Решено Скальпель Valleylab Force FX C, подобрать аналог силового ключа.

  • Автор темы Porter
Статус
Эта тема решена! Перейти к решению…
P

Porter

  • 21 Фев 2021
Приветствую. Електроскальпель/коагулятор Valleylab Force FX C прошило по выходных цепях (пыль + влага = прогар на плате). Автодиагностика проходит, в работе нету ВВ и падает в недокументируемую ошибку "161".
Вырезал вычистил прогар по плате, Пробило по ВВ цепях выхода, ничего кроме текстолита не повреждено. Далее обнаружен пробитый силовой ключ APT8024JLL 800V 29(116)A. (* в схеме указан ATP8030JN 800V 27(108)A) Купить негде, кроме китая. Приехал явный перемарк :( Делать нечего - ставим...
Автодиагностика успешна, на малых мощностях (10 - 20%) работает исправно и без ошибок во всех режимах. На средней (40%) мощности выбило (перемаркированный) силовой ключ. Времени нету... Подбираю аналоги из доступного, но отлучусь на схемотехнику.

Отдельный ИБП +12В - вопросов к нему нету. Силовая часть - автодетектор 110/220В, "банки", преобразователь на UC3825, трансформатор, мост, дроссель, неполярный 30 мкФ 200В. +HVDC * Этот узел задает амплитуду выхода.
+HVDC нарезает наш проблемный APT8024, с заданной частотой и, через реле (резка/коагуляция) коммутируется (переключение обмоток, конденсаторов, диода) на ВВ трас. С него ВЧ валит на резонаторы, десятки контролей и замеров и на электрод(ы) скальпеля.

Рулит силовым ключом драйвер MIC4421 (по выходу мосфеты). * При пробое силы остается живой. Единственно разумный доспупный аналог - 2шт. в параллель STB18NM80 800V. 17(68A.). Суммарный ток чуть выше оригинала втч. импульсный.
Паралелить полевики можно без балластных резисторов. Проводники минимальной длинны с минимумом пересечений. Работает под нагрузкой (80%) Нагрева практически нету. В выходных цепях всё ок (пробоев, озона не унюхал). Но, через пару минут работы появился акустический звон. Под нагрузкой продолжает работать резка на ХХ или при коагуляции (и ХХ и по нагрузкой коагуляции) звон усиливается, цифровая часть скальпеля сходит с ума (ребут или хаотические ошибки).
* Коагуляция - частота и напряжение ниже (30 кГц) Резка - частота и напряжение выше (400 кГц)
Пока искал/мерял - сгорели транзисторы (один в обрыв второй в КЗ). Ниже осцилограммы (уже звенящих), желтый выход драйвера (гейт ключа, ТР17), синий - дрейн ключа (ТР19) с делителем 1/10. Видно, что драйвер без нагрузки (оборванный STB18NM80 ) имеет ровный меандр на выходе. Видно, что под нагрузкой есть "дребезг". Думаю, появившийся дребезг и звон результат ухода параметров одного из транзисторов в паре аналогов. * STB18NM80 были в одного чела в городе но цена вдвое ниже чем они доступны под заказ онлайн. На вид явного перемарка не заметил.
Помогите подобрать правильный аналог. Жду замечаний и рекомендаций. Вопросы, что меня гложут:
- Стоит ли гнаться за напряжением ключа? Ведь по +HVDC коньдюки всего на 200 Вольт (но почему неполярные? Может там выбросы индуктивные в работе высоки?)
- Подскажите правильные аналоги. Всё что не смотрю - пиковый ток сильно ниже. А городить 3 - 5 шт. вариант не нравится...
 

Вложения

  • valleylab-force-fx-8c-service schematics.pdf
    1,4 МБ · Посмотрено: 6
  • HVDC.jpg
    HVDC.jpg
    133,3 КБ · Посмотрено: 30
  • RF Out.jpg
    RF Out.jpg
    151,8 КБ · Посмотрено: 29
  • ATP8024JLL.pdf
    165,4 КБ · Посмотрено: 6
  • STB18NM80.pdf
    1 МБ · Посмотрено: 2
  • NewFile0.jpg
    NewFile0.jpg
    33,9 КБ · Посмотрено: 25
  • NewFile2.jpg
    NewFile2.jpg
    34,8 КБ · Посмотрено: 16
  • NewFile1.jpg
    NewFile1.jpg
    34,3 КБ · Посмотрено: 18
  • NewFile3.jpg
    NewFile3.jpg
    35,2 КБ · Посмотрено: 19
  • NewFile4.jpg
    NewFile4.jpg
    35,2 КБ · Посмотрено: 25
M

MMMMAX

  • 21 Фев 2021
Как предположение ИГБТ для индукционных печей,у проверенного продавца,
 
P

Porter

  • 21 Фев 2021
MMMMAX, пока не сталкивался с подобными переделками. Как с управлением ИГБТ? Управление переделывать или станет на имеющееся?
Ещё какие подводные камни?

