IGBT驱动线圈过程中。。。经验小结
vcasm 2013-7-7电磁炮
昨夜完成单片机控制模块,立即编写了小程序测试,第一个demo测试采用各级500ns,然后示波器取样线圈数据项得到弹体的速度值用来修改程序参数,结果第一次测试就烧掉了10个IGBT,换一批后调试,各种原因不断报废芯片,夸装吧。。。。。
还好手里这个芯片备货很多,不断的各种尝试经过一夜,除了收获了不少芯片尸体,总结了一些小经验,写出来给大伙一个参考。

1、8G133,200V以上电压,导通时间超过200us,损坏几率50%以上
2、这个芯片焊接温度不能超过400度,否则耐压值明显下降,现象时电压加到300V击穿。
3、必须采用高速驱动芯片,方案中采用的4417,控制超短导通的脉冲,很难推动IGBT。
4,、8G133和25N120对比,明显性能超过后者,后者导通1ms的驱动,实际线圈端测量只有20us左右,而8G133的导通速度几乎和驱动同步。
5,、线圈两端并联高压104电容,明显改善IGBT的报废率,说明续流二极管不给力,手里的各种型号肖特基没有耐压200V以上的,只能等采购解决
6、单机测试发现,6厘米外的线圈感应电势足以击穿IGBT,多次单机测试,只要导通时间不合理,报废往往都是周边多个IGBT足以说明。  


后续我换了一批25N120,实验的结果是效率明显低于8G133,不过25N120很耐操,目前只烧掉1个。。。

板子上弄了一个蜂鸣器,模拟单反的延时快门效果,效果挺不错的
191119


刚刚一次测试,又是10个IGBT,附带几个驱动芯片也不稳定一起换了,开始换25N120测试
191118
+9  科创币    奶酪   2013-07-07   
+5  科创币    找自己   2013-07-07   土豪
+10  科创币    cccyl   2013-07-07   高质量发帖
+40  科创币    超电磁炮fly   2013-07-07   启动楼主所说的效率
+50  科创币    delete   2013-07-07   很用心。
+29  科创币    听我说瞎话   2013-07-07   大手笔,做工非常赞!建议楼主换大体积igbt,耐操的多
来自 电磁炮
2013-7-7 16:56:53
vcasm(作者)
1楼
感觉8G133只能用在后级加速,前面单元100us的加速能量不够的,考虑其他芯片做初级驱动,至少需要工作在2ms以上

另外实验参数,4个1000uf 450V电容并联,然后并联一个photoflash 220uf 330V高速电容减少电容组内阻,初步试验电源容量太大,也是烧芯片多的原因,现在采用单级电容单级线圈驱动逐步测试。。。



重新编辑。。。。微秒us老是打错成纳秒ns,误导了大伙就罪过了
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2楼
你的8G133贱卖不?[s:274]
+1  科创币    vcasm   2013-07-07   我怀疑手里的这个芯片不是进口的,NND,个体原件差异太大,有的必须超过100us才能导通,有的1us导通
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vcasm(作者)
3楼
回 2楼(cccyl) 的帖子
我是2元多买的,当时以为赚到了一下子买了很多,现在看,还是要买进口货,5,6元一个,应该不至于烧毁率这么高
+1  科创币    cccyl   2013-07-07   果然是高富帅,买2元的IC都是成百上千个地买
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4楼
你的电容组容量太大了,线圈那么小,200-300uf就行,那货体积小,热容量也很小,你搞那么大的电容......
+1  科创币    vcasm   2013-07-07   我的设计思路是迅速关断,所以电容越大越好,这样后级压降才小,可惜手里的芯片是假的
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vcasm(作者)
5楼
这一天的功夫 我也不知道烧了多少IGBT,刚刚做了一个测试电路专门测试芯片,发现是芯片的问题,根本达不到指标,大量芯片都是到了300V自动导通,小部分到了60V以上就导通了,大浪淘沙筛只选出两个极品,上到1000uf500V带5欧姆水泥电阻,电量跑完芯片没坏,NND,买了假冒货,仅仅测试我就弄了数十个芯片,有些心疼,不是为了烧了芯片,而是买了假货,那我做反面教材,千万别买所谓批发价便宜的芯片。。。。


