چندتا سوال درباره ی IGBT و MC3PHAC

[mahziyar]

سلام به تمام مهندسان عزیز چند وقتی است میخوام به توصیه دوستان مطالبی در باره ی الکترونیک صنعتی یاد بگیرم در مبحث درایور های igbt و خود igbt چندتا سوال برام مطرح شده که امیدوارم شما دوستان عزیز بهم کمک کنید.
اول- میخواستم بدونم فرق شماتیک های زیر در igbt ها چیه . اینا باهم چه فرقی میکنند.



دوم- irigbt چه فرقی با igbt های معمولی می کنند.
سوم- از درایور های igbt و mosfet ها کدوم بهتر وارزانتره در ضمن راحت تر گیر میاد.
اگه میشه یه کم درباره ی کار با این درایور ها توضیح بدید ممنون میشم.
با تشکر از همه ی شما

[mbntechco]

پاسخ : چندتا سوال درباره ی IGBT و MC3PHAC

سلام، فرق چپی با راستی تو دیود هرزگرد داخلشه که وقتی بخوای اینورتر 3 فاز بسازی به 6 تا IGBT نیاز داری که چپی دیود متناسب با ترانزیستور رو داره ولی راستیه نداره که باید محاسبه بشه و جداگانه داخل مدار لحاظ بشه، در مورد درایور ،هم برای ماسفت و IGBT از یه نوع درایور استفاده میشه که من 3 مدلشو دیدم ،مدل اول ماله شرکت International Rectifire هست که شماره هاش IR2130 و IR2113 اگه سرچ کنی دیتاشیت فراوون داره،مدل دوم که ماله شرکت HP هست درایور اپتوازوله هست به شماره HCPL-316J و مدل سوم که به هیبریدی معروفه واسه میتسوبیشی الکتریکه به شماره m57962 که اینم جداکننده نوری داره و در مورد فرق IRIGBT با IGBT l من نمیدوم شاید ir مربوط به شرکت International Rectifire باشه، مدل آخر از همخ گرونتره ولی 2 تای اولا مناسبترن که اگه از اولی استفاده کنی درایور مورد نیاز هر 6 تا ترانزیستورو داخلش داره ولی ایرادش اینه که بین سیگنال ورودی و ترانزیستور ایزوله نیست،دومی هم ایرادش اینه که تکیه و باید 6 تا ازش تو مدار در نظر بگیری ولی حسنش به ایزوله بودنه، مخصوصا اگه بخوای با AVR پالسای PWM رو بسازی،امیدوارم تونسته باشم کمکت کنم
http://www.avagotech.com/docs/AV02-0717EN
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir2130.pdf

[mahziyar]

پاسخ : چندتا سوال درباره ی IGBT و MC3PHAC

اقا دستت درد نکنه عالی بود .مچکرم ولی در باره ی کار کردن با این درایورا من هیچ اطلاعاتی ندارم مثلا 2 تا مدار زیرو مشاهده کنید:





میشه در باره ورودی و خروجی های این درایورا توضیخ بدید. یا درباره مداراتی که تو دیتاشیتایی که قرار دادی یه توضیحی بدید .

[mbntechco]

پاسخ : چندتا سوال درباره ی IGBT و MC3PHAC

عزیز ناقابل بود،اینایی که نوشتم حاصل آی سی سوزوندن های زیاد بوده که آخرشم چیزی دستگیرم نشد،شما برای ساختن اینورتر 3 فاز، باید اینو بدونی که اینورتر باید هم ولتاز اعمال شده به موتور و هم فرکانس موج خروجی رو کنترل کنه، یعنی رو VF باید کار کرد،پس برای ساختن سه فاز به 6 تا موج pwm نیاز داری که 3 تا موج باید تو نیم سیکل مثبت و 3 تای دیگه تو نیم سیکل منفی تولید بشه، چون 6 تا پالس PWM داری پس به 6 تا IGBT هم نیاز داری، اگه دیتا شیت ir2130 رو ببینی متوجه میشی، حالا برای ساختن این 6 تا موج یا باید ار آی سی مخصوص اینکار استفاده کنی مثل میکروکنترلر 80196 که یه میکرو کنترل 16 بیتیه ، یا از mc3phac استفاده کنی که این بطور خاص برای همین منظور ساخته شده و یا از avr های سری XMEGA استفاده کنی