Доступны STW13NK60Z 600V 13(52)А Есть смысл пробовать паралелить 2 Шт.? Или допуск по напряжению критичен?
 
S

sszer

  • 21 Фев 2021
Мосфеты небыстрые значит. Нужно с малым Ton Toff.
 
A

antonluba

  • 21 Фев 2021
IGBT по частоте может не пойти. Смотри время открытия и закрытия.
Параллелить напрямую нельзя, нужны резисторы к затворам 5-33 Ом. Можно начать с большего значения, постепенно уменьшать, чтобы звона не было.

Добавлено:

Напряжение должно быть 800В, индуктивные выбросы 100%
 
  • Like
Реакции: Porter
S

sszer

  • 21 Фев 2021
STB18NM80 c Turn-off 96ns и trr 822ns диода на 400кгц работать не будут. Нужны с Turn-off 25-40ns.

Добавлено:

antonluba сказал(а):
IGBT по частоте может не пойти. Смотри время открытия и закрытия.
Параллелить напрямую нельзя, нужны резисторы к затворам 5-33 Ом. Можно начать с большего значения, постепенно уменьшать, чтобы звона не было.

Добавлено:

Напряжение должно быть 800В, индуктивные выбросы 100%
Резисторы не столь критичны, важно чтобы выход драйвера имел малое сопротивление и обеспечивал крутой фронт сигнала, особенно при закрытии.
STF13N80K5 - 42ns Turn-off пару в параллель.
Посмотрел - у оригинала APT8024JLL вообще 9/23 Ton/Turn-off - круть.
Значит надо как можно ближе искать.
 
P

Porter

  • 21 Фев 2021
sszer, STW13N80K5 Доступны! Но у него по даташиту trr диода 748 (900) ns. Или t On/Off важнее?
 ссылка скрыта от гостей 

В схеме по гейту уже есть резистор 7,5 Ом 0,5Вт. Как быть с паралельным включением двух аналогов? Убрать имеющийся и поставить на каждый гейт по 14+- Ом?
* сопротивление драйвера Out Hi/Lo = 0.6/0.8 Om Держит 2(9)А. при питании 12 В.

Особый вопрос по фантому для проверки. Сейчас тестирую на курице. Куча дыма и ужасная вонь :( Ведь должны же быть фантомы / имитаторы нагрузки... Где об этом почитать?
 
S

sszer

  • 21 Фев 2021
Время восстановления не критично в общем, on/off все определяет. Если мосфет медленный он просто не успевает закрываться на индуктивной нагрузке и под нагрузкой начинает течь сквозной ток. И свист при этом присутствует. Как подключение драйвера к гейту реализовано?
 
P

Porter

  • 21 Фев 2021
sszer сказал(а):
Как подключение драйвера к гейту реализовано?

sszer, вторая фотка "RF Out" (3 файл слева на право) в первом сообщении.
 
S

sszer

  • 21 Фев 2021
Я не схему имею ввиду а физически как реализовано? Проводом от платы?
 
P

Porter

  • 21 Фев 2021
Хуже, см. фото. Через плату - адаптер и коннектор.

* если STW13N80K5 приживутся или есть необходимость - могу выкинуть платку и проводами напаятся напрямую на майн. А гейт хоть к драйверу сразу минимальной длинной.
 

Вложения

  • DSC00842.JPG
    DSC00842.JPG
    160,4 КБ · Посмотрено: 17
S

sszer

  • 21 Фев 2021
Желательно раздельными проводниками минимальной длины к затворам через разные резисторы. Добавь еще один 7,5ом и обеспечь разные линии одной длины, чтобы исключить разное время управления.
 
P

Porter

  • 21 Фев 2021
Верно ли понимаю, что с выхода драйвера два резистора по 7,5 Ом (тоесть нагрузка на драйвер увеличится в 2 раза условно), каждый на свой затвор? Или же с имеющегося резистора по выходу ещё по резистору на каждый гейт(затвор)? Думаю, родной тоже составной из нескольких кристалов на одной подложке. Тогда нагрузка на драйвер может и не поменяться.
А если так (удобно технически на радиаторе и креплениях имеющихся от родного транзистора) как на картинке?
Транзисторы приедут за пару дней. Отпишусь о результате.
 

Вложения

  • Без імені.jpg
    Без імені.jpg
    13,6 КБ · Посмотрено: 5
S

sszer

  • 21 Фев 2021
Нагрузка не особо увеличится, это же мосфеты. Но емкость малость подрастет. Разные линии и резисторы исключат взаимное влияние транзисторов по затворным цепям.
 
A

antonluba

  • 21 Фев 2021
sszer сказал(а):
Резисторы не столь критичны,
Вот это вы напрасно. При параллельном соединении транзисторов они взаимодействуют между собой через внутренние емкости и эффект миллера.
У меня было такое.
Если резисторы недостаточного сопротивления, начинается самовозбуждение во время переходного процесса. В результате как минимум один транзистор пробивает. Что и увидели на практике.
 
