Pulse EDM made in Fryslân

Alle in grote lijnen opgebouwde aluminium, stalen en houten cnc-machine`s

Moderators: audiomanics, Moderators

Kjelt
Donateur
Berichten: 6259
Lid geworden op: 14 jun 2007 21:51
Locatie: Eindhoven

Re: Pulse EDM made in Fryslân

Bericht door Kjelt »

Ok ik heb hem in ieder geval gemailed, ik weet niet of het de RDSon was of de gatecapaciteit waardoor de inschakel en uitschakelvertraging verschilden.
Maar als 1 fet het al aan kan zal het wel goed komen 8)
Gebruikersavatar
DaBit
Donateur
Berichten: 11016
Lid geworden op: 05 dec 2012 13:48
Locatie: Oss

Re: Pulse EDM made in Fryslân

Bericht door DaBit »

audiomanics schreef: 10 sep 2018 18:31 In feite ontlopen HEX-MOSFET'd en IGBT elkaar niet eens zo heel veel..
HEXFET is gewoon een merknaampje van International Rectifier, tegenwoordig Infineon geloof ik. Net zoals je ook StripMOS en CoolMOS en weetikveelwat hebt. Een presentatie over die dingen is net alsof je naar een wasmiddelreclame zit te kijken.
Uiteindelijk zijn vermogens-FET's allemaal parallelle structuren, dus in feite duizenden kleintjes parallel. Daarom kun je ook best goed meerdere FET's parallel schakelen; dan heb je geen 1000 kleintjes parallel maar 2000. De een doet dat door ze in een hexagonale structuur te ordenen, een ander zet ze op een rijtje, enzovoorts.

IGBT's en MOSFET's zijn wel behoorlijk verschillende dingen. IGBT's lijken meer op bipolaire transistoren dan veldeffect-transistoren inclusief de daarbij horende voordelen (vrij stroomonafhankelijke Vce,sat versus sterk oplopende Rds,on van MOSFETs, veelal inherent kortsluitvast voor korte tijd, etc.) en nadelen (vooral afschakelen is een langdurig klusje vanwege de current tail, net zoals een bipolaire transistor die je in verzadiging jaagt).

Indien gebruikt als schakelaar dan heb je een behoorlijk groot grijs gebied welke beter is in welke toepassing, maar onder de 200V winnen MOSFET's het vrijwel altijd, boven de 600V zijn IGBT's veelal koning (al beginnen daar de siliciumcarbide-MOSFET's ook aardig te knabbelen).

Het is net een rechte frees versus een spiraalfrees, beiden hebben ze zo hun gebieden waar ze in uitblinken. Maar omdat ze allebei een sleuf in je materiaal trekken zijn ze nog niet gelijk.
De huidige MOSFET's hebben een veel kleinere miller-capaciteit waardoor de schakelfrequenties vele malen hoger kunnen worden dan bij IGBT (enige MHz tegenover enkele tientallen KHz)
IGBT's hebben daar een aardige inhaalslag gemaakt; een paar honderd kHz redden de snellere types wel. Daar betaal je voor met een hogere verzadigingsspanning. Maarja, bij MOSFET's betaal je voor een kleinere gatecharge ook met een hogere Rds,on (dan staan er gewoon wat minder 'mini-fetjes' parallel)
De MOSFET's die ik gebruik kunnen afzonderlijk 76A schakelen en ingezet worden tot 200V.. Er staan er 4 parallel... voldoende lijkt me...
Beiden gelden voor 25 graden celcius kristaltemperatuur. Als je de datasheets goed interpreteert is het allemaal niet zo rooskleurig meer. Lies, damn lies, datasheets.
Kjelt schreef: 10 sep 2018 20:22 Bij parallele fets dien je wel voorzorgsmaatregelen te nemen.
Nauwelijks. De Rds,on van MOSFETs loopt op bij oplopende temperatuur, dus dat heeft een nivellerend effect.
Dit in tegenoverstelling tot bipolaire transistoren en familie daarvan; daar loopt de Vce,sat en Vbe juist af bij oplopende temperatuur, wat tot lawine-effect leid. Bij o.a. audioversterkers met meerdere transistoren parallel moest je daarom ook emitterweerstanden toepassen om de stroom evenredig(er) te verdelen.
audiomanics schreef: 10 sep 2018 21:54 Ze hebben wel allemaal hun eigen Gate-weerstand. (al stelt 10 Ohm niet heel veel voor.. die zit er eigenlijk alleen maar als zekering voor het geval er één vindt dat de Gate aan de Drain moet liggen.. )
Die gateweerstand heeft een bijzonder kritieke functie, namelijk het onderdrukken van oscillaties.
De gate heeft een capaciteit, de toevoerdraden (inclusief die van de gate en source zelf) een inductie. Via de laagohmige gatedriver staan die twee parallel, wat dus een parallel resonante kring oplevert. Met behoorlijk hoge Q-factor.

