Téma: Někdo znalý IGBT tranzistorů
Johny_Servis
offline
38/1962
Litovel
38/1962
Litovel
Ahoj
Minule jsem si ověřil, že je tady překvapivě hodně chytrých lidí na elektrotechniku, která je pro silnější výkony než 5W, kde já obvykle končím
O co jde ?
Vyrobil jsem si chytristiku na řízení bojleru vs. fotovoltaika. Stejnosměrná větev mezi panely a střídačem má pouze pojistky, jinak žádný řízeně odpojitelný prvek (který se na 300V/11A DC napětí dost blbě realizuje). V řídícím programu jsem počítal s budoucí možností, že třeba seženu nějaké SSR relé, proto v řídícím programu mám připravený ovládací výstup na tento spínací prvek. Úplnou náhodou se mi teď do ruky dostaly 3ks IGBT tranzistorů EUPEC BCM 50GB 120 DN2, které jsou stavěny na 400W ztrátového výkonu a jedná se zjevně o hodně kvalitní, průmyslové provedení. Začal jsem tedy přemýšlet, jestli by to nešlo použít právě jako to SSR relé. Nastudoval jsem si nějakou problematiku okolo, typické zapojení a tak. Dotyčné IGBTčka jsem proměřil a všechny gaty na nich fungují správně. Teoreticky by to mělo mít v sepnutém stavu úbytek asi 0,6V, což mi při 11A DC udělá do 7W ztráty (a to jen při plném výkonu FVE), takže pohoda. Říkal jsem si, že kromě mechanického provozního a havarijního termostatu na střídavé straně za střídačem bude toto ještě jeden bezpečnostní prvek navíc, kdy by chytristika odpojila přímo panely od střídače v případě že by oba klasické termostaty selhaly (šance je sice 1:100000, ale proč ne, když už ty IGBTčka mám) + si to můžu pohodlně vypnout třeba v případě údržby i během dne.
Nakonec jsem kouknul ještě do datasheetu, abych si ověřil minimální treshold voltage (napětí k otevření gate) a ejhle co nevidím - viz. příloha
Vce je napětí kolektor-emitor, v mém případě až 300V
Ic pak proud kolektoru, v mém případě až 11A
Koukám na křivku označenou jako "DC", protože přesně ta mě zajímá a vidím, že mé parametry jsou hodně mimo tuto hranici.
Chápu správně, že to by muselo napětí z panelů pulzovat s periodou 1ms, abych mohl tímto IGBT spínat 300V@11A ?
Takže použití IGBT jakožto SSR relé pro spínání DC napětí je nevhodné ?
Jde mi o to, jestli jsem něco nepřehlídl a třeba by ta IGBTčka šla použít, a byla by škoda aby mě ležela v bordelu a padal na ně prach, když by mohly sloužit...
Děkuji za případné nápady/rady atd.
Minule jsem si ověřil, že je tady překvapivě hodně chytrých lidí na elektrotechniku, která je pro silnější výkony než 5W, kde já obvykle končím
O co jde ?Vyrobil jsem si chytristiku na řízení bojleru vs. fotovoltaika. Stejnosměrná větev mezi panely a střídačem má pouze pojistky, jinak žádný řízeně odpojitelný prvek (který se na 300V/11A DC napětí dost blbě realizuje). V řídícím programu jsem počítal s budoucí možností, že třeba seženu nějaké SSR relé, proto v řídícím programu mám připravený ovládací výstup na tento spínací prvek. Úplnou náhodou se mi teď do ruky dostaly 3ks IGBT tranzistorů EUPEC BCM 50GB 120 DN2, které jsou stavěny na 400W ztrátového výkonu a jedná se zjevně o hodně kvalitní, průmyslové provedení. Začal jsem tedy přemýšlet, jestli by to nešlo použít právě jako to SSR relé. Nastudoval jsem si nějakou problematiku okolo, typické zapojení a tak. Dotyčné IGBTčka jsem proměřil a všechny gaty na nich fungují správně. Teoreticky by to mělo mít v sepnutém stavu úbytek asi 0,6V, což mi při 11A DC udělá do 7W ztráty (a to jen při plném výkonu FVE), takže pohoda. Říkal jsem si, že kromě mechanického provozního a havarijního termostatu na střídavé straně za střídačem bude toto ještě jeden bezpečnostní prvek navíc, kdy by chytristika odpojila přímo panely od střídače v případě že by oba klasické termostaty selhaly (šance je sice 1:100000, ale proč ne, když už ty IGBTčka mám) + si to můžu pohodlně vypnout třeba v případě údržby i během dne.