M

MMMMAX

  • 21 Фев 2021
Porter сказал(а):
Коагуляция - частота и напряжение ниже (30 кГц) Резка - частота и напряжение выше (400 кГц)
Не дочитал, ИГБТ -мимо...
 
S

sszer

  • 21 Фев 2021
antonluba сказал(а):
sszer сказал(а):
Резисторы не столь критичны,
Вот это вы напрасно. При параллельном соединении транзисторов они взаимодействуют между собой через внутренние емкости и эффект миллера.
У меня было такое.
Если резисторы недостаточного сопротивления, начинается самовозбуждение во время переходного процесса. В результате как минимум один транзистор пробивает. Что и увидели на практике.
Я не сказал что они не нужны совсем. Выше об этом писал - добавить еще один для развязки взаимного влияния.
И для уменьшения добротности LC контура линия связи-емкость затвора.
 
V

vth

  • 21 Фев 2021
 ссылка скрыта от гостей 

Внезапно в тему попалась статейка про супербыстрые SiC полевики. Может и тут будут уместны.
 
P

Porter

  • 22 Фев 2021
З фантомами разобрался - набор неиндуктивных резисторов 100, 200, 400, 500 Ом 250 Вт + спецкабеля. :(

По транзисторах что смотрю, оригинал заявленный в мануале
ATP8030JN 14/48 nS ток 27(108)А

Сгоревшие STB18NM80 18/50 nS и ток 17(68)А
Заказанные STW13N80K5 16/42 nS. и ток 12(48)А
Разница в быстродействии мизерна.
Если STB18NM80 не прошли по скорости то STW13N80K5 не далеко ушли...
Если STB18NM80 ушли через отсутствие резистора в гейтах, то мот лучше таки STB18NM80? Или те пару наносекунд различия существенны?

vth, Тут классику хрен купишь. Кде ж те искать?
 
S

sszer

  • 22 Фев 2021
Porter, Ты реально думаешь что через транс хоть к какой-то момент в пике течет ток ~100A? В момент открытия транзистора ток вообще равен 0. Максимальный ток в момент выключения никак не десятки ампер будет, полагаю и десяти ампер не будет. И где ты увидел у STB18NM80 18/50 nS? Оригинальный ДШ STM указывает что у них 23/96ns. Как бы более чем вдвое хуже чем у STW13N80K5.
Основная проблема импульсных блоков это недостаточно быстрое переключение ключа с выделением значительного тепла в процессе переключения.
 
P

Porter

  • 23 Фев 2021
sszer, только и могу, что думать. А нужно соображать! Не имею опыта работы с силой на таких частотах... Замечание о разнице скоростей принял. Таки куда-то не туда глянул, заработался...
sszer сказал(а):
недостаточно быстрое переключение ключа с выделением значительного тепла
почему тогда медленные ключи работают пару минут без ощутимого нагрева? Может таки проблема в паралельном включении без развязки затворов резисторами? И как результат перегруз и пробой одного из пары?

Если бы не частота, смотрите, какую штучку мне показали:  ссылка скрыта от гостей 
Вроде как есть и на 1200 Вольт они, но медленнее. Даташита не нашёл.
Их запирать отрицательным надо, верно? Тоесть нужен свой драйвер.

Может кто подскажет, как организовать и подручных средств 300 - 500 Омный неиндуктивный резистор на чверть киловата?
 
S

sszer

  • 23 Фев 2021
Про резисторы я тебе писал - по резистору в затвор и на выход драйвера.
И обеспечить равную длину линий связи от драйвера до затворов.

По сути мощные мосфеты это тоже совокупность менее мощных впараллель на одном кристалле.

И кстати в блоках с пфц ватт от 600 тоже гирлянды из 2-3 мосфетов в ключах пфц. И ничего - работают годами.
 
M

MICHAIL

Команда форума
  • 23 Фев 2021
О ключах ничего е посоветую, тк подбором занимаюсь не сам, если вылетают - отдел покупок ищет следующие.
Курица не самый приятный образец. Мокрое хозмыло пользую.
 
P

Porter

  • 23 Фев 2021
На медфоруме накопал ещё IXFN56N90P 74/93 nS. Но никто не отписался как он работает и работет ли. Хотя, его тоже негде купить.
MICHAIL, и как мыло себя ведёт? не воняет? не пузырится?

sszer, да понял я всё про резисторы! Во и предполагаю, что причиной проблем было их отсутствие а не скорость закрытия аналогов ( ведь обратным индуктивным током их бы грело нипадецки. А они не перегревались!)
 
M

MICHAIL

Команда форума
  • 23 Фев 2021
Воняет,пузырит .... Но без трупозапахов . Ну грузи на эквивалент ,так тоже делаем .
Ковырял такой, но только в части питания, далее все было хорошо , насколько помню. И совсем в глубине памяти сидят транзюки STWxxxxxxx - применяли их,все работало нормально всегда.
P.S. Поциенты тоже воняют и пузырят ,но об этом не рассказывают,до носов не достает . Все в отсос уходит.
 
Статус
Эта тема решена! Перейти к решению…

Верх Низ