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13/12/2014 #1


Falla en Inversor Seniodal
Buenos días compañeros, como lo dice el titulo tengo problemas con un inversor senoidal, he diseñado con exito el sistema de control SPWM utlizando un microcontrolador 18f26k22 y como driver el integrado de texas intruments LM5100, el cual dice las especificaciones que trabaja hasta 3 amperios, la modulacion es realizada a 10600 HZ, el puente H esta montado con mosfet IRFP250. hasta allí todo bien, el problema ocurre al momento de colocar el transformador, ya que los drives estallan o se queman y en el ultimo intento me quemaron un mosfet.

se que el puente H funciona correctamente ya que como prueba coloco una resistencia de 10 Ohm a 20 W, y puedo ver esto en el osciloscopio.


como el osciloscopio es analogico no se puede apreciar muy bien la modulacion pero esta es realizada de forma correcta, no existe ningun entre cruce de pulsos.

he realizado varias pruebas con varios transformadores de UPS y el resultado siempre es el mismo a los pocos segundos los drivers se queman.

adjunto imagenes y el esquematico del montaje, al ser driver smd, decidi montarlos con un conector en forma de peinilla para conectarlos a mi circuito principal. tambien probe con integrados mas comerciales IR2110, teniendo el mismo resultado.
13/12/2014 #2

Avatar de jmth

Teóricamente estaré diciendo una tonteria pero ¿y si las resistencias de gate son demasiado bajas?

Porque el resto del circuito lo veo correcto.
14/12/2014 #3


pensé lo mismo y por ello las aumente a de 10 Ohm a 27 Ohm teniendo el mismo resultado, estoy un poco pegado en este tema, también cambie los pulsos por los de un inversor cuadrado normal a 60 Hz obteniendo el mismo resultado.
14/12/2014 #4

Avatar de fdesergio

Yo no veo ningun esquema, donde esta?? , chaoooooooo
14/12/2014 #5

Avatar de eL1ct

Hola:

A 10600 Hz?? Pero de cuanta frecuencia es la fundamental?

Bueno lo primero es lo primero; (donde C*V=Q) P=2*Qg*Vg*f => (supongo 15v) P=2*140e-9*15v*10600=44.5mW parece que la potencia de los driver esta bien.

Puede que estaes conmutando demasiado rapido. En cuanto a las resistencias de gate pues tienes resistencia de encendido, pero no de apagado (pasa por el diodo), cierto? para el apagado pon al menos la mitad de la resistencia del encendido. Lo ideal seria calcularlo dependiendo de la di/dt que da el diodo de antiparalelo.

Por lo demas, intenta que los driver no esten muy lejos de las puertas de los transistores, por lo de las inductancias parasitas y eso.

Otra cosa, como diodos antiparalelo usas los del MOSFET? pues fijate que tienen un tiempo tipico de reverse recovery de 360ns (100A/us). Y con este puente en H estas alimentando el primario de un transformador a 12V cierto? si quieres conmutar muy rapido quiza podrias plantearte usar diodos schottky en antiparalelo.
14/12/2014 #6


fdesergio dijo: Ver Mensaje
Yo no veo ningun esquema, donde esta?? , chaoooooooo
el esquema esta en un PDf adjunto

---------- Actualizado después de 6 minutos ----------

eL1ct dijo: Ver Mensaje
Hola:

A 10600 Hz?? Pero de cuanta frecuencia es la fundamental?

Bueno lo primero es lo primero; (donde C*V=Q) P=2*Qg*Vg*f => (supongo 15v) P=2*140e-9*15v*10600=44.5mW parece que la potencia de los driver esta bien.

Puede que estaes conmutando demasiado rapido. En cuanto a las resistencias de gate pues tienes resistencia de encendido, pero no de apagado (pasa por el diodo), cierto? para el apagado pon al menos la mitad de la resistencia del encendido. Lo ideal seria calcularlo dependiendo de la di/dt que da el diodo de antiparalelo.

Por lo demas, intenta que los driver no esten muy lejos de las puertas de los transistores, por lo de las inductancias parasitas y eso.

