die GDTs dort, wo sie gerade platziert sind, am praktischsten ausgerichtet sind. das hat etwas mit den Wicklungen zu tun.
Ich denke aber, dass die Länge der prämärseitigen Zuleitungen nicht so kritisch, wie die der Sekundärseitigen, ist. Bei der Sekundärspule muss man gut aufpassen, dass es dort nicht zu hohen Induktivitäten kommt, denn diese haben sehr schlechte Auswirkungen auf das Signal und die Flankensteilheit am Gate. Das ist übrigens auch ein Grund für die aktuelle Platzierung der GTDs.

Edit:
Die Mosfets saßen ursprünglich in TO-220-Gehäusen. Etwas Herumpfeiler- und Biegerei und es sind daraus D2PAK-Mosfets geworden.

[Spitzi]

Ganz sicher hast du wohl einen einfachen Elko als DC Block-Cap zur Hand.
Ich würde dass risiko nicht eingehen, man weiß ja nie was in dem System über die ganze Zeit passiert und dass muss ja nur einmal falsch schalten und schon sehen die Treiber aus wie auf deinem Profilbild
Edit: Ich finde dein Layout cool, dass werde ich mir merken.

[DickerFunke]

@LB: Hatte mich schon gewundert, so sehen doch keine normalen D-Packs aus

[LangerBlitz]

So!
Erste Tests mit Einweggleichrichtung bei 230V Effektivspannung verliefen einwandfrei. Dabei flossen etwa 4A.
Komischerweise waren die Funken mit Mot als Strombegrenzung länger (fast 30cm) und an den Spitzen dünner. Ohne Mot dagegen waren sie flauschiger, dafür aber kürzer (20cm).
Als provisorische DRSSTC bei 100V habe ich die Spule ebenfalls laufen lassen. Erstaunlich, wie laut diese Entladungen mit 100nF als Primärkondensator werden können. Zusätzlich verlängerten sich die Entladungen um das doppelte, wurden allerdings nur halb so "energiereich".
Als ich die SSTC im Interrupterbetrieb bei Vollgleichrichtung und Glättung mit 3000µF sowie mit Mot als Strombegrenzung testen wollte, gabs plötzlich einen ohrenbetäubenden Knall und, wie ich mich leicht erinnern kann, ein Aufblitzen aus dem Endstufenbereich.

Auf den folgenden Fotos kann man den zersprengten MOSFET erkennen.
Beim Abschrauben des Transistors machte ich aber auch eine beunruhigende Entdeckung: Auf dem Kühlkörper sowie an dem Gate-Beinchen des besagten Mosfets sind Spuren einer Lichtbogenentladung zu erkennen. Am Anschluss sind kleine Verschmelzungen mit schwarzem Rand zu sehen. Auf dem Kühlkörper, direkt unter dem Gate-Anschluss, ist ebenfalls ein dunkler Fleck.
Ist es möglich, dass es hier eine enorm Hohe Spitzenspannung zwischen Gate und Drain (Kühlkörper) im Breich von mehreren kV gab, die zur Zerstörung des Mosfets führte?
Anzumerken sei noch, dass die Mosfets nagelneu montiert wurden und es somit keine Beschädigungen vor dem Durchschuss hätte geben können.
Aber seht selbst:

[LangerBlitz]

Nun wandelt sich meine funktionierende SSTC immer mehr zur DRSSTC.
Unumgänglich soll bei DRSSTCs nebst vielen anderen wichtigen Dingen ein Feedbackoszillator sein.
Nun, gesagt, getan und es funktioniert - schaltungstechnich zumindest. Mein Problem ist jetzt allerdings, dass der Feedbackringkern, welcher etwa 100 Windungen hat, nur bei 288kHz schwingt. Die Resonanzfrequenz meiner Spule beträgt aber 303kHz und sie hat auch nur bei dieser Frequenz die längsten Entladungen!
Deshalb höre ich bei Feedbackbetrieb nur das 50Hz-Brummen des Speisetrenntrafos in den Lautsprechern meiner Musikanlage, sehe aber keine Funken am Topload - ist ja schließlich selbsterklärend.