Kijk je in de datasheet van de MOSFETs dan zie je dat de maximale Vgs vaak maar 20V of 30V is. Als de Q van de LC-kring slechts 3 is en je schakelt de FET met 10V (dus heel royaal onder het maximum van 30V, denk je) dan zit je al in de gevarenzone. Zeker als je je realiseert dat die spanningen in de datasheets allemaal gelden bij 25 graden kristaltemperatuur en die MOSFET zijn werk doet op lokaal 150-300 graden kristaltemperatuur (hotspots... Niet elke 'mini-fet' in de parallelschakeling is gelijk en the thermische impedantie is niet 0)

Wat die gateweerstand voornamelijk doet is de kwaliteitsfactor van die kring onderuit halen en de energie van de oscillaties dissiperen. Zou je die niet toepassen, dan ontsnapt regelmatig 'om onverklaarbare redenen' de rook uit de FET's. Nooit op je bureau, altijd bij de klant.
Zeners tussen gate en source worden ook wel eens toegepast, maar aangezien een deel van de gate/source inductie in de pootjes en package zit, evenals de gate-source capaciteit, is die zener niet zo effectief als je zou willen.

Ga je snel dikke FET's schakelen, dan is regel nummer 1 dan ook: Hou De Inductie Tussen Driver En FET Laag. Dus korte draden met een zo klein mogelijk lusoppervlak.

Voor de rest: leuk project. Vonkverspaning heeft toch iets magisch. 't is dat ik er geen toepassing voor heb :lol:
De belangrijkste wet in de wetenschap: 'hoe minder efficient en hoe meer herrie, hoe leuker het is'
Gebruikersavatar
audiomanics
Donateur
Berichten: 5273
Lid geworden op: 28 feb 2007 09:31
Locatie: Appelscha
Contacteer:

Re: Pulse EDM made in Fryslân

Bericht door audiomanics »

Duidelijk.. Ik heb zeners tussen de gate en source (2x12V anti-serie, dus met de kont tegen elkaar)
De afstand tussen de gelijkrichter/elco's en de FET's is ca 10cm.. korter kon ik het niet bij elkaar krijgen. De stuurtorren kan ik ook nog wel wat dichterbij parkeren.. de print is toch nog niet helemaal ontworpen en gemaakt..
Ik ben ook wel schakelingen tegen gekomen waar ze dikke spoelen in de voedinglijn hebben zitten, maar die zaten er om de stroom binnen de perken te houden..
Hoewel je bij afschakelen toch wat moet doen aan de inductie..
Is me nu ook duidelijk waarom die gateweerstanden slechts 10 Ohm zijn.. Stroom loopt er nauwelijks, dus met een spanningval hoef je geen rekening te houden, maar in combinatie met de Millercapaciteit (voor deze torretjes staat ca 5nF in de datasheets, wat me al vrij hoog lijkt...) heb je met een hogere weerstand toch een redelijk grote RC-tijd..

Ik heb er ook geen toepassing voor, maar aanbod schept behoefte... Eigenlijk omdat ik iets "moest" bouwen en "just because i can" (denk ik...)

