H-Bridge mos driver.

[Logan]

Merhaba arkadaşlar.

Yukarıdaki resimde görülen H-Bridge Mos Drive devresinde yük olarak 15:7 pals trafosu kullanılmaktadır ve köprü 100 khz ile sürülmektedir. Merak ettiğim konu ise R18 direnci ile ona paralel bağlı C9 kondansatörünün hangi amaçla pals trafosuna seri olarak bağlandığıdır. Acaba aramızda bu elemanların devre üzerinde ne işe yaradığını detaylı olarak açıklayabilecek birileri var mı?

[teknikelektronikci]

bu devre sanki paralel rezonans devresi hocam genel ollarak ollarak akım kaynaklı veya gerilim kaynaklı rezonanslı inverterlerde olur  snuber devresi olsa yüke paralel olurdu

edit: tam sinuüs elde etmek için kullanılır emin olmak için ders notuma bakacam

[z]

Nuveler çift yönlü surulurken staircase saturasyonu riski var. Buna engel olmak için alınabilecek en basit yöntem transformatöre seri kapasitör bağlamaktır. Böylece trafodan akacak DC bileşenli akımlar engellenmiş olur.

Ancak bu, çok yüksek güçlerde staircase saturasyonunu kesin kez engellemez ve daha ciddi çözümler gerekir.

Staircase saturasyon ters işaretli yarı cycle lar arasındaki küçük farkların adım adım nüveyi bir tarafa doğru saturasyona sürüklemesi demektir.

Sanki boş durması gereken bir kovaya fincan fincan su koymak gibi düşünebilirsiniz.

Devre şemasında kondansatöre bağlı direncin görevini, %50 den farklı duty ile çalışırken kapasitörü belli oranda boşaltmak diye tahmin ediyorum.

[nonstradam]

Peki hocam çalışma frekansını 30khz'e düşürürsek bu devrenin değiştirilmesi gerekir mi? Neye göre bu RC'yi hesaplamalıyız?

[teknikelektronikci]

[IMG]http://dc171.4shared.com/img/168045934/d7d10914/msurucu_yayin_bolum7.pdf?rnd=0.900044543838634[/IMG]


ben ders notlarımdan baktım birde siz bakın hocam dediğiniz ile alakası varmı bilmiyorum

[z]

Frekansı yükseltir ve C yi değiştirmezseniz yük değişimlerinde geçici rejim uzun olur saturasyon riski tekrar gündeme gelebilir.

Frekansı düşürür c yi değiştirmezseniz gerilimin büyük kısmı kapasitör uçlarında kalır ve yüke aktaracağınız enerji düşer.

Dedim ya amaç saturasyon engelleme ise, özellikle de yük çok değişken se bu yönteme çok bel bağlamayın.

[Logan]

Hem kondansatörün hemde paralel bağlı direncin ne işe yaradığını gayet iyi anladım. Açıklamanız çok anlaşılır olmuş.

[z]

... ders notlarımdan baktım birde siz bakın hocam dediğiniz ile alakası varmı bilmiyorum

Eger amac H surucuyu rezonansda calistirmak olsaydi da yukaridaki devreyi bazi degisikliklerle aynen yapacaktik. Fakat bu devrenin rezonans amacli kurulmadigi belli.

Nedenini sorarsan, seri rezonans devresi tehlikeli bir devredir ve verilen semada tehlikelere karsi hic bir onlem alinmamis.

Zaten cikis konnektorune de mos drv diye yazilmis. Belliki devre cok guclu bir katin mos yada IGBTsini suruyor.

[Logan]

Evet üstad haklısın, bu h-bridge devresinde yük olarak pals trafosu kullanılıyor. O trafonun çıkışıda başka bir H köprüyü sürüyor. Pals trafosunun çıkış tarafında 12 adet 15A-600V mosfet var ve 3'erli gruplar halinde birbirine paralel bağlı. Yani yukarıda resmini gönderdiğim devre aslında bu 45A-600V'luk H-Bridge devresini sürüyor. Madem konunun detayına indik, asıl problemi anlatayım belki uygun bir çözüm buluruz.

Devremiz bu hali ile 100 khz'lik Pwm sinyali kullanılarak gayet sağlıklı çalışıyor. Bir takım sebeplerden dolayı çalışma frekansımızı 30 khz'e düşürmek istedik. Bu duruma istinaden devre üzerinde çeşitli değişiklikler yaptık. İlk işimiz bu frekansa uygun bir SMPS trafosu sardırmak oldu. Birkaç gün önce sipariş ettiğimiz trafo elimize ulaştı ve sistem üzerine monte ettik. Fakat 30 khz'lik pwm sinyali ile çalıştırmaya başladığımızda, sistemden akım çekmeye çalıştığımız an makine aşırı yük hatasına geçti. Devre üzerinde H köprüden çekilen akımı ölçen ve bu köprüye seri bağlı bir akım trafosu var. Eğer H-bridge üzerindeki koldan 35A veya üstü akım geçerse sistem "Aşırı Yük" hatasına geçiyor. Gerçekten köprü devresi üzerinde o kadar akımın geçip geçmediğini anlamak için koruma kısmını devre dışı bıraktık ve olanlar oldu. Aynı hat üzerindeki H-Side ve L-Side mosfetleri aynı anda iletime geçerek birbirlerini patlattılar. Bu durumda anladık ki bizim asıl problemimiz yeni takmış olduğumuz trafonun primer sargısının düşük çıkış akımında bile 35A veya üstü akım çekmesi değil, her hangi bir sebepten dolayı ( büyük ihtimalle parazit veya buna benzer bir şey ) h-köprü üzerinde ve aynı kolda bulunan mosfetlerin aynı anda devreye girmeleri şeklinde bir yorum getirdik. Osilaskop ile puls trafosunu süren H-Side ve L-Side mosfetlerin gate sinyallerini inceledik. Herhangi bir Low side mosfeti aktif olduğu an, aynı koldaki high mosfetin gate'i üzerinde küçük bir parazit görülüyor. Bu parazit aşağıdaki resimde görüldüğü gibi 30 khz frekansta daha da güçlü bir hale geliyor.