Womit ist das zu erklären? Könnt ihr mir dabei helfen, die Feedbackfrequenz auf die Resonanzfrequenz zu bekommen?

[Stefan A]

Wie und an welcher Stelle nimmst du denn das Feedback?
wenn du Primärstromfeedback verwendest, ist es nicht verwunderlich, dass es nicht funktioniert. Wenn du Sekundär-Fußpunkt-Feedack verwendest, versuch es mal mit einem anderen Kern und kürzeren leitungen.

Gruß, Stefan

[LangerBlitz]

Ich habe natürlich erstmal ein Sekundär-Feedback genommen. Kern ist einer von Pollin, welcher auch als GDT gut funktionierte.
Später teste ich aber trotzdem noch einen anderen Kern.

[VttcFan]

Hi,
Also mit den Pollin Kernen habe ich die Erfahrung gemacht, dass die schon auf eine Windung mehr oder weniger sehr empfindlich mit dem Signal reagieren, vielleicht verfälscht das das Signal.

Gruß VttcFan.

[LangerBlitz]

Verdammt!
Das mit dem Feedback leg ich ersteinmal zur Seite.
Ich habe momentan mit einem ganz anderen Problem zu kämpfen:
Meine Brücke packt es einfach nicht, bei 220V= wenigstens 10 Sekunden CW ohne Durchschuss zu schalten.
Obwohl meine Pollin-IGBTs (20n60b3d) den doppelten Impulsstrom (160A) der IRFP460 vertragen, knallen die sofort nach 3 Sekunden laufen durch. Beim Einstecken des Netzsteckers gibt es meistens sofort einen Kurzen.
Die Effektivspannung des Trenntrafos vor dem Brückengleichrichter beträgt etwa 160V.
Bei jedem Wechseln der Transistoren habe ich auch alle Schutzdioden erneuert.
Was mir aber aufgefallen ist: Das Signal des Oszillators schwingt, d.h., es verändert während des Betriebs geringfügig seine Frequenz (vergleichbar mit einer Audiomodulation)
Das Steuersignal ist auch sehr sauber und kann kaum die Ursache für die Fehler sein:
-100ns Anstiegs- und Fallzeit
-sowohl mit Deadtime als auch ohne Deadtime mit dem selben Ergebnis
-30V Amplitudenlänge
Ich bin gerade ganz schön verzweifelt, weil es einfach nicht sein kann, dass die Brücke so schwach gegen solche mickrigen Spannungen ist und ich keine Fehler erkennen kann.
Vorallem, wenn ich sehe, dass Leute die selben IGBTs in einer DRSSTC bei Netzspannung betreiben.

Mögliche Fehlerursachen, die mir jetzt ganz spontan einfallen könnten:
-Überspannung
-Überstrom (unwahrscheinlich)
-zu geringe Windungszahl der Primärspule (4)

Vielleicht hat hier der ein oder andere Erfahrung mit soetwas und kann mir ja einige Tipps geben.

[Stefan A]

Hmmm, schwer da was zu verbessern.
Also zunächst solltest du wirklich etwas mehr Primärwindungen verwenden. 4 sind schon sehr wenig. Und verstehe ich das richtig, dass du 30V Amplitude (also +-30V) am Gate hast??? Wenn ja, dann schau mal ins Datenblatt
Vielleicht hilft auch eine Stromdrossel.

Gruß, Stefan

[LangerBlitz]

Ich werde danach mal 10 Windungen rauftun und es nocheinmal testen.
Da habe ich wohl etwas verwechselt. Ich meine natürlich 30V Spitzenspannung. Amplitude ist dann folglich 15V.
Eine Stromdrossel kann ich auch mal austesten. Ich denke, da reicht auch eine für Leuchtstofflampen.
Danke für die Antwort bisher.