Kees
<klik>... euh..test... 123.... einde test... uit.<klik>
Gebruikersavatar
frank
Donateur
Berichten: 284
Lid geworden op: 01 jun 2007 19:10
Locatie: Diessen
Contacteer:

Re: Pulse EDM made in Fryslân

Bericht door frank »

Nou... om een gebroken tap uit te vonken kan het toch een heel welkom stukje gereedschap zijn.
Do or do not. There is no trying. "Yoda"
Gebruikersavatar
audiomanics
Donateur
Berichten: 5273
Lid geworden op: 28 feb 2007 09:31
Locatie: Appelscha
Contacteer:

Re: Pulse EDM made in Fryslân

Bericht door audiomanics »

nou moet ik zeggen dat ik bijna een jaar geleden de laatste tap gebroken heb.. Een M8 notabene.. Door de kracht kwam het profiel los uit de klem :|
gelukkig valt het dus nog mee.. De M2 en M3 tapjes leven nu al een paar jaar en worden toch behoorlijk vaak gebruikt..
Maar als het werkt kan ik natuurlijk altijd voor een ander gaan uitvonken.. Er worden hier op het forum toch wel regelmatig wat tapjes gebroken denk ik..

Kees
<klik>... euh..test... 123.... einde test... uit.<klik>
Gebruikersavatar
DaBit
Donateur
Berichten: 11016
Lid geworden op: 05 dec 2012 13:48
Locatie: Oss

Re: Pulse EDM made in Fryslân

Bericht door DaBit »

audiomanics schreef: 11 sep 2018 00:56 Duidelijk.. Ik heb zeners tussen de gate en source (2x12V anti-serie, dus met de kont tegen elkaar)
Stuur je de gates ook negatief dan? Anders heb je alleen maar 'last' van die tweede zener die altijd als diode dienst doet. Extra weerstand, extra spanningsval, extra inductie.
De afstand tussen de gelijkrichter/elco's en de FET's is ca 10cm.. korter kon ik het niet bij elkaar krijgen. De stuurtorren kan ik ook nog wel wat dichterbij parkeren.. de print is toch nog niet helemaal ontworpen en gemaakt..
Zet dan lokaal bij de FET's nog een condensator. 10uF ofzo, hoeft niet zo groot te zijn.
Verder is het lusoppervlak wat telt. 10cm heen en 10cm terug strak tegen elkaar aan of getwist is minder erg dan een vierkant van 3x3cm.
Ik ben ook wel schakelingen tegen gekomen waar ze dikke spoelen in de voedinglijn hebben zitten, maar die zaten er om de stroom binnen de perken te houden..
Hoewel je bij afschakelen toch wat moet doen aan de inductie..
Ja, juist om met die kortsluiting om te gaan zouden IGBT's nog geen verkeerd plan zijn. Vervolgens een comparator over collector en emitter die reageert op een paar volt boven de Vce,sat; als die triggert als de IGBT 'aan' staat dan komt die IGBT uit saturatie en heb je teveel stroom te pakken.
Is me nu ook duidelijk waarom die gateweerstanden slechts 10 Ohm zijn.. Stroom loopt er nauwelijks, dus met een spanningval hoef je geen rekening te houden, maar in combinatie met de Millercapaciteit (voor deze torretjes staat ca 5nF in de datasheets, wat me al vrij hoog lijkt...) heb je met een hogere weerstand toch een redelijk grote RC-tijd..
Uiteindelijk wil je twee dingen van die gateweerstand:

- Oscillaties/opslingeringen dempen
- De dI/dt begrenzen tot zinnige waarden. Er geld namelijk U=L.dI/dt, waarbij L je parasitaire inductie is van je source-aansluiting. Dat is een tiental nanohenries, maar bij hoge Di/dt's ontwikkelen zich daar aanzienlijke spanningen over, en dat vind de gatedriver vaak niet zo heel tof. Zeker de TC442x/IR21xx/etc. familie van gatedrivers niet.

In principe moet je zo snel schakelen als nodig, en niet sneller. Je blijft wat langer in het Miller-plateau hangen dus je FET dissipeert meer, maar als je gaat rekenen is schakelen in een paar honderd nanoseconden versus enkele tientallen nanosecondes niet zelden knap verwaarloosbaar (als in 98% efficient ipv 98.5%) en het scheelt je een hele bak ellende met parasitaire componenten.

De gateweerstand te groot maken werkt echter ook niet; de dV/dt op de drain mag er niet via de Cgd voor zorgen dat de FET weer onder de gate threshold duikt.