اینم ببین

http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-985.pdf
موفق باشی

[طراح]

پاسخ : چندتا سوال درباره ی IGBT و MC3PHAC

برای ساخت اینورتر 3 فاز، از شماره هایی از AVR مانند mega64 که تایمر آنها دارای 3 عدد compare unit است، می توان به راحتی استفاده کرد. حتی اگر دقت 8 بیت برای pwm کافی باشد، با یک mega32 هم می توان اینورتر 3 فاز ساخت که البته به دلیل اینکه فازهای pwm روی دوتایمر مختلف قرار می گیرند، یک کار بسیار فنی است که نیاز به تسلط کامل بر عملکرد AVR دارد.
در مورد IR2130 هم برخی نکات فنی وجود دارد که در Datasheet آن آورده نشده و در متون دیگری از international rectifier ذکر شده که باید قطعات اضافه تری در مدار آن بکار رود تا مانع سوختن بخش قدرت شود. بنابراین قبل از اقدام برای ساخت مدار، یک جستجوی کامل در سایت این شرکت انجام دهید و یا به اطلاع من برسانید تا در مورد آن به شما توضیح دهم.

[mahziyar]

پاسخ : چندتا سوال درباره ی IGBT و MC3PHAC

با تشکر از شما . اما بازم مشکل اساسی که باهاش درگیرم حل نشد که بتونم شروع به کار کنم البته تا این لحظه قصدم ساختن اینورتر تکفاز بود ولی خوب به جهت جالب بودن بحث نظرم عوض شد و میرم سراغ سه فاز. مشکل اساسیم که فکر میکنم اشتباه در قالب کار با درایور های igbt مطرح کردم همین موج های ورودی بود ببینید من در تولید موج هیچ مشکلی ندارم اما نمیدونم چه موجی در ورودی تولید کنم که البته راهنمایی اقا مجید یه سرنخ هایی دستم داد . من الان میخوام با یه mega32 موج ورودی 2130 رو تولید کنم البته چگونگی این کارو که استاد طراح اشاره ای به اون کردو متوجه نشدم البته درباره ی mc3phac نیز اطلاعاتی دارم اما قصدم استفاده از میکرو در مدار است . حالا اینکه چه موج هایی ، با چه فرکانس هایی و چه سیکلی تولید کنم نمیدونم اگر دراین زمینه هم راهنمایی هایی بفرمایید واقعا ممنون میشم و میتونم دست به کار بشم . در ضمن یه سوال دیگه دارم که پایه ی fault در این ic به چه منظوری لحاظ شده و چه زمانی به کار میاد؟
از همراهیتون بسیار متشکرم .

[طراح]

پاسخ : چندتا سوال درباره ی IGBT و MC3PHAC

درگیر شدن با همه جوانب ساخت یک اینورتر کار بسیار وقت گیر و هزینه بری است و به شما پیشنهاد می شود اگر با mc3phac آشنایی دارید، در مرحله اول فعالیت خود را روی بخش قدرت متمرکز کنید و بعد از جواب گرفتن از آن برای جایگزینی با میکروکنترلر اقدام کنید. زیرا در صورتی که بخواهید در آن واحد با جنبه های قدرت و نرم افزار بصورت توام مواجه شوید، ممکن است تلاش شما با شکست مواجه شود.
پایه fault یک خروجی از نوع Open Drain است که در شرایطی که ورودی Itrip از حدود 0.5 ولت بیشتر شود و یا تغذیه VCC از مقدار مشخصی کمتر شود، شروع به هدایت می کند. این خروجی برای اطلاع میکروکنترلر یا مانند آن از شرایط خطا(fault condition) است.

[mahziyar]

پاسخ : چندتا سوال درباره ی IGBT و MC3PHAC

با پیشنهاد شما موافقم وشروع به کار میکنم .

