Impulsstromfestigkeit von IGBT Transistoren?
Ich möchte die Funkenstrecke Eines Teslatrafos durch IGBT Transistoren ersetzen .
Es geht um einen Kondensator mit etwa 150 nF der auf 3000 Volt ( 0,675 w's bzw joule) Aufgeladen wird und dann über die IGBT Schaltung den Schwingkreis mit der Primärspule des Teslatrafos bis zu 400 mal pro Sek eingeht (Resonantzfrequenz etwa 100 bis 150 KHz) .
Ich habe daran gedacht 3 IGBT Transistoren mit 1200V Sperrspannung und einer Strombelstbarkeit von 46 A in Reihe zu Schalten und Galvanisch getrennt über einen Gate driver Trafo anzusteuern . 2 dieser Schaltungen möchte ich noch Parallel schalten . So das sie Teoretisch einen Dauerstrom von 92 A und eine Sperrspannung von 3,6KV Schalten können wobei die übrigen 600 Volt als sicherheitsabstand zur Tatsächlich anliegenden Spannung übrig bleiben sollen .
Parallel dazu natürlich eine Reihenschaltung aus Leistungsdioden und Ausgleichswiederständen für die Dioden . Es Fließen während der einzelnen erst starken ,dann gedämpft ausklingenden Schwingungen warscheinlich über 100 Ampere (105 ergab meine Rechnung aber genau kann ich es nicht sagen ) es könnten auch 150 sein ,ich bin im Tehma aber kein Physiker .
Könnte mir jemand sagen ob das so funktionieren kann? Oder muss ich die sache verstärken oder gar völlig ander lösen ? Mfg Malte
3 Antworten
mal angenommen ein IGBT ist um 50 Nanosekunden langsamer dann würde er die volle Spannung abbekommen, schon ist er tod
Schon ,aber das wird nicht der fall sein . Ich habe schon erfolgreich H und Halbbrücken gebaut die jedoch im cw Betrieb Arbeiteten . Ich steuere ja über einen GDT an und halte die Weglängen und Parasitären induktivitäten so gleich wie möglich . Letztenendes ist es ja locker möglich IGBT 's in Reihe zu schalten ,man muss nur Toleranzen lassen und möglichst genau steuern .
das wird der Fall sein...hier verwendet man Snubber! Siehe oben.
Das kannst du gleich vergessen. Zugegeben, ich bin auch schon auf die Idee gekommen, eine SGTC irgendwie interrupted zu betreiben. Aber mit IGBts kannst du das gleich mal vergessen. Reihenschaltung von irgendwelchen schaltelementen geht praktisch immer schief, da sie nie ganz zum gleichen Zeit schalten. Das heißt, bei dir schaltet einer der IGBTs zuerst, und schon liegen an den anderen zwei die vollen 3kV an, was sie natürlich auch killen wird. Du bräuchtest ein einzelnes schaltelement mit >3kV Spannungsfestigkeit.
Die IGBTs dürften auch nicht im falschen Moment abgeschaltet werden. Wenn die abschalten, während die primärspule gerade die ganze Energie gespeichert hat, wird diese natürlixh als stromquelle wirken ind die spannung erhöhen bis die IGBTs was durchlassen.
Ich bin mir auch nicht sicher ob die IGBTs den Strom aushalten würden.
Wenn du mit Halbleiter arbeiten willst, wäre ein Möglichkeit ein Diac. Dieser fängt bei einer bestimmten Spannung an komplett zu leiten. Quasi ein Thyristor der mit überspannung gezündet wird. Somit wird die "funkenstrecke" immer gezündet wenn der kondensator eine bestimmte Spannung erreicht hat. So etwas wäre echt mal interessant, weil der Diac sicher weniger Verluste als eine FS hat und auch leiser ist.
Wenn du die funkenstrecke trotzdem steuern willst, brauchst du einen dynistor. Das ist ein spezieller thyristor der Überkopf zünden kann, praktisch wie ein steuerbarer Diac. Dann wäre auch und serienschaltung kein Problem mehr, weil nach dem schalten des ersten thyristors die anderen such zum schalten gezwungen werden.
Aber ich habe keine Ahnung ob es diese bauteile überhaupt in diesen leistungsgrößen gibt und zu welchem Preis...
Viel Glück!
Royer
Ich bin gerade noch auf die Idee gekommen, dass des besser währe einen Überkopfzündenden triac zu nehmen, dann spielt die polarität des kondensator keine Rolle und du kannst alles in beide Richtungen steuern. Ein triac besteht quasi aud zwei antiparallel geschaltenen Thyristoren, oder in deinem Fall dynistoren.
Das kann man machen. Der Schaltzeitpunkt ist aber nicht genau gleich. Damit nicht der langsamste Transistor stirbt, musst du jeweils ein Snubber-Glied anbringen (zwischen E-C). Sowas wie etwa ein C+D||R Glied.
https://www.elektroniknet.de/elektronik/power/igbts-in-hgue-anwendungen-115250.html