Nakonec jsem kouknul ještě do datasheetu, abych si ověřil minimální treshold voltage (napětí k otevření gate) a ejhle co nevidím - viz. příloha
Vce je napětí kolektor-emitor, v mém případě až 300V
Ic pak proud kolektoru, v mém případě až 11A
Koukám na křivku označenou jako "DC", protože přesně ta mě zajímá a vidím, že mé parametry jsou hodně mimo tuto hranici.
Chápu správně, že to by muselo napětí z panelů pulzovat s periodou 1ms, abych mohl tímto IGBT spínat 300V@11A ?
Takže použití IGBT jakožto SSR relé pro spínání DC napětí je nevhodné ?
Jde mi o to, jestli jsem něco nepřehlídl a třeba by ta IGBTčka šla použít, a byla by škoda aby mě ležela v bordelu a padal na ně prach, když by mohly sloužit...
Děkuji za případné nápady/rady atd.
assassin
Moderátor
offline
20/77558
Horoměřice
offline
20/77558
Horoměřice
1 reakcí na tento příspěvek Někdo znalý IGBT tranzistorů
Pres LGBT je tu nejvetsi odbornik Bill a codo 
Johny_Servis
offline
38/1962
Litovel
38/1962
Litovel
1 reakcí na tento příspěvek (reakce na) Někdo znalý IGBT tranzistorů
assassin> 
assassin
Moderátor
offline
20/77558
Horoměřice
offline
20/77558
Horoměřice
1 reakcí na tento příspěvek (reakce na) Někdo znalý IGBT tranzistorů
Johny_Servis> Nedal sis to hned pri zalozeni tematu do zalozek v prohlizeci? Kdyz pak otevres tu zalozku, vytvori to nove tema… (…si to myslim)
Naposledy editováno 20.02.2023 23:15:50
Naposledy editováno 20.02.2023 23:15:50
jean192
offline
3/4253
Nitra
3/4253
Nitra
combust
offline
0/1869
Opava-Město
0/1869
Opava-Město
Ta charakteristika vypovídá o možným Ic pro daný Vce. Když to bude jen spínat a rozpínat tak to bude pracovat ve dvou bodech Ic=0 při Vce=300V a Ic=11A při Vce=0,6V takže to bude v safe zóně.
Pro přechodný jevy během spínání se to pak bude řídit fall a rise time toho tranzistoru. U tohodle typu je to asi 100ns takže tomůže jít na max a bude to v safe zóně. Ale je třeba mít patřičně rychlej náběh napětí na hradle aby to seplo a vyplo rychle. Hlavně vypínání je oser takže se to někdy řeší tak že se použije záporný napětí aby se gate rychle vybil a tranzistor zavřel. Ale to je spíš problém měničů a podobnejch kmitavejch zařízení.
E:mimochodem na str 7 datasheetu máš i grafy ztrát při spínání a rozpínání a maj to pro 600V a 50A. Takže tvejch 300 a 11 to dá v pohodě.
Naposledy editováno 20.02.2023 23:47:45
Pro přechodný jevy během spínání se to pak bude řídit fall a rise time toho tranzistoru. U tohodle typu je to asi 100ns takže tomůže jít na max a bude to v safe zóně. Ale je třeba mít patřičně rychlej náběh napětí na hradle aby to seplo a vyplo rychle. Hlavně vypínání je oser takže se to někdy řeší tak že se použije záporný napětí aby se gate rychle vybil a tranzistor zavřel. Ale to je spíš problém měničů a podobnejch kmitavejch zařízení.
E:mimochodem na str 7 datasheetu máš i grafy ztrát při spínání a rozpínání a maj to pro 600V a 50A. Takže tvejch 300 a 11 to dá v pohodě.
Naposledy editováno 20.02.2023 23:47:45
Deadman
offline
5/5100
Vlkov pod Oškobrhem
5/5100
Vlkov pod Oškobrhem
Nejsem znalý výkonové elektroniky, dělám opak toho a ještě jen digitál.
Ten graf mi jako lajkovi připadá jako výkonová charakteristika. Tedy v podstatě kolik tepla snese trvale (DC charakteristika) a kolik pulzně a jak dlouho.
Výkon, odpovídající teplu je napětí krát proud.