Otra cosa, como diodos antiparalelo usas los del MOSFET? pues fijate que tienen un tiempo tipico de reverse recovery de 360ns (100A/us). Y con este puente en H estas alimentando el primario de un transformador a 12V cierto? si quieres conmutar muy rapido quiza podrias plantearte usar diodos schottky en antiparalelo.
Gracias por los concejos, la frecuencia fundamental es de 60Hz, tratare de reducir la frecuencia de conmutación a la mitad o menos.

esa resistencia de la que me hablas debe ir en serie con el diodo que esta en inverso en el gate?

si, lo de la distancia lo he tenido en cuenta, no puede estar mas cerca, solo tengo una capa en este PCB.

intentare poner los diodos en antiparalelo a cada mosfet, si la alimentacion es una bateria de auto de 12 V.

Gracias
14/12/2014 #7

Avatar de ecotronico

hola a todos!

Ipm2: dices
el puente H funciona correctamente ya que como prueba coloco una resistencia de 10 Ohm a 20 W, y puedo ver esto en el osciloscopio.
sí, yo también creo que funciona el disparo, pero hay un detalle que me gustaría corroboraras, porque sospecho que la salida no está 100% senoidal sino que hay una componente continua en la salida (que daría problemas al conectar carga inductiva).
en otras palabras, no está simétrico el semiciclo positivo con el negativo.
para comprobar, por gentiliza haz esta prueba:

primero repite las pruebas sin el transformador conectado y mide con voltímetro la salida (puntos S1 y S2 de tu esquema) en escala CC y dinos qué valor tiene, pues debería ser lo más próximo de cero (quizás algunos milivolts).
si te aparece un valor en escala de volts, hay un problema con en el disparo o modulación.

segundo, aprovecha el resistor de 10ohm 20W y conéctalo en serie con tu transformador.
luego conecta este conjunto en la salida de tu inversor y mide en escala CC la tensión en el resistor. debería ser cero de nuevo o algunos milivolts.
si da algunos volts, hay problema en el disparo o modulación.
14/12/2014 #8

Avatar de eL1ct

Si, en serie con el diodo del gate.

Como dijo un profesor nuestro, conmutar rapido tiene una ventaja y mil desventajas...
Pienso que algo tendra que ver con los diodos en antiparalelo, ya que, estos solo conducen con cargas inductivas.

Si bajas la frecuencia de la carrier (es decir la modulacion), puedes conmutar mas lento teniendo las mismas perdidas de potencia en conmutacion. Para conmutar mas lento, puedes aumentar el valor de la resistencia del gate, o por raro que parezca, tambien se suele poner un pequeño condensador de un par de nanofaradios en paralelo al gate (entre puerta y surtidor, o emisor), esto solo afecta al di/dt, es decir, al tiempo en el que la corriente baja o sube.

Lo de ponerle los diodos antiparalelo a los MOSFET yo lo dejaria, es solo para que tengas en cuenta que los diodos tambien necesitan un tiempo para apgarse.
14/12/2014 #9


metalmetropolis dijo: Ver Mensaje
hola a todos!

Ipm2: dices
sí, yo también creo que funciona el disparo, pero hay un detalle que me gustaría corroboraras, porque sospecho que la salida no está 100% senoidal sino que hay una componente continua en la salida (que daría problemas al conectar carga inductiva).
en otras palabras, no está simétrico el semiciclo positivo con el negativo.
para comprobar, por gentiliza haz esta prueba:

primero repite las pruebas sin el transformador conectado y mide con voltímetro la salida (puntos S1 y S2 de tu esquema) en escala CC y dinos qué valor tiene, pues debería ser lo más próximo de cero (quizás algunos milivolts).
si te aparece un valor en escala de volts, hay un problema con en el disparo o modulación.

segundo, aprovecha el resistor de 10ohm 20W y conéctalo en serie con tu transformador.
luego conecta este conjunto en la salida de tu inversor y mide en escala CC la tensión en el resistor. debería ser cero de nuevo o algunos milivolts.
si da algunos volts, hay problema en el disparo o modulación.
fue una de las primeras cosas que hice medir la simetria de la onda y en el multimetro se miden unos cuantos milivolts. en cuanto a lo de la resistencia en serie con el transformador mañana que tenga nuevos driver los probare.
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