[mahziyar]

پاسخ : چندتا سوال درباره ی IGBT و MC3PHAC

راستی دوستان عزیز شما کتاب یا مقاله ای برای اشنایی بیشتر با اینورتر ها وپیدا کردن دید بیشتر در این فیلد خاص پیشنهاد میکنید ؟
با تشکر

[mbntechco]

پاسخ : چندتا سوال درباره ی IGBT و MC3PHAC

پیشنهاد جناب طراح کاملا عقلانیه،اول با mc3phac راه بنداز طبقه IGBT و درایورش رو بعد بیا سراغ تولید سیگنالها،خود مقاومت گیت IGBT یه داستانیه که اگه از پسش بر بیای ! پولو هوا کردی :biggrin: چون منو زیاد پیچوند، اگه از راهنما ئیهای آقای طراح بهره بگیری زودتر به نتیجه میرسی یا حد اقل کمتر هزینه میکنی، اگه از HCPL-316J استفاده کنی فکر کنم بهتر باشه،موفق شدی خبر بده که من نا امید از دنیا نرم :applause:

[طراح]

پاسخ : چندتا سوال درباره ی IGBT و MC3PHAC

راستی دوستان عزیز شما کتاب یا مقاله ای برای اشنایی بیشتر با اینورتر ها وپیدا کردن دید بیشتر در این فیلد خاص پیشنهاد میکنید ؟

مطالب در این مورد فراوان است که می توانید با جستجوی عباراتی نظیر pwm inverter motor igbt و مانند آن به مطالب دسترسی پیدا کنید. از جمله در فایل زیر علاوه بر توضیحات بسیار مفید، شماتیک یک کنترل موتور آورده شده است:

http://www.freescale.com/files/micro...ote/AN1664.pdf

[mahziyar]

پاسخ : چندتا سوال درباره ی IGBT و MC3PHAC

اقا من دست به کار شدم . الان دارم دیتا شیت mc3phac رو به طور دقیق مطالعه میکنم تا با زیرو بم این ic جالب به طور کامل اشنا شم . امیدوارم با کمک شما دوستان و استادان عزیز بتونم موفق بشم وبه صورت یک پروژه کامل در سایت قرار بدم . امیدوارم منمو از کمک های خودتون محروم نکنید. یا علی

[mahziyar]

پاسخ : چندتا سوال درباره ی IGBT و MC3PHAC

سلام. دوستان عزیز من دیتا شیت این ic جالبو با دقت خوندم .تازه بعد از این همه وقت فهمیدم دیتاشیت یه قطعه رو با دقت خوندن چه مزیت هایی داره . اما چندتا سوال جالب برام پیش اومد اول شکل مدار پیشنهاد شده رو قرار میدم:


در دیتا شیت به کرار ذکر شده که vss زمین دیجیتال و vssa زمین انالوگه و اصرار کرده اینا حتما از هم جدا یا ایزوله شند تا نویز به حد اقل برسه من اصلا در کل فرق زمین دیجیتال و زمین انالوگو نمیفهمم منظورش صرفا زمین مدار انالوگه ic هست یا چیز دیگه ای و پیشنهاد داده با یک سلف کوچک یا با یک مقاومت pull up/down اونارو از هم ایزوله کنیم یعنی چه طوری این کارو بکنم در ضمن جای دیگه گفته این دو زمین مانند هم عمل میکنند ولی از هم جدا هستند وتنها در یک نقطه به هم متصل میشند میشه یه توضیحی در این باره بدید.
درباره ی dead time هم خیلی تاکید کرده ولی من اصلا نمیدونم به چه در دری میخوره وباید بر چه مبنایی تعینش کنم.
یه نکته دیگم اینکه فرق بین پین BASEFREQ (پین8) و پین PWMFREQ (پین16) توچیه البته میدونم کار پایه 8 چیه با این پایه PWMFREQ مشکل دارم.
دوستان ببخشید سوالاتم زیاد شد .ولی سعی کردم تا جایی که میشه خودم این پروژه رو انجام بدم ولی خوب سوالاتی هم برام مطرح میشه که امیدوارم کمکم کنید.