Pro tvé 300V a 11A by to bylo 3.3kW DC, což je daleko mimo možnosti toho tranzistoru. Jenže to není tvůj případ, ty máš předpokládám 300V na rozepnutém tranzistoru a 11A na sepnutém, nikoliv dohromady. Něco mezi, např 5A při 150V (nevím jaká je VA charakteristika FVE a ještě jaká je zátěž v sérii) by bylo při částečně seplém tranzistoru, což také překročí jeho max výkon. IGBT na to ani není dělaný, je naopak zkonstruovaný pro rychlé sepnutí a vypnutí. Např rychlé vypnutí je s obyčejnými jednoduchými tranzistory s rostoucí velikostí ze saturace pomalé, protože je potřeba z něj odvést velký náboj.
I pokud by ve VA charakteristice FVE byl velmi nepříznivý max výkon, že to dává 11A při 300V plus úbytek na užiteřné zátěži (pak by to ale dávalo větší napětí na prázdno a větší proud na krátko), tak si to vyneseš do toho grafu a výjde ti maximální čas, ve kterým ten transistor musíš zavřít (nebo otevřít) aby se nestihl poškodit výkonem. Což pro tvá čísla je asi 2ms. To v podstatě znamená, že ten gate IGBT musíš budit rovnou nějakým plnohodnotným budičem/výstupem, nesmí tam být v sérii větší odpor a už vůbec ne kapacita.
Edit: Píšu vždy tak pomalu, že mezitím vždy už odpoví někdo jiný...
Naposledy editováno 21.02.2023 00:06:46
Ten graf mi jako lajkovi připadá jako výkonová charakteristika. Tedy v podstatě kolik tepla snese trvale (DC charakteristika) a kolik pulzně a jak dlouho.
Výkon, odpovídající teplu je napětí krát proud.
Pro tvé 300V a 11A by to bylo 3.3kW DC, což je daleko mimo možnosti toho tranzistoru. Jenže to není tvůj případ, ty máš předpokládám 300V na rozepnutém tranzistoru a 11A na sepnutém, nikoliv dohromady. Něco mezi, např 5A při 150V (nevím jaká je VA charakteristika FVE a ještě jaká je zátěž v sérii) by bylo při částečně seplém tranzistoru, což také překročí jeho max výkon. IGBT na to ani není dělaný, je naopak zkonstruovaný pro rychlé sepnutí a vypnutí. Např rychlé vypnutí je s obyčejnými jednoduchými tranzistory s rostoucí velikostí ze saturace pomalé, protože je potřeba z něj odvést velký náboj.
I pokud by ve VA charakteristice FVE byl velmi nepříznivý max výkon, že to dává 11A při 300V plus úbytek na užiteřné zátěži (pak by to ale dávalo větší napětí na prázdno a větší proud na krátko), tak si to vyneseš do toho grafu a výjde ti maximální čas, ve kterým ten transistor musíš zavřít (nebo otevřít) aby se nestihl poškodit výkonem. Což pro tvá čísla je asi 2ms. To v podstatě znamená, že ten gate IGBT musíš budit rovnou nějakým plnohodnotným budičem/výstupem, nesmí tam být v sérii větší odpor a už vůbec ne kapacita.
Edit: Píšu vždy tak pomalu, že mezitím vždy už odpoví někdo jiný...
Naposledy editováno 21.02.2023 00:06:46
ynzha
offline
13/2300
Březina
13/2300
Březina
Hele a není těch 300V 11A bod, ve kterém ty soláry dodají maximální výkon? Jestli ano, tak když je odpojíš, pojedou naprázdno a to tam bude daleko větší napětí, to by chtělo znát, abys nepřekročil VCEmax těch tranzistorů. BTW jestli k tomu vedou dlouhé dráty, bude nezanedbatelná indukčnost toho vedení a v tom případě by bylo dobré mít mezi kolektorem a emitorem RC snubber (odpor a kondenzátor v serii), protože při spínání/vypínání tam může být dost podstatná napěťová špička, která by mohla překročit VCEmax.
Pokud nebudeš spínat záporný pól panelů proti zemi, budeš muset pořešit izolovaný gate driver a izolovaný zdroj pro něj, což je poněkud netriviální úloha a integráky pro tento účel jsou dost úzkoprofilové zboží. Já bych se na to asi vykašlal a použil hotové SSR, bude s tím míň drbání za srovnatelné peníze.
Nepodceň chladič, i těch 7W je docela dost..
