Acionamento de IGBTs para ponte H

[filipeg]

Ola preciso acionar 4 igbts para fazer uma ponte H eu possuos os igbts SKM145GB063D, eu encontrei os drivers IR2184 onde eu moro tenho alguns exemplos de como acionalo e gostaria de mais informações mas o que eu preciso realmente é de um sistema pra gerar um PWM da ordem de 12 v com uma frequencia de 15 kHz e como utilizar o isolamento. O datasheet dos componentes esta nos links abaixo.

 

IGBT: http://www.datasheet.hk/view_online.php?id=1315857&file=0161\skm145gb063dn_4110690.pdf

DRIVER: http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/82795/IRF/IR2184.html

[.if]

Altas potências...

Dá uma olhadela no google imagens ponte pwm com igbt que hás de achar algo como

Pra 12V penso que há melhores opções ao igbt. Um power mosfet p.ex. Mas se queres aproveitar o que tens, tá valendo

[Sérgio Lembo]

O que vem a ser essa ponte? Um inversor para 12V de bateria? Se a tensão de fonte for de 12V o uso de IGBT vai significar quase 30% de perdas por conta do Vce_sat desses transistores. O mais indicado para essa aplicação é o Mosfet. O resto do circuito não muda.

[filipeg]

na verdade vou utilizar pra acionar um forno de indução.

[Sérgio Lembo]

Para altas correntes e tensões acima de 300V por enquanto os IGBTs ainda são os melhores desde que a frequencia seja até 20kHz, mas para baixa tensão a performance dos mosfets é imbatível mesmo em 100kHz. Fornos de indução costumam usar frequencias elevadas dependendo da penetração desejada. Se já tem os IGBTs, até dá para montar com eles enquanto depura o projeto, mas vai sofrer com o aquecimento deles. Estou estranhando a ponte H, normalmente é um circuito LC com 2 transistores e com chaveamento ZVS (zero volt switch).

[filipeg]

Pretendo usar a ponte h para aumentar a tensão de entrada para diminuir a corrente pois o forno dve ter uma potencia de 15 kw

[Sérgio Lembo]

Vai usar uma associação LC na saida da ponte? Poste o circuito ou o rascunho do que pretende fazer, fica mais fácil enxergar seu propósito. Sobre aumentar a tensão para se ter menor corrente, realmente a ponte completa tem esse efeito, mas não considera mais simples fazer com meia ponte a partir de 24V do que ponte completa com 12V? Não pense que ao utilizar esse efeito terás economia de energia. Trabalhar com altas correntes é difícil, as induções tendem a elouquecer o circuito de controle.

[.if]

Em 21/12/2017 às 15:51, filipeg disse:

da ordem de 12 v

e...

11 minutos atrás, filipeg disse:

uma potencia de 15 kw

... não se dão muito bem

 

12 minutos atrás, filipeg disse:

Pretendo usar a ponte h para aumentar a tensão de entrada para diminuir a corrente pois o forno dve ter uma potencia de 15 kw

isso também soa sinistro. Pra esta potência penso que uma linha 380V ou 440 é + indicado. Aff já tô com medo... acho que nem quero mais ficar por aqui!

[filipeg]

Sim vou usar como fonte um retificador trifásico. 

[Sérgio Lembo]

@filipeg , nos faz um favor: poste o diagrama do que pretende fazer, este é um espaço onde se compartilha. Ainda não consigo entender as razão de uma ponte H para forno de indução. São auto-ressonantes.

[filipeg]

Ai estão o diagrama do circuito feito no psim e os valor de tensão e corrente a corrente Ic esta no resistor Rc e a corrente Ii é a que chega no indutor Lm  se eu utilizasse maia ponte a tensão na carga iria cair pela metade fazendo com que eu precise de uma corrente ainda mais alta por isso a ponte completa.

 

[Sérgio Lembo]

22 minutos atrás, filipeg disse:

se eu utilizasse maia ponte a tensão na carga iria cair pela metade fazendo com que eu precise de uma corrente ainda mais alta por isso a ponte completa.