[mbntechco]

پاسخ : چندتا سوال درباره ی IGBT و MC3PHAC

سلام، زنده باد به این همه پشت کارت،راجع به DEAD TIME فکر کنم زمان بین خاموش شدن ترانزیستور بالایی که ولتاژ + رو سوئیچ میکنه و روشن شدن ترانزیستوری که (-) رو سوئیچ می کنه باشه و برعکس، تاخیریه که باعث میشه دوتا ترانزیستور همزمانی نداشته باشند که فاجعه میشه ، با توجه به این موضوع زمان DEAD TIME با توجه به ظرفیت خازنیه ترانزیستورای IGBT تعیین میشه، اگه اطلاع داشته باشی IGBT ترانزیستور BJT هست که بیس اون با یه ماسفت بایاس شده،و چون ماسفت تو گیت و درین و سورس خازن داره همین خازن تاثیر مستقیم تو زمان خاموش شدن و روشن شدن ترانزیستور داره (منظور Ton , Toff ) نتیجه کلی DEAD TIME عمدتا تحت تاثیر tON و tOFF ترانزیستور IGBT تعیین میشه در مورد فرق بین پین BASEFREQ (پین8) و پین PWMFREQ (پین16) ، صفحه 7 و 8 دیتاشیت جدول 2 رو نگاه کن، البته اگه از قلم افتاده،واسه جدا کردن زمین آنالوگ از دیجیتال معمولا همین کاریو که تو دیتا شیت گفته انجام میدن، دلیلشو سواتم نمیرسه که بگم، شرمنده، موفق باشی جوون :nice:

[طراح]

پاسخ : چندتا سوال درباره ی IGBT و MC3PHAC

در دیتا شیت به کرات ذکر شده که vss زمین دیجیتال و vssa زمین انالوگه و اصرار کرده اینا حتما از هم جدا یا ایزوله شند تا نویز به حد اقل برسه من اصلا در کل فرق زمین دیجیتال و زمین انالوگو نمیفهمم منظورش صرفا زمین مدار انالوگه ic هست یا چیز دیگه ای و پیشنهاد داده با یک سلف کوچک یا با یک مقاومت pull up/down اونارو از هم ایزوله کنیم یعنی چه طوری این کارو بکنم در ضمن جای دیگه گفته این دو زمین مانند هم عمل میکنند ولی از هم جدا هستند وتنها در یک نقطه به هم متصل میشند میشه یه توضیحی در این باره بدید.
درباره ی dead time هم خیلی تاکید کرده ولی من اصلا نمیدونم به چه در دری میخوره وباید بر چه مبنایی تعینش کنم.

در مورد Dead time توسط دوست عزیز Majid-BN توضیح داده شد و منظور فاصله زمانی بین خاموش شدن یک سوئیچ و روشن شدن سوئیچ موجود در همان بازو است.
در Datasheet صحبتی از ایزوله شدن زمین ها از هم مطرح نیست، بلکه منظور رعایت نوع اتصال به زمین در pcb است به نحوی که زمین آنالوگ و دیجیتال کمترین تاثیر را روی یکدیگر بگذارند. قرار دادن سلف و مقاومت سری هم بین تغذیه 5+ ولت آنالوگ و دیجیتال توصیه شده و منظور از عبارت isolate در این بخش از دیتاشیت، ایزولاسیون از نظر نویز است و نه ایزولاسیون نوری. اما برای اتصال به RS232 مسئله ایزولاسیون نوری برای جلوگیری از خطرات احتمالی باید برقرار باشد.

یه نکته دیگم اینکه فرق بین پین BASEFREQ (پین8) و پین PWMFREQ (پین16) توچیه البته میدونم کار پایه 8 چیه با این پایه PWMFREQ مشکل دارم.

پایه شماره 8 در هنگام شروع به کار IC نمونه برداری می شود و بر مبنای اینکه به کدامیک از پایه های 25 تا 28 متصل باشد، مقدار Base frequency که 50 یا 60 هرتز است و منطق PWM مطابق جدول 3 در Datasheet تعیین می شود.
پایه 16 برای تعیین فرکانس Carrier در PWM تولید شده بکار می رود که مطابق جدول 4 در محدوده 5.291 تا 21.164 کیلوهرتز قابل تغییر است.