Naposledy editováno 21.02.2023 09:14:13
Pokud nebudeš spínat záporný pól panelů proti zemi, budeš muset pořešit izolovaný gate driver a izolovaný zdroj pro něj, což je poněkud netriviální úloha a integráky pro tento účel jsou dost úzkoprofilové zboží. Já bych se na to asi vykašlal a použil hotové SSR, bude s tím míň drbání za srovnatelné peníze.
Nepodceň chladič, i těch 7W je docela dost..
Naposledy editováno 21.02.2023 09:14:13
bullet125
offline
3/57
Plzeň 1-Vinice-jih
3/57
Plzeň 1-Vinice-jih
1 reakcí na tento příspěvek Někdo znalý IGBT tranzistorů
Mě jenom zaujalo na té křivce... vynesený červený bod 0,5 A... to je tam proč? Edit... beru zpět, v textu mluvíš o 11 A, takže mě je to fuk :)
Naposledy editováno 21.02.2023 14:40:22
Naposledy editováno 21.02.2023 14:40:22
Johny_Servis
offline
38/1962
Litovel
38/1962
Litovel
1 reakcí na tento příspěvek (reakce na) Někdo znalý IGBT tranzistorů
bullet125> výchozím parametrem je maximální možné napětí elektrárny při plném osvitu v -20°C, to je těch 300V a pokud se chci držet v oblasti "Safe area" pro DC (ta plná křivka), tak po vynesení na svislou osu vychází nějakých 0.5A
combust
offline
0/1869
Opava-Město
0/1869
Opava-Město
1 reakcí na tento příspěvek (reakce na) Někdo znalý IGBT tranzistorů
Johny_Servis píše: bullet125> výchozím parametrem je maximální možné napětí elektrárny při plném osvitu v -20°C, to je těch 300V a pokud se chci držet v oblasti "Safe area" pro DC (ta plná křivka), tak po vynesení na svislou osu vychází nějakých 0.5A
Akorát že sis i to odečetl blbě protože je to 2A a ne 0,5.
E:kecám cca 1,5A (čistě teoreticky by to mělo bejt 1,33A pač dovolená výkonová ztráta je 400W)
Naposledy editováno 21.02.2023 15:21:58
Johny_Servis
offline
38/1962
Litovel
38/1962
Litovel
Ledasco jste mi osvětlili
Předně už konečně vím, na co se používají budiče IGBT. Zkoumal jsem čistě jen samotný IGBT a při jeho zkoušení na stole pomocí DC zdroje a multimetru jsem už právě přemýšlel, jak fyzicky implementovat řídící obvody. Sepnutí je asi v pohodě, ale rozepnutí pomocí disktrétních součástek... (a do toho ještě pokud možno galvanické oddělení od řídícího arduina).
Jinak charakteristika té elektrárny je, že 300V je nejvyšší možné napětí, které se může objevit naprázdno při mrazu a plném osvitu při 0 proudu. Pro 11A pak platí jmenovité napětí (+ teplotní koeficient v mrazu), což bude 249V... ano tady jsem to spletl, ale v grafu se to už tolik nezmění...
Celkově po zvážení všech pro a proti a faktu, že to zas až tak úplně nepotřebuji (a tato IGBTčka si ušetřím na něco jiného, kde bude jejich použití bezpodmínečně nutné) tam nedám teď nic a když seženu časem obyčejné SSR relé, tak dám to obyč SSR, kde z jedné strany do toho budu dávat řídící napětí a ono to bude spínat. Bez komplikací s budičema, oddělováním apod. předpokládám že toto všechno už má to SSR vyřešeno v sobě.
Takže díky za názory, myslím že mi to takto úplně stačí
Předně už konečně vím, na co se používají budiče IGBT. Zkoumal jsem čistě jen samotný IGBT a při jeho zkoušení na stole pomocí DC zdroje a multimetru jsem už právě přemýšlel, jak fyzicky implementovat řídící obvody. Sepnutí je asi v pohodě, ale rozepnutí pomocí disktrétních součástek... (a do toho ještě pokud možno galvanické oddělení od řídícího arduina).
Jinak charakteristika té elektrárny je, že 300V je nejvyšší možné napětí, které se může objevit naprázdno při mrazu a plném osvitu při 0 proudu. Pro 11A pak platí jmenovité napětí (+ teplotní koeficient v mrazu), což bude 249V... ano tady jsem to spletl, ale v grafu se to už tolik nezmění...
