Falla constante del controlador de puerta aislado

Tengo un controlador de bobina Tesla, diseñado alrededor de un controlador de puerta aislado UCC21520 . Funciona como un conmutador de medio puente con un ciclo de trabajo fijo del 50 %. La frecuencia varía de 150kHz a 250kHz. Está impulsando un inductor de ~ 20uH acoplado libremente a una bobina secundaria de Tesla.

Problema: Repetitivamente, la parte del lado alto del controlador de puerta muere, aparentemente al azar, mientras ajusto la frecuencia.

Todavía tiene que morir cuando está en la frecuencia resonante de la bobina. Solo cuando estoy fuera de resonancia, y la impedancia efectiva de la carga debe ser la más alta. Actualmente, el sistema solo cambia +- 30 V y está en un transformador de aislamiento, por lo que puedo medir con seguridad todo lo que necesito.

He examinado lo siguiente:

  1. Coaxial soldado directamente a cada compuerta/fuente de los FET que se manejan. Hay un timbre mínimo, solo ~ 1Vpp en el borde descendente. No creo que 1V bajo tierra esté matando al conductor...
  2. La fuente de alimentación y el medio puente agregué múltiples condensadores MLCC de 0.1uF, pero independientemente parece que tampoco suena allí.
  3. La unidad y los FET se mantienen fríos. Incluso inmediatamente después de que el conductor muere, es genial. Acabo de escuchar un zumbido que indica que ha muerto.

Estoy perdido, cualquier aporte sería apreciado. Tengo un visor analógico, por eso no tengo imágenes de las tomas del visor. Cuando tenga más fichas de conductor, puedo intentar llevarme algunas.

Sé que el esquema muestra IGBT, fueron reemplazados por FET (IPW50R280CE).ingrese la descripción de la imagen aquí

Además, el esquema completo en caso de que alguien esté interesado...ingrese la descripción de la imagen aquí

¿Qué dice la hoja de datos sobre el voltaje negativo máximo permitido?
@winny Ok punto válido, dice -0.3V es máximo para pines de accionamiento. No creía que un anillo pequeño pudiera causar esto cuando he visto cosas mucho peores con otros diseños. Tal vez este chip es muy sensible. Entonces, una resistencia de puerta más grande puede ayudar.
¿Cuál es el número de pieza de los FET?
@ThreePhaseEel Son IPW50R280CE baratos. Quiero asegurarme de que el controlador funcione bien antes de escalar hasta $10 FET.
¡Ahí tienes! Así es como soplé un tubo de IR2113 cuando hice mi tesis de maestría.
@winny ¿Crees que un diodo schottky polarizado a tierra sería una solución adecuada para recortar una ondulación de ~ 1Mhz?
Alguna combinación de minimizar la inductancia, RC si es necesario y si su voltaje es lo suficientemente bajo como para aceptar Schottky, ¡vaya a la ciudad! ¿Cómo está tu tiempo muerto?
el tiempo muerto es 100ns. Hay tiempo más que suficiente. Entre el tiempo muerto del controlador de 100 ns y la derivación del diodo para la descarga, hay tanto que es ineficiente. Una vez que resuelva este problema, lo acortaré.
Suena razonable. ¿Cuál es la inductancia de bucle y cómo se ve el oscilograma Vgs y Vds?

Respuestas (1)

Como señaló winny, el voltaje mínimo en el pin de la puerta es -0.3V según la hoja de datos. Mi osciloscopio mostraba una suboscilación de ~1 V durante un breve período de tiempo, por lo que estaba violando las especificaciones del dispositivo.

Al cambiar la resistencia de hundimiento de 1 ohmio a 2 ohmios y agregar diodos Schottky de baja capacitancia de la fuente a la compuerta, el subimpulso desapareció y mi controlador de compuerta funcionó con éxito durante más de 30 minutos, donde antes moría en 1 minuto.

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