Ochrona tranzystorów MOSFET

Być może każdy spotkał się z problemem nieustannego przebijania MOSFET-ów albo innych tranzystorów wykonawczych. Najczęstszą przyczyną jest brak elementów zabezpieczających. Wielu projektantów zapomina również, że nie ma idealnych tranzystorów (bez potencjału wewnętrznego, bez zwłoki, ...) i idealnych transformatorów (bez zniekształceń, nieliniowości ...) i dlatego pomijają zabezpieczenia. Tu opiszę podstawowe problemy, na które należy zwrócić uwagę przy źródłach impulsowych (falowniki, SSTC, ...) należy zachować ostrożność. Są to informacje pozyskane na podstawie mojego obecnego projektu, które udało mi się wyszperać w internecie na stronach różnych autorów i które bardzo mi pomogły w pracy nad projektem tego urządzenia - piec indukcyjny. Głównym autorem, na podstawie materiałów którego został napisany ten poradnik jest Danyk.wz.cz, warto przejrzeć jego stronę, bardzo dużo ciekawych materiałów z różnych dziedzin nie tylko elektroniki.

Ochrona tranzystorów MOSFET

Źródła impulsów i falowniki - Ochrona tranzystorów MOSFET

Być może każdy spotkał się z problemem nieustannego przebijania MOSFET-ów albo innych tranzystorów wykonawczych.
Najczęstszą przyczyną jest brak elementów zabezpieczających.
Wielu projektantów zapomina również, że nie ma idealnych tranzystorów (bez potencjału wewnętrznego, bez zwłoki, ...) i idealnych transformatorów (bez zniekształceń, nieliniowości ...) i dlatego pomijają zabezpieczenia.

Tu opiszę podstawowe problemy, na które należy zwrócić uwagę przy źródłach impulsowych (falowniki, SSTC, ...) należy zachować ostrożność.

Są to informacje pozyskane na podstawie mojego obecnego projektu, które udało mi się wyszperać w internecie na stronach różnych autorów i które bardzo mi pomogły w pracy nad projektem tego urządzenia - piec indukcyjny. Głównym autorem, na podstawie materiałów którego został napisany ten poradnik 

fot. sq7jzi na podstawie danyk.wz.cz

Rys.2 - Aktywna blokada dwóstronna - półmostek (wartości elementów dla celów poglądowych)

fot. sq7jzi na podstawie danyk.wz.cz

Rys.3 - Wzbudzenie bramki tranzystora wykonawczego z wyjścia układu scalonego IR2153.

fot. sq7jzi na podstawie danyk.wz.cz

Rys.4 - Rekuperacja (System przekazu niewykorzystanej energii).

Chroni przed przesyceniem transformatora, a tym samym pośrednio MOSFET przed przepięciami i przetężeniami. Odzyskiwanie musi być stosowane, jeśli nie ma zagwarantowanego stałego obciążenia w kierunku odbiornika (flyback). Typowe dla jednostronnych falowników.

Rekuperacja jest stosowana dla układów z obrazka nr1.

fot. sq7jzi na podstawie danyk.wz.cz

Trzy podstawowe rodzaje ochrony elementów

RCD - dla ograniczenia przepięć, RDC - dla ograniczenia dU/dt w pojedynczym tranzystorze, RC - dla ograniczenia dU/dt w półmostku.

fot. sq7jzi na podstawie danyk.wz.cz

Na koniec wyjaśnienie wartości td, tr, ts i TF, które można znaleźć w w tym opisie.
td (= turn off delay = delay time) jest to czas od przyłożenia prądu do bazy tranzystora do zaniku prądu kolektora (dokładniej 10%)
tr (= rise time) czas narastania to czas, w którym prąd kolektora wzrasta od 10 do 90%
TS (= turn on delay = storage time) oznacza czas od odłączenia prądu bazy do chwili gdy prąd kolektora zacznie spadać (dokładniej 90%)
TF (= fall time) czas, po którym prąd kolektora maleje (od 90 do 10%)

literatura:
http://danyk.wz.cz
http://www.richieburnett.co.uk
http://c4r0.skrzynka.org
http://www.portalnaukowy.edu.pl/magnetyzm.htm
oraz EDW 2008 nr 9,10,11

mój piecyk:
Link
Link