Konstanter Ausfall des isolierten Gate-Treibers

Ich habe einen Tesla-Spulentreiber, der um einen isolierten Gate-Treiber UCC21520 herum entwickelt wurde . Er arbeitet als Halbbrückenumschalter mit festem Arbeitszyklus von 50 %. Die Frequenz wird von 150kHz bis 250kHz variiert. Es treibt einen ~20uH-Induktor an, der lose mit einer Tesla-Spulensekundärseite gekoppelt ist.

Problem: Der High-Side-Teil des Gate-Treibers stirbt wiederholt scheinbar zufällig ab, wenn ich die Frequenz anpasse.

Es muss noch sterben, wenn es bei der Resonanzfrequenz der Spule ist. Nur wenn ich außer Resonanz bin und die effektive Impedanz der Last am höchsten sein sollte. Das System schaltet derzeit nur +- 30 V und befindet sich an einem Trenntransformator, sodass ich sicher messen kann, was immer ich brauche.

Folgendes habe ich geprüft:

  1. Gelötete Koaxialkabel direkt an jedes Gate/Source der angesteuerten FETs. Es gibt minimales Klingeln, nur ~1 Vpp an der fallenden Flanke. Ich glaube nicht, dass 1 V unter der Erde den Fahrer tötet ...
  2. Dem Netzteil und der Halbbrücke habe ich mehrere 0,1-uF-MLCC-Kondensatoren hinzugefügt, aber unabhängig davon scheint es auch dort kein Klingeln zu geben.
  3. Antrieb und FETs bleiben kühl. Auch unmittelbar nach dem Tod des Fahrers ist es cool. Ich höre nur ein summendes Geräusch, das anzeigt, dass es gestorben ist.

Ich bin ratlos, wäre für jeden Input dankbar. Ich habe ein analoges Zielfernrohr, deshalb habe ich keine Bilder der Zielfernrohraufnahmen. Wenn ich mehr Treiberchips bekomme, kann ich versuchen, welche zu nehmen.

Ich weiß, dass der Schaltplan IGBTs zeigt, sie wurden durch FETs (IPW50R280CE) ersetzt.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Auch das komplette Schaltbild, falls es jemanden interessiert ...Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Was sagt das Datenblatt über die maximal zulässige negative Spannung?
@winny Ok gültiger Punkt, es heißt -0,3 V ist maximal für Antriebsstifte. Ich habe nicht geglaubt, dass ein kleiner Ring dies verursachen würde, wenn ich bei anderen Designs weitaus schlimmeres gesehen habe. Vielleicht ist dieser Chip einfach sehr empfindlich. Ein größerer Gate-Widerstand kann also helfen.
Welche Teilenummer haben die FETs?
@ThreePhaseEel Sie sind billig IPW50R280CE. Ich möchte sicherstellen, dass der Treiber gut funktioniert, bevor ich auf 10-Dollar-FETs hochskaliere.
Los geht's! So ist mir bei meiner Masterarbeit eine Röhre IR2113 durchgebrannt.
@winny Glaubst du, eine gegen Masse vorgespannte Schottky-Diode wäre eine geeignete Lösung, um eine Welligkeit von ~ 1 MHz zu begrenzen?
Eine Kombination aus Minimierung der Induktivität, RC bei Bedarf und wenn Ihre Spannung niedrig genug ist, um Schottky zu akzeptieren, gehen Sie in die Stadt! Wie ist deine Totzeit?
Die Totzeit beträgt 100 ns. Es ist mehr als genug Zeit. Zwischen der Controller-Totzeit von 100 ns und dem Dioden-Bypass für die Entladung gibt es so viel, dass es ineffizient ist. Sobald ich dieses Problem gelöst habe, werde ich es verkürzen.
Klingt vernünftig. Was ist die Schleifeninduktivität und wie sieht das Vgs- und Vds-Oszillogramm aus?

Antworten (1)

Wie Winny betonte, beträgt die Mindestspannung am Gate-Pin laut Datenblatt -0,3 V. Mein Oszilloskop zeigte für kurze Zeit eine Unterschreitung von ~1 V, sodass ich gegen die Gerätespezifikationen verstieß.

Nach dem Ändern des Senkenwiderstands von 1 Ohm auf 2 Ohm und dem Hinzufügen von Schottky-Dioden mit niedriger Kapazität von Source zu Gate verschwand das Unterschwingen und mein Gate-Treiber arbeitete über 30 Minuten lang erfolgreich, wo er zuvor innerhalb von 1 Minute starb.

Konstanter Ausfall des isolierten Gate-Treibers
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