Mini SSTC 5 grillt mir meine MUR840, zieht viel Strom

[Lava]

Hallo zusammen,
nach wahnsinnig langer Abwesenheit habe ich mein altes Hobby wieder aufgegriffen und eine neue SSTC aufgebaut. Ich war hier aktiv als ich geschätzt rund 15..18 war und bin mega froh dass es das Forum noch gibt, und ich mich noch an mein Passwort erinnern konnte wahnsinn wie schnell die Zeit verfliegt

Ich hab dieses Projekt mit kleinen Änderungen nachgebaut: https://www.stevehv.4hv.org/SSTC5.htm
Ich verwende dabei zwei HGTG30N60, zwischen GDT und Gate hängen 5 Ohm+1N54xx, an G-S hängen zwei P6KE30A und zwischen D-S MUR840, alles damit die IGBTs länger leben.. zumindest ist das mein Plan. Bisher opfern sich die MUR860 ganz tapfer. Da ist nämlich auch schon das Problem.. das ganze zieht auch mit wenig Spannung mega viel Strom und die Dioden werden super heiß. Die Spule bringt bei wenig Spannung schon kleine Funken

Noch läuft es in CW, später soll es mit einem interrupter laufen. Vollgleichgerichtet am Variac und Trenntrafo schwingt sie bei 30VDC mit einem 150kHz Stups von einem Mini Signalgen gut an und läuft, aber zieht dabei über 6A und die Brückenspannung bricht auf rund 10V ein. Die Mosfets bleiben Eis kalt, aber die MUR860 werden super schnell heiß.

Ich habe ein paar Fotos angehängt inkl. Oszi Bilder. Das Rechteck ist das Gate-Signal, 5V/Div und 1uS/Div, das andere Oszi Bild ist zwischen D-S an den unteren 30N60 und MUR860, 10V/Div. Da sieht man Spannungsspitzen von rund 40Vpp und das alleine finde ich schon komisch.. sollten die Dioden es nicht bei Vf1.5V kappen?
Habt ihr eine Ahnung was ich da tun kann und woran das liegt? Ich lasse sie ungerne weg, weil sie meine 30N60 schützen sollen..

Noch ein paar mehr Daten zur SSTC: Die Sekundärspule hat 11cm Durchmesser und 28cm Wicklungslänge mit 0.2mm, damit komme ich mit einem TC-Rechner auf ca 258kHz und laut Oszi schwingt es tatsächlich bei ca 250kHz.
Die Primärspule sind 7 Wicklungen 1.5mm Litze, Durchmesser ca 12..13cm.

Ich hoffe man nimmt mir meine super lange Abwesenheit nicht übel und kann mir bei meinem Problem helfen..
Dankeschön schonmal!

Viele Grüße,
Chris

[Thunderbolt]

Ganz blöde frage: bist du sicher, dass du die Dioden richtigrum eingebaut hast?
"Zieht bei wenig spannung viel Strom" und "Dioden werden heiß" klingt für mich nach Dioden falschrum drin.

Wenn das Verhalten ohne gate-ansteuerung identisch ist, spricht das auch dafür, dass das das Problem ist

[Lava]

Hallo Thunderbolt,

danke für den Tip! Ohne Gate-Ansteuerung aber mit 50V Brückenspannung zieht die Brücke keinen Strom und die sind richtig rum drin :/ daran liegt es leider nicht.
Bisher habe ich den Trenntrafo über den Variac versorgt und ich dachte mir heute es könnte evtl. daran liegen, weil die Versorgung dadurch "zu weich" ist. Hab gerade mal den Trenntrafo ans Netz und den Variac an den Trafo gehängt. Bei 50Vac Input schwingt es stabil an, aber zieht fast 10A und die Versorgung bricht auf 23Vac ein ich bin kurz davor die Dioden mal raus zu nehmen, aber habe schiss dass ich mir damit die IGBTs töte...

Viele Grüße,
Chris

[Thunderbolt]

Ich hatte über Nacht die Idee dass es evtl. an meiner Versorgung liegen könnte. Mein Variac hängt am Netz und versorgt einen Trenntrafo. Ich tausche die beiden heute und hänge den Trenntrafo ans Netz und den Variac an den Trafo. Irgendwie habe ich das Gefühl dass es daran liegen könnte.

Halte ich für unwahrscheinlich.

Passen die Gatesignale von der Phase her? also einmal 0° und einmal 180°?
Sonst gehen beide FETs gleichzeitig an und es fließt viel Strom... die Dioden sollen dabei aber eigentlich kalt bleiben.
Dazu würde aber auch passen, über dem unteren FET keine D-S Spannung anliegt, weil weil der obere FET evtl. noch gesperrt ist.

[Lava]

Hast Recht, am Variac und Trenntrafo lags nicht.

Die Gatesignale müssten passen. Vom GDT habe ich an einem Ende der Trifialwicklungen eine Ader ans Gate eines IGBTs und das andere Ende an Source des anderen IGBTs gehängt, also über Kreuz
Habe probeweise mal die Adern an einem IGBT getauscht und witzigerweise schwingt die Spule so auch, zieht aber bei weniger Spannung noch mehr Strom also wieder zurück.
Wobei es mich echt wundert, dass das überhaupt funktioniert... eigentlich sollte das die Versorgung einfach nur kurzschließen, aber ich habe an der Sekundär Output.
Ich tausche mal die beiden MUR860 Dioden gegen neue

edit:
Es leeeebt!

Sonst gehen beide FETs gleichzeitig an und es fließt viel Strom... die Dioden sollen dabei aber eigentlich kalt bleiben.
Dazu würde aber auch passen, über dem unteren FET keine D-S Spannung anliegt, weil weil der obere FET evtl. noch gesperrt ist.

Das ist der richtige Hinweis gewesen, ich hätt die Oszi BIlder besser interpretieren sollen.. es sind zwar nicht die Gate-Signale aber es ist die untere Diode. Die ist durch und hat einen Kurzschluss. Wenn der obere Fet durchgeschaltet hat, hat die dadurch die Versorgungsspannung abbekommen und wurde heiß.
Echt komisch dass die kaputt gewesen ist weil sie eigentlich frisch von Reichelt war.. und die obere wurde auch heiß, obwohl die noch ok war..
Das wäre mir auch aufgefallen wenn ich nur mal die Halbbrückenspannung gemessen hätte.. ach hab wieder viel gelernt.

Vielen vielen Dank für deine HIlfe!

Die rechte Diode ist tot.. die hat schon ziemlich gelitten

[Lava]

Hallo Thunderbolt,
ich schreibe mal einen neuen post, weil ich noch ein Problem habe und bei einer Sache unsicher bin. Erstmal zum Problem:
Selbst ohne Primärspule also ohne Last an der Halbbrücke, wenn ich die Brückenspannung hochdrehe, beeinflusst Vbus das Gate-Signal vom oberen IGBT und ich bekomme in die Anstiegsflanke ringing rein. Dadurch wird der IGBT im Betrieb warm. Aber beim unteren IGBT verändert sich an den Flanken nichts. Ich hab echt keinen Plan woran das liegen kann..

Zu dem woran ich unsicher bin: Ich hab eine neue Primär mit 7 Wicklungen, 4mm2 und 13cm gewickelt und einen kleinen Toroid aus Eisendraht gewickelt. Bei ca 60V zieht die Spule knapp 4A und schwingt bei ca 200kHz. Alles (bis auf der obere IGBT) bleibt soweit kühl und die Funken sind schon echt gut, aber ich sehe auf dem Oszi folgendes:
Die Probe ist direkt zwischen Drain und Source. Einstellungen sind: 20V/div und 1uSek/div:

Wenn der IGBT wieder öffnet und der Drain auf die Halbbrückenspannung hoch geht, ist es normal dass ich an den Drains so ein 120..140V ringing habe?

Mein Aufbau auf dem Tisch sieht noch so aus, nur der GDT ist mittlerweile kürzer mit der Platine verbunden:

[Thunderbolt]

Kannst du mal schauen, ob das vllt einfach 50Hz ripple ist?
einfach mal die zeitbasis vom oszi langsamer drehen, und evtl. den Trigger auf Netzsynchron einstellen, dann sieht man ganz gut, ob das nur rippel vom gleichrichter ist

[Thunderbolt]

Ah, jetzt erst gesehen, dass da tatsächlich auch normales ringing auftritt, uber der D-S-Strecke ist das aber normal und eigentlich unkritisch.