E com o uso da ponte H pretende o quê? Fazer a multiplicação dos peixes? Isso foi feito a 2.000 anos atrás mas o Mestre não deixou a receita.

Realmente a ponte H tem esse efeito de dobra de tensão sobre os componentes que realizam o chaveamento, no caso, os IGBTs. Esse efeito tem que ser lembrado na seleção dos componentes. Então, se a alimentação da ponte for de 100V teremos que ter comutadores que operem acima de 200V. E se a corrente for de 10A, 10A x 100V = 1kW, será essa a potencia na carga pendurada na ponte H. Não pense que irá ter multiplicação de peixes com 2kW de potência entregue ao custo de 1kW de energia absorvida.

[filipeg]

eu sei que não mas se eu utilizar a meia ponte com uma fonte de tensão de 295 v que é o que sai do retificador trifasico vou conseguir aproveitar so 147v ja com a ponte H o que vai para a carga é os 295 que serão ampliados pelo efeito ressonante

[Sérgio Lembo]

Outra coisa: o diagrama simplificado que postou sugere que os braços da ponte terão chaveamento simultâneo. Isso é carga indutiva, não se desliga um indutor sem ter um planejamento de destino para a corrente que está circulando nele. A bobina Lc tem no capacitor paralelo um destino para a energia acumulada, mas e a bobina Lm? Para se desligar um circuito dessa natureza, supondo que estejam ligados IGBT1 e IGBT2, desliga-se o IGBT2 e mantém-se ligado o IGBT1. Dessa forma, a energia de Lm encontrará caminho pelo transistor do IGBT1 e diodo do IGBT4.

[filipeg]

Desculpe mas não entendi o circuito formado pelo indudor Lm e o capacitor Cm servem como circuito ressonante o indutor Lc representa a bobina de aquecimento e o resistor Rc modela a carga que sera colocada no forno com é sugerido por este site http://www.richieburnett.co.uk/indheat.html

[Sérgio Lembo]

Excelente o artigo postado no link, acabo de fazer uma rápida leitura. Em grandes fornos de  indução a ponte H pode até compensar (lembrando que nesse ramo 100kW é considerado um forno médio), mas para 15kW tenho lá minhas dúvidas. Só será justificável se a finalidade do aquecimento requerer muita precisão. Sai caro, a complexidade matemática vai te custar muitos IGBTs explodidos até ter a compreensão e o controle disso. O auto-ressonante é mais simples, o ZVS é garantido, o simples controle de tensão fornecido já controla a potencia.

Uma das minhas limitações são as matemáticas que tem no tempo uma de suas variáveis. Se você for bom nisso pisa fundo, conhecimento  não ocupa espaço. Desse ponto em diante minha contribuição se limitará ao disparo e configuração de potência. Sobre os controles para determinar os momentos de disparo e desligamento, admito não saber controlar isso.

[filipeg]

Encontrei alguns drivers que auxiliam no disparo dos IGBTs (deixarei o link do datasheet abaixo) consegui determinar uma equação de modelo pra esse circuito que me gerou uma certa confiança pois com ela consegui determinar o ganho e os componentes para a condição de ressonância que bateram com o resultado da simulação feita agradeço pela ajuda 

 

datasheet IR2184: http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/82795/IRF/IR2184.html

[albert_emule]

7 minutos atrás, filipeg disse:

Encontrei alguns drivers que auxiliam no disparo dos IGBTs (deixarei o link do datasheet abaixo) consegui determinar uma equação de modelo pra esse circuito que me gerou uma certa confiança pois com ela consegui determinar o ganho e os componentes para a condição de ressonância que bateram com o resultado da simulação feita agradeço pela ajuda 

 

datasheet IR2184: http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/82795/IRF/IR2184.html

 

Para estas aplicações aí nada melhor que um bom driver de transformador. 

Vou te passar uns esquemas muito bom de driver de transformador. (Transformador de pulso). 

 

Depois te passo o que já simulei disso aí. 

 

 

[albert_emule]

O projeto mais bem detalhado que você poderá encontrar na internet: 

http://inductionheatertutorial.com/