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2009年9月21日(月) 18:28

犯人確定

 IGBT破壊の主犯は I2t だとほぼ確定したが、だとすると厄介だ。どうやって解決するか?
 方法は2つ考えられる。1つは、回収先コンデンサーの電圧が余り高くならないよう放電シーケンスを調整することであり、もう1つはIGBTの並列数を増やすことだ。

 放電シーケンスの調整は、何かの弾みで限界を超える可能性がある。コイルの空撃ちとパチンコ玉が入っている時ではインダクタンスが変化し、コイル電流の変化パターンもコンデンサーの放電パターンも変化する。どんな場合でもキッチリとI2t の限界に収まってくれるかどうか保証するのが難しい。また、最適な放電シーケンスを選択出来なくなり性能が劣化するかもしれない。
 そうなると、並列数を増やすのは効果的だ。IGBTあたりが受け持つI2t は確実に小さくなる。

 実際は、両者併用が良いだろう。
 I2t が犯人であることを確定させるため、並列数を増やしたユニットを製作してみる。トランジスターの電荷引き抜き能力にはたっぷりと余裕があるため、IGBTの数が増えても増幅回路は大きくならない。

 そんな訳で、IGBTの4並列ユニットを製作。ドライブはトランジスター1個で十分に余裕。16並列ぐらいまでは1個でドライブ可能だ。
 足が長くなったため、オシロのプローブも2つ取り付け出来て、より正確な波形が得られる。

 330V放電でも、破壊されなかった。こうして、IGBT破壊の真犯人はI2t で確定。回収先コンデンサーも330Vなので、定格オーバーして350Vあたりまでチャージされている。これは承知の上であり、試験のためちょっと無理してねという感じだ。
 IGBTのターンオンでゲート電位の上昇が遅く、それなりにスイッチングロスが出ていると思われる。スイッチングロスはI2t とほぼ同義であって、大きくなると破壊の可能性がある。本来ならゲート電荷充電も1KΩではなく330Ωあたりに換装したい。

 時間分解能をアップさせ、ターンオフ時のサージを確認。20V程度であり、IGBTの400Vという耐圧で問題になることは無さそうだ。回生用ダイオードの順回復待ちで発生するサージは、想像より遙かに小さい。ツェナダイオードでの保護は殆ど意味が無く、破壊対策はまずI2t である。
 定格内で dv/dt が出来るだけ大きくなるようにゲート電荷引き抜き抵抗を調整。その上で、I2t に耐えるのに必要なだけIGBTを並列接続する。これが本質のノウハウ。調整にはオシロが必須だ。

written by higashino [コイルガン戦車 1/24] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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