EDIT:
Ja, da war ich doch wohl etwas zu sparsam mit der 2,5mm²-Litze.
Nun habe ich mal 10 Windungen raufgewickelt und es läuft bisher problemlos. Die Entladungslänge ist natürlich schon um einiges zurückgegangen - aber besser, als 2,40€ Verlust nach jedem Einschalten.
Es ist wirklich erstaunlch, wie viel man beim Bau einer SSTC lernen kann. Und das in fast jedem Themengebiet, da eine SSTC ein weites Spektrum der Elektrotechnik beeinhaltet. Von der Digitaltechnik bis hin zur Leistungselektronik ist hier eine Menge drin.
Das ist der Grund, wieso ich schon seit gut einem Jahr dieses Projekt plane, erweitere und ständig verändere.
So besteht kein Zweifel, dass diese Spule, wie bei Kai auch, zu einer zuverlässig laufenden DRSSTC, wird. Das ist mein Ziel.

Ah und: ich habe jetzt nocheinmal das Feedback ausprobiert: Komischerweise liegt die Resonanzfrequenz der Spule jetzt bei etwa 290kHz. (hängt wohl mit der Windungszahl der Primärspule zusammen)
Das heißt, dass es auch schon Funken am Topload gab, da der Ringkern weiterhin bei 288kHz schwingt.
Ich komme näher.

[LangerBlitz]

Nun bin ich dabei, die SSTC zu einer DRSSTC zu machen, auch, wenn sie nicht ganz zuverlässig bei etwa 200V DC läuft. Aber sie wird jetzt nur bei 100V Gleichspannung abgestimmt. Feedback habe ich nun ausnahmsweise zur Seite gepackt. Es funktioniert grundsätzlich korrekt, allerdings sind es sind mir zu viele Störungen im Signal (Schwingungen im Rechteck, Frequenz-Drifting, wie bei einer Audiomodulation).
Der Oszillator ist soweit auf die Resonanzfrequenz eingestellt. Ich hoffe, diese verändert sich nicht beim Abstimmen einer DRSSTC?
Auch den Interrupter habe ich auf ca. 500µs On-time getrimmt.
Die Primärspule wurde mit 10 Windungen ausgelegt. Jede Windung hat jeweils 4 Abgriffpunkte für die Justage.
Endstufe ist eine Halbbrücke mit 2x IRFP460.
Der MMC besteht aus 7 aneinandergereihten 1600V/100nF-MKP1-Folkos. So kann ich mit der gelben Krokoklemme immerwieder die Kapazität mehr oder weniger genau einstellen.
Vorhin habe ich bereits alle möglichen Kombinationen mit Primärkapazität und Windungsanzahl durchprobiert, ohne wirklichen Erfolg.
Bei sehr hoher Primärkapazität (100nF) und egal welcher Windungsanzahl habe ich am Topload immer Output, der grundästzlich länger als der ohne Primärkondensator ist. Je kleiner die Kapazität wird, desto kürzer werden die Funken. Beim ab weniger als etwa 30nF gibts garkeine Entladungen mehr. Bei einem bestimmten Punkt habe ich aber beim justieren gemerkt, dass dort meine Lautsprecher der Musikanlage am lautesten brummen und zusätzlich wobbeln. Bei anderen Abgriffen und Kapazitäten ist nur ein leises kontinuierliches Brummen zu hören.

Laut Raacke soll meine Primärkapazität bei 10 Windungen bei 15nF liegen.

Primärspulendaten:
Innendurchmesser: 16cm
Drahtstärke: 2mm
Lücke zwischen Windungen: 4mm
Höhe oberhalb des Sekundärspulenanfangs: 0cm

Ich hoffe, ihr könnt mir ein wenig unter die Arme greifen und Tipps geben. Eventuell mache ich etwas falsch.

Hier einige Bilder vom Aufbau: