Problem MOSFETar som går sönder, varför?

[rehnmaak]

Jag håller på att labba lite med en PFC regulator. Problemet är att switchen går sönder och jag förstår inte varför.

Följande mosfet:ar fungerar bra men klarar inte den effekt jag behöver:

STW26NM60
STW45NM60
IRFP450

men om jag använder följande transistorer så går de sönder direkt vid spänningstillslag:

IRFPS38N60LPbF
IRFPS40N60KPBF

Varför går dessa två sönder direkt? De borde klara mer effekt och ström än de första 3. Regulatorn är en UCC3817från texas

[bengt-re]

Kanske för att ditt drivsteg inte klarar den större trissans gatekapacitans och därför switchar för långsamt och binner upp och dör..

[macgyver]

Qgd är betydligt högre på de senare mosfetarna, kan ha med det att göra, men utan schema eller mätresultat från de fungerande transistorera
är det inte lätt att säga

[rehnmaak]

Jo troligen har det med gatedrivningen att göra. Men jag har provat att köra de små mosfetarna med en 10nF konding på gaten och det fungerar det med. Frågan är hur det är med Millereffekten på de stora...

Jag ska prova att köra 2st STW45NM60 i parallell idag, får se hur det går.

Edit: Qgd.. ja just det

[bengt-re]

Lite märkligt onekligen... hmmm... Har du kollat spänningen DS med en snabbt oscilloscop? Händer ibland att man kan få korta elaka spikar eller ringningar. Går testa med 4,7nF i serie med 10-30 Ohm över DS. Jag vet inte switch frekvenser eller andra parametrar i din koppling så svårt att råda exakt, men möjligen kan ledarinduktans ge för höga spikar om trissan är riktigt snabb och dessa dämpas av ett litet filter. Har du ett snabbt (helst över 400MHz) och HSP-probe så kan det vara idé att mäta detta. Inse dock risken att probe kapacitansen kan ta bort spikarna du vill hitta.... Kanske testa att switch lite långsammare istället? Då detta håller ner peek-spänningen. Givetvis mycket försiktigt i detta då för lång switchtid omedelbart förvandlar mosfeten till aska....

[rehnmaak]

Idag har jag provat att köra med två STW45NM60 i parallell och det fungerar inte

Transistorerna höll visserligen men regulatorn är goodbye så fort man slår på spänningen. Bytte regulator och kopplade ur ena transistorn så fungerar det igen.

Jag har mätt med 100:1 probe på drain och jag kan inte se några tendenser till transienter. Men det klart de stora transistorerna kanske är snabbare och genererar transienter. Svårt att säga när de går sönder direkt.

Däremot så har jag provat med 10nF över gate source med STW45NM60 och det fungerar det med. Så gatekapacitansen borde inte vara något problem, inte ens med 2st i parallell. Mäter jag på gaten så ser signalen hemsk ut.... ringningar i 10MHz 2-3V cirkus både med och utan gatekonding.

Troligen ligger problemet i gatedrivningen tillsammans med miller-effekten. Jag har beställt en 70A:are i ISOTOP kapsel samt 9A gatedrivare från TI. Får se i morgon hur det går. Troligen blir resultatet ytterligare en trasig mosfet.

Hursom hellst så får jag nog göra ett nytt kretskort med plats för en gatedrivare nära transistorn. Det är trots allt billigare att göra nya kretskort än att elda transistorer för 1000 spänn om dagen.

Jag har lite svårt att lägga upp schemor osv eftersom det hör till jobbet men "i princip" så är det samma som i databladet till ucc3817. Switchfrekvensen är 120kHz.

[macgyver]

Kan inte vara så att det är reverse recovery tiden hos boost dioden som spökar i samband med de snabbare transistorerna?
hinner transistorn bli fullt stängd innan dioden kommuterat klart så får den ju energin hos bulkkondingen över sig och förstörs

[rehnmaak]

Jag tycker att det ser ut som IRFPS40N60KPBF är långsammare än STW45NM60 ?

[macgyver]

ja den stora var långsammare, då måste det nästan bero på att PFC kretsen är för klen och sänker gaten för långsamt => induktorn mättnar och poff

skriv gärna hur det gick när du testat med den nya gaterivaren

[rehnmaak]

Idag var en bra dag

Efter att ha undersökt soft-start funktionen lite närmre så insåg jag att denna krets soft-start inte begränsar inrush current. Den som konstruerat detta måste ha varit hög på lödångor...

Nåväl efter lite pyssel med hjälp av en PNP transistor och några motstånd och en konding så fick jag en snygg ramp på strömmen och mina IRFPS40N60KPBF mosfet:ar klarade spänningstillslaget galant. En 9A gatedrivare installerades även.

Jag lyckades köra 1.25kW ner till 110VAC och då var strömmen på ingången drygt 12A. Dock börjar vridtransformatorn morra så jag kunde inte sänka mer. Induktorn var 90grader+ så den måste ses över också. Målet är att klara 16A från 90-260 volt (ca 1300W till 3900W)

[macgyver]

sedärja, såna transienta problem kan vara de svåraste att hitta
är nyfiken då jag själv funderar på att bygga en 2kW PFC, vad använder du för boost induktor?
och om jobbet tillåter att svara på, vad ska PFC:n driva?

[rehnmaak]

Induktorn är en järnpulvertorid, en stadig klump på ca 2kg.

Mja, det ska nog bli en fet klass D förstärkare när det är klart...