Wie hast du das denn gemessen? weil am highside-fet kannst du ja nicht so einfach messen, Source hebt es ja auf Vbus an, wenn der FET an ist.

[Lava]

Ah, jetzt erst gesehen, dass da tatsächlich auch normales ringing auftritt, uber der D-S-Strecke ist das aber normal und eigentlich unkritisch.

Okay danke, dann bin ich beruhigt. Hab mal gelesen dass sich TVS-Dioden besser eignen sollen als MUR860.. vllt. ersetze ich die mit der nächsten Reichelt Bestellung.

Wie hast du das denn gemessen? weil am highside-fet kannst du ja nicht so einfach messen, Source hebt es ja auf Vbus an, wenn der FET an ist.

Die Endstufe hängt an einem Variac, welcher an einen 4A Trenntrafo angeschlossen ist. Bisher hab ich gedacht dass ich dadurch das Oszi überall anschließen könnte Der Treiber wird von einem 12V 3A Schaltnetzteil versorgt. Wäre da ein klassischer Trafo besser?
Ich hab noch ein paar Fotos von den Gate-Signalen gemacht. Blöderweise dreht das Forum alle Bilder zur Seite.. sorry! Die UCCs füttere ich mit einem externen 150kHz Signal und die Endstufe hat keine Primär angeschlossen. Vielleicht kannst du da etwas rauslesen..
Mir fiel da auch erstmalig auf, dass die Endstufe ohne Primär bei 75Vbus 60mA verbraucht, also leiten kurzzeitig beide Mosfets. Scheint mir aber unkritisch zu sein

Die Gate-Signale sind aber auch etwas asymetrisch.. weiß nicht obs vllt. an den UCCs oder am GDT liegt. Unter 100kHz wird das Signal auch schlechter..

150kHz:
Highside IGBT:
Der wird im richtigen sstc Betrieb auch wärmer als der lowside.
5V/Div und 2uSek/div, 0Vbus:

5V/Div und 2uSek/div, 75Vbus:

Lowside IGBT:
5V/Div und 2uSek/div, 0Vbus:

5V/Div und 2uSek/div, 75Vbus:

[Thunderbolt]

Sehe ich das richtig, dass du das gate nur mit +-10V befeuerst? die IGBTs sind vermutlich erst ab ca. 10V wirklich aus dem linearen bereich raus und voll durchgeschaltet, wenn das geht solltest du den GDT-Treiber mit 24V versorgen, ansonsten evtl. den GDT als 1:2:2 wickeln

[Lava]

Hab etwas rausgefunden Das Phänomen welches ich mit den Gate-Signalen habe, also dass sich die Flanken verändern wenn ich Vbus anlege, ist der Miller-Effekt. Das hab ich hier (ganz unten auf der Seite) rausgefunden: http://www.richieburnett.co.uk/temp/gdt/gdt2.html

Sehe ich das richtig, dass du das gate nur mit +-10V befeuerst?

Jap der Treiber schafft nur +-10V an den Gates.. ich hab die UCCs mal mit 14V anstatt 12V versorgt aber dadurch haben die Signale nicht an Amplitude gewonnen. auch mit zwei provisorischen Wicklungen mehr durch den GDT gingen die Pegel nicht höher.
Hab den Kondensator an den UCC Ausgängen mal auf 250nf erhöht und bei 150kHz verbraucht der Treiber jetzt 190mA und die UCCs werden etwas warm, aber auch das brachte nichts.
Ich wickel heute einen neuen GDT und versuche mal 14 Primär und 1:1.5:1.5 oder 1:2:2, aber mit einem anderen größeren Kern aus einem DC-DC Wandler weil der RIK20 mit 12 Wickl. 1:1:1 schon voll ist. Benutze als Litze starre Adern aus 4 poligen Telefonkabel. Falls sich der andere Kern nicht eignet, bestelle ich bei Reichelt größere N77 Ringkerne, dann verzögert sich alles etwas.

Danke nochmal für deine Hilfe, ich werde mich melden