Celkově po zvážení všech pro a proti a faktu, že to zas až tak úplně nepotřebuji (a tato IGBTčka si ušetřím na něco jiného, kde bude jejich použití bezpodmínečně nutné) tam nedám teď nic a když seženu časem obyčejné SSR relé, tak dám to obyč SSR, kde z jedné strany do toho budu dávat řídící napětí a ono to bude spínat. Bez komplikací s budičema, oddělováním apod. předpokládám že toto všechno už má to SSR vyřešeno v sobě.
Takže díky za názory, myslím že mi to takto úplně stačí
Johny_Servis
offline
38/1962
Litovel
38/1962
Litovel
assassin> Založil jsem téma. Po chvíli jsem ho 1x editoval, to naskočila do fóra 1. duplicita a po chvíli, aniž bych dělal cokoliv dalšího, jenom jsem měl otevřenou stránku správy témat a příspěvků, tak se objevila 2. duplicita.
Celé jsem to dělal na PC s Win11
Celé jsem to dělal na PC s Win11
Johny_Servis
offline
38/1962
Litovel
38/1962
Litovel
1 reakcí na tento příspěvek (reakce na) Někdo znalý IGBT tranzistorů
combust> 10 na nultou je ale 1 ne a 10 na druhou je 100 ne ?
pro 1,33A mě to vychází nějakých 150V (by voko)
Naposledy editováno 21.02.2023 15:36:36
pro 1,33A mě to vychází nějakých 150V (by voko)
Naposledy editováno 21.02.2023 15:36:36
bullet125
offline
3/57
Plzeň 1-Vinice-jih
3/57
Plzeň 1-Vinice-jih
2 reakcí na tento příspěvek (reakce na) Někdo znalý IGBT tranzistorů
Johny_Servis> no právě... Cokoliv na 0 je vždy 1, takže mne zarazilo že na obrázku nad hodnotu 1 A je vyneseno 0,5A 
A já si to neodecetl, ty jsi to tam sám zvýraznil
Naposledy editováno 21.02.2023 15:49:25
A já si to neodecetl, ty jsi to tam sám zvýraznil
Naposledy editováno 21.02.2023 15:49:25
Johny_Servis
offline
38/1962
Litovel
38/1962
Litovel
combust
offline
0/1869
Opava-Město
0/1869
Opava-Město
bullet125 píše: Johny_Servis> no právě... Cokoliv na 0 je vždy 1, takže mne zarazilo že na obrázku nad hodnotu 1 A je vyneseno 0,5A
A já si to neodecetl, ty jsi to tam sám zvýraznil
No ano. 10 na nultou je 1, tzn ta další vodorovná čára nad je 2A a tebou vynesená je někde mezi takže asi těch 1,33A (pokud vezmem v potaz že je to log10 rozložení).
E:pozdě
Naposledy editováno 21.02.2023 16:27:23
erotel
offline
2/48
Kostelec na Hané
2/48
Kostelec na Hané
1 reakcí na tento příspěvek Někdo znalý IGBT tranzistorů
Já řídím vytěžování do bojleru pomocí fázového AC regulátoru(mám 3ks pro 3F bojler) podle proudu do baterie.Když jde proud do baterie ,tak přidám výkon,pokud z baterie uberu.Při 96% bateerie se vytěžování vypne.Pokud by selhal termostat na bojleru,tak při 90°C arduino bojler odpojí.
Nebylo by lepší odpojovat bojler než panely?
Naposledy editováno 22.02.2023 08:29:51
Nebylo by lepší odpojovat bojler než panely?
Naposledy editováno 22.02.2023 08:29:51
combust
offline
0/1869
Opava-Město
0/1869
Opava-Město
1 reakcí na tento příspěvek (reakce na) Někdo znalý IGBT tranzistorů
erotel> Chtěl to jako bezpečnostní a servisní prvek na SS straně před střídačem. On až zjistí že DC SSR má nějakej leakage proud v rozepnutým stavu a Rdson 0,1Ohm tak se k tomu ještě vrátí a ve finále bude schánět GaN mosfet
Johny_Servis
offline
38/1962
Litovel
38/1962
Litovel
1 reakcí na tento příspěvek (reakce na) Někdo znalý IGBT tranzistorů
combust> tak samozřejmě kromě SSR tam mám ještě pojistkovy odpojovač na vstupů ještě před tím plánovaným SSR. A odpojovat na pojistkách 11A DC bude rozdíl než odpojovat nějaký zbytkový proud. Každopádně jaký prud může přes SSR procházet když už jsi to nakousl? Nikdy jsem ještě SSR neaplikoval, tak jsem doposud tuto problematiku neřešil
Pro vložení příspěvku se musíte přihlásit nebo registrovat.