这个项目终止了,手里还有100个220uf闪光电容只能做别的用了
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6楼
回 1楼(vcasm) 的帖子
电容太大啦。。。。炮管都做那么微型了,我以为你的储能比我还低呢,没想到那么夸张
还有电容不分级也是烧管的重要原因,按照你这线圈和IGBT的参数,每级5J储能封顶了,再高8G133肯定会烧,至少要保证关断的时候电容在安全电流内放电至一半甚至1/4电压以下,不然关断的瞬间电容的余压和线圈产生的涌浪全加在IGBT上了,再好的肖特基也救不了IGBT啊
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7楼
回 5楼(vcasm) 的帖子
楼主,请查查160N60UFD的data合不合适,合适的话我找了十来个寄过去支持一下这个项目,估计没那么容易烧,很期待成功。
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8楼
还有,按照这8G133参数其实和你说的正好相反,做前级合适,效率正常的话,就算第一级,开通时间也顶多500~1000us的样子,做后级DD速度50+之后,150A的最大电流几乎没办法提供多大动能的,除非后级线圈做的很长很长
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vcasm(作者)
9楼
回 6楼(whd1982) 的帖子
虽然失败了,不过有一次经历特别高兴,10级我按每级100us驱动,逐个开启保证同时3个IGBT工作,当时忘了调整炮口,结果弹体出速惊人,直接打坏了一个老线圈,外面铸工胶全部碎了一地,估计穿个铁皮没问题,同样的代价是IGBT大部分都烧毁

呵呵,这两夜动手积累了一些经验,还是挺开心的
+14  科创币    奶酪   2013-07-08   再加~
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vcasm(作者)
10楼
回 7楼(cnxunuo) 的帖子
手里高压IGBT还有很多型号,不过都没这个8G133来的效果好 :(

今晚先做个测试,看看低压能否达到高效率的线圈炮

手里有233法拉的14V大电容,200个50V1000uf电容可并联,还有几百个3206,这个芯片我最满意,很少烧毁,想试试14V低压200安培线圈的威力,至少这个方案不会为了烧芯片犯愁,法拉电容的存在也解决了低压电容能量不够的问题。

今晚先做线路板线圈测试看看,有结果马上共享
+10  科创币    delete   2013-07-09   支持折腾!
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11楼
建议楼主更新下电路,电容分级供电,并且前级线圈关断后把电容剩余储能与线圈自感能量拉去驱动后级,这样既避免了反拉提高了效率也把IGBT的压力降到了最小,用IGBT做这种纯关断加速方式的效率和用可控硅不关断的加速效率是一样的,根本没有利用到IGBT的优势
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12楼
回 10楼(vcasm) 的帖子
法拉电容。。。能提供200A的电流吗?虽然没玩过,但听说貌似法拉电容的放电电流很不给力的啊。。。。
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13楼
回 7楼(cnxunuo) 的帖子
这货貌似块头大了点嘛。。。。楼主的小线圈不一定装的下。。。
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vcasm(作者)
14楼
回 12楼(whd1982) 的帖子
汽车电瓶用的,手里有两组,其中一组在家里平时用来短路烧断铝基线路板短路的地方,这个法拉电容直接用3mm直径的铜线短路,直接能烧红,想用来做储备电容,放电的内阻还是要靠电容组减少。

不过低压方案很可能行不通,低压放电的电流很难提升,手里铜线1mm的貌似不够
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15楼
回 14楼(vcasm) 的帖子
低压是不太实际,电压低了要获得同样的功率只有靠电流弥补,而普通方案300V的电压,电流都起码两三百A了,14V200A来做的话就算做个10级20级,出膛动能估计也就300V加速一两级的威力吧。。。。只不过效率高了点而已
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vcasm(作者)
16楼
回 15楼(whd1982) 的帖子
是的,刚刚测试一个线圈,用装潢用的内芯1.5mm熊猫铜线绕不同的圈数测试,很短时间外面塑料皮就能烧软,但是弹体动能比高压方案低很多,我再想想办法看看
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17楼
回 楼主(vcasm) 的帖子
很详细的IGBT经验,感谢LZ分享!
同时建议LZ玩完IGBT后,放弃IGBT改用SCR,用V型开关!方可实现高速度高效率高稳定!
续流部分改FR307,
SCR直接上70tps16,不要08,这样在以后电路参数变更时,16的适用会更强!
找潜伏者买会有保障! 我有很多东西都是找他买的!
http://shop101464707.taobao.com/shop/view_shop.htm?spm=a1z09.2.9.142.zjdmQt&user_number_id=792097155

