Sygnał, który pokazałem na oscylogramie powyżej pochodzi z szybkiego przekładnika prądowego LEM. Obrazuje przebieg prądu w obwodzie z rezystorami, w którym załączyliśmy tranzystor na 1 ms. Prąd bardzo gwałtownie osiągnął wartość 71A i jeszcze szybciej, po wyłączeniu tranzystora spadł do zera. I o ile widać, że proces włączenia ma pewną swoją delikatnie pochyloną charakterystykę, o tyle wyłączenie jest totalnie natychmiastowe. Bardzo szybkie czasy włączenia i wyłączenia są oczywiście jak najbardziej pożądane w naszym projekcie przy tak dużych prądach, ale niosą za sobą także pewne konsekwencje, które już na powyższym oscylogramie widać w postaci bardzo krótkiego prądowego piku w drugą stronę.
Rys. 7 Przebieg wartości prądu (żółty) i napięcia w obwodzie mocy ze zwarciem zamiast rezystorów.
Na powyższym oscylogramie mamy przebieg prądu w obwodzie i napięcie na złączu tranzystora IGBT, impuls trwa 5 ms. Narastanie prądu pewien czas trwa do osiągnięcia szczytowej wartości 1,4 kA, ale jak się okazało nie jest to spowodowane niedostatecznie szybkim otwarciem tranzystora. Przy tak dużych prądach bardzo istotną rolę zaczęła odgrywać indukcyjność całego obwodu. Potwierdzeniem tej teorii jest przebieg napięcia. Na kondensatorach jest ok 13 V a widoczna szpilka podczas wyłączenia ma znacznie wyższą wartość.
Rys. 8 Przebieg wartości prądu (żółty) i napięcia na złączu tranzystora IGBT.
Na tym oscylogramie, kiedy jeszcze nie wiedziałem, że powstają tak silne impulsy elektryczne w momencie wyłączenia tranzystora dokonałem pomiaru tego, co mogłem zobaczyć czyli oscylację napięcia, jej wartość wyniosła ponad 700V. Kolejnym etapem eksperymentu będą próby eliminacji tych szpilek poprzez zastosowanie różnych elementów gaszących jak bardzo szybkie diody zabezpieczające - transile.
Rys. 8 Stanowisko eksperymentalne w trakcie prac.
Jako, że to opracowanie robię w trakcie prac pomiarowych na tym etapie to będzie tyle bo za dużo niewiadomych a za mało eksperymentów, czekam zatem na zamówione transile a poniżej zamieszczam schemat mojego drivera:
Rys. 9 Schemat ideowy układu sterowania tranzystora.
Dla poprawy sprawności użyliśmy zarówno transila, jak i gazowego iskrownika, które przede wszystkim mają chronić złącze tranzystora IGBT przed przebiciem zbyt wysokim napięciem powstającym w momencie szybkiego wyłączenia tranzystora, poniżej jeszcze jeden oscylogram prezentujący z czym mamy do czynienia:
Rys. 10 Oscylogram obrazuje powstanie przepięcia przy impulsie o niskim prądzie nie większym niż 50A
Powyżej przebieg prądu i napięcia w układzie z obciążeniem rezystancyjnym (żarówki), na niskim napięciu na poziomie 10V. W chwili wyłączenia tego prądu powstaje impuls napięcia w tym samym kierunku, co przepływ prądu o wartości w szczycie równej 66V.
Rys. 11 Dioda zabezpieczająca typu Transil (40V) oraz gazowy iskrownik o napięciu zapłonu 70V