Bu çakışma problemini henüz çözemedik. Pals trafosunu süren h-bridge kısmına bir şekilde parazit geliyor. Besleme katından olabilir düşüncesi ile sistemin beslemesini komple değiştirip daha stabil ve daha güçlü bir besleme koyduk fakat parazitleri yine gideremedik. Anlayamadığım konu ise 100 khz'de sorunsuz çalışan sistem, nasıl olurda 30 khz'de bu tarz problemler yaratır? Aynı parazit sinyalinin 100 khz'de daha fazla olması gerekmez mi?

Not: Resimde görülen görüntü, pals trafosunu süren h-bridge mosfetlerinin gate sinyalleridir ve güç tarafındaki mosfetlerin sinyallerinin terslenmiş halidir.

[sezgin05]

Hocam anladığım kadarıyla sizin devreniz KBL200 markalı SMPS kaynak makinesine çok benziyor.Elimde devre şeması yok ama bu makinlerle çok uğraştım.İmkanınız varsa incelemenizi tavsiye ederim.

[z]

Akim korumayi devre disi birakarak test etmeniz yanlis olmuş.

Bu tur calismalarda eger gurultuden supheleniliyorsa oncelikle scopun tek basina gurultuden etkilenmediginden emin olmak lazim.

Yani aslinda olctugunuz gurultu devrenin gnd hattina binmis gurultu olabilir.
Scop probunu devre gnd sine bagladiginizda yuksek genlikli sinyaller gorme durumunuz olabilir. Eger varsa bunu kesin kez cozmeniz gerekir.

Scop beslemesi, topraklamasi gozden gecirilmeli mumkunse bataryali scopla da olcum yapilmali.

Bir de akim olcumlerini farkli noltalardan akim probuyla yoksa galvanik izolasyonlu, yuksek band genislikli izolatorler uzerinden okuyun.

Bu noktalardan birisi iki mosun vdd noktasindan cektigi akim, diger nokta ise yuk akimi olmali.

Yeterli olu bolge yoksa cakisma kacinilmaz olur. Transformator ile surme yaptiginiza gore asil guc katinin gate hatti RC tipi pals sekillendiriciler iceriyordur. Eger frekansi dusurdugunuzde bu kisma mudahale etmediyseniz sorun yasayabilirsiniz.

[nonstradam]

Hocam yorumlarınız için teşekkürler. yukarıda gördüğümüz şekil izole prob (diferansiyel prob) ile ölçüm sonucunda ortaya çıktı. bu şekilde topraktan bağımsız olduk diye düşünüyoruz. Bu şekilde koruma devresini iptal edersek yüke en yakın kısımdaki moslar dikey olarak kısadevre olup patlıyor aynı anda iletime geçiyorlar. şekilde gördüğümüz pik sinyaller muhtemelen diğer kanalı aktif edip direncin en az olduğu en kısa yoldaki mosfet guruplarını patlatıyor.

100khz lik sistem de max. çalışma aralığı %99, %1 lik bir ölü bölge var. 30khz de bu ölü bölgeyi %50 lere kadar çıkardık ama sonuç değişmedi. yine kısadevre durumu oluyor. aynı pikleri yne görüyoruz.

Bir kanalın moslarının on oldukları anda diğer off olan kanala bir pik geliyor bunun sebebi ne olabilir.

not: skop şeklinde görülen sinyalde high kısımlarda moslar kapalı low kısımlarda moslar açık. yani değillenmiş olarak düşünebiliriz.

[Logan]

Üstad aşağıdaki resimde görülen devre şeması 100 khz ile sorunsuz çalışıyor. Bu şemaya istinaden RC tipi pals şekillendiricilerin frekansla ilişkisini anlatabilir misiniz?

[z]

Patlayan moslar guc kati moslarimi yoksa gate surucu katinin moslarimi?

Bu soruna ahkam kesmek kolay ama masamda kendi olcumlerimi yapmadan sorunu uzaktan cozemem.

Olu bolge koyuyorsunuz da bu olu bolge mos surucu katinda ise yarar. Asil guc katinda durum ne ona iyi bakmak lazim.

Cunku olu bolge esnasinda sekonder sargilarindan elde edilen voltajlarin dalga sekli onemli. Olu bolge esnasinda cikis katinin tum gate voltajlari sifira gitmeli.

Tum dalga sekilleri olmasi lazim o yuzden masama yatirmam lazim dedim. Olu bolge esnasinda trafonun uclarinin kisa devre etmeyi deneyin. Bunu yapamiyorsaniz primer uclarina guclu ve dusuk omajli bir direnc baglamayi deneyin. (Mesela 47 Ohm 11W) En azindan sorunun nedeni belli olsun. Daha sonra bu direncden kurtulmanin yollarina bakarsiniz.

[Logan]

Patlayan moslar pals trafosunu süren moslar değil üstad, güç katında SMPS trafosunu süren yüksek voltajlı mosfetlerdir. Dediğiniz gibi pals trafosunun primer uçlarına watlı bir direnç atarak deneyelim. Fakat 100 khz'de böyle bir problem yok iken, neden 30 khz'de sorun çıkarıyor? Aklıma sadece 30 khz'lik pwm sinyalinin iş süresinin, 100 khz'lik sinyalin iş süresinden neredeyse 2 kat fazla olması geliyor bilmem doğru mu?