声明:我并非为任何人做广告,纯属友好建议!
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vcasm(作者)
18楼
续流已经添加高速二极管,烧管的问题专门做了一个电路带纯负载测试,芯片质量参差不起
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19楼
回 18楼(vcasm) 的帖子
我觉得这管子的DATASHEET起误导作用,实际上质量应该没你说的那么差
DTATSHEET中虽然写最大电流150A,估计这150A就是指管子的Itms,由于这8G133是闪光灯电路的IGBT,所以手册中就没写正常的工作电流,实际的工作电流估计10A左右顶多了,比它块头大很多的IGBT的Itms也就一两百A的样子
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2013-7-8 00:20:13
vcasm(作者)
20楼
是的,这个参数看起来很威猛,用起来不省心啊,刚刚接到上周做的闪光管电路上,用这个加了一级开关,换一个管用一个。。。。NND
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21楼
从上面试验可以看出1、你操之过急,一下就是十级,先进行单级试验可行后在加级数。2、从你以前的贴子中看到的线圈电阻2欧,电压300V ,加上感抗,峰值电流不会过150A,一次发射过后就坏了十个,可以看出你的IGBT耐压达到了400伏,不然你没有机会试验发射,可以看看吸收二极管型号对不对,电流够不够其开关的速度要能敢的上IGBT开关速度,不然加了也白加,3、你测试IGBT时G脚有没有接地或加负压,不然也容易坏。4、你说感应电压击穿IGBT,看来你的电路有问题,看看G脚有没加稳压二极管,15V就够了,我想周边感应电压上400V以上不可能,你的电流才多大,5、你两端并联104吸收电容可以减小报废率,看来还是你的吸收二极管选的不对。这是我个人经验
顺便也说说我的IGBT电磁加速器,IGBT用160N60UF,后面不要有D的,有D的表示加了阻尼二极管。铜线0.8mm 3CM长 300匝 电阻0.4欧 电感304UH,子弹直径5mm长2CM,吸收二极管用RHR30120,驱动三极管图腾输出,驱动电压+15V -5V,线圈电压400V,电容单级470UF。光电开关控制,第一级用SCR加速,第二级开始用IGBT加速,IGBT为电流160A,峰值电流320A,耐压600V。只要驱动做好了,一般不会烧IGBT,我只做了4级,因别的原因没有在做下去。
+25  科创币    delete   2013-07-08   高质量发帖
+25  科创币    vcasm   2013-07-08   学习了
+10  科创币    大自然精灵   2013-07-09   分析的很对,我想知道你4级的速度是多少?
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22楼
回 21楼(着迷者1) 的帖子
经验之谈,可惜没分了~
+1  科创币    delete   2013-07-09   今天补上~~~
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23楼
回 5楼(vcasm) 的帖子
从8G133的规格表中的曲线可以看出,150A的电流只能持续0.7毫秒,60A的电流能持续4.7毫秒。
+1  科创币    delete   2013-07-09   
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2013-7-9 02:59:27
24楼
回 9楼(vcasm) 的帖子
你想要高速,就得考虑电流上升得快,要上升得快, 就得考虑高压, 同时还要减少线圈匝数!
你觉得在这样的情况下,你继续弄这个型号还有空间吗?
建议换个强大点的型号吧!
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25楼
楼上正解,还是老老实实研究可控硅的紧密加速
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26楼
分析的很对,我想知道你4级的速度是多少?
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2014-1-14 00:04:48
2014-1-14 00:04:48
27楼
着迷者1 发表于 2013-7-8 08:53
从上面试验可以看出1、你操之过急,一下就是十级,先进行单级试验可行后在加级数。2、从你以前的贴子中看到 ...


我用160N60UFD的,我查了上百个IGBT,只有这个最适合。
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