Ik gebruik in een vermogenstrap die 180V/20A schakelt met 100kHz gateweerstanden van 47 Ohm.

Als ik er kwa ruimte en kosten mee weg kom kies ik overigens niet zelden voor een gatedrive-transformator. Klinkt misschien 'ouderwets', maar die dingen hebben vrijwel geen vertraging, met 1 transformator kan ik een hele H-brug aansturen inclusief de negatieve sturing van IGBT-gates, een ampere of 10 de gates van dikke IGBT-modules in jassen is geen enkel probleem, de gatedrive hangt zwevend ten opzichte van de veel stroom voerende sourceleiding (in geval van lowside) en de klapperende source in geval van highside, en zo'n kubieke centimeter koper en ijzer krijg je nog niet stuk al had je het graag.
En met klein FETje per vermogenstor extra kun je ook 100% dutycycle.

Al met al is een betrouwbare eindtrap die snel hoge vermogens schakelt ontwerpen nog niet heel makkelijk. Daar kom je vanzelf achter als de stapel gatedrive-IC's met krater in het midden en MOSFET's die hun kapje missen begint te groeien. :lol:
Ik heb er ook geen toepassing voor, maar aanbod schept behoefte... Eigenlijk omdat ik iets "moest" bouwen en "just because i can" (denk ik...)
'Because we can' is altijd een prima reden :mrgreen:
De belangrijkste wet in de wetenschap: 'hoe minder efficient en hoe meer herrie, hoe leuker het is'
Gebruikersavatar
Arie Kabaalstra
Donateur
Berichten: 13372
Lid geworden op: 07 feb 2007 18:37
Locatie: Bakhuuz'n
Contacteer:

Re: Pulse EDM made in Fryslân

Bericht door Arie Kabaalstra »

Ik heb er ook geen toepassing voor, maar aanbod schept behoefte... Eigenlijk omdat ik iets "moest" bouwen en "just because i can" (denk ik...)
Maar.. met een blokje Koper kun je een Electrode maken, en die in een ander onderdeel vonken.. spuitgietmatrijsjes..
Gebruikersavatar
audiomanics
Donateur
Berichten: 5273
Lid geworden op: 28 feb 2007 09:31
Locatie: Appelscha
Contacteer:

Re: Pulse EDM made in Fryslân

Bericht door audiomanics »

Ja, en die maak ik nogal veel... :roll: Maar dat kan nog komen...
Kan ook een muntje van koper frezen en die overal in drukken... leuk! nuttig??

Ik zit ongeveer aan de deur gekluisterd, want zaterdag zijn mijn meters al geland op Schiphol. Daar zit de shunt bij, en dat is het laatste dat ik in de windtunnel moet parkeren en dan kan die op zijn plaats geschoven worden en kan ik verder met de rest.. Was namelijk nogal een truukje om die windtunnel in de kast te krijgen. dat ging alleen als er niets in de kast gemonteerd is. Ding naar de andere kant schuiven, hoogspanning monteren, tunnel terug schuiven en vast zetten en dan pas de rest... Je wordt er handig in langzamerhand :| ...
Kees
<klik>... euh..test... 123.... einde test... uit.<klik>
Gebruikersavatar
Arie Kabaalstra
Donateur
Berichten: 13372
Lid geworden op: 07 feb 2007 18:37
Locatie: Bakhuuz'n
Contacteer:

Re: Pulse EDM made in Fryslân

Bericht door Arie Kabaalstra »

Dat muntje hoef je niet te frezen. .
Die knoop je gewoon aan de ram...😁
Gebruikersavatar
audiomanics
Donateur
Berichten: 5273
Lid geworden op: 28 feb 2007 09:31
Locatie: Appelscha
Contacteer:

Re: Pulse EDM made in Fryslân

Bericht door audiomanics »

DaBit schreef: 10 sep 2018 23:24 Hou De Inductie Tussen Driver En FET Laag. Dus korte draden met een zo klein mogelijk lusoppervlak.
Dichter op de FET's dan dit kon ik de driver niet plaatsen: (het zwarte draadje linksonder is hooguit 12mm)
Printje zit muurvast in een groef in het koelprofiel op ca 3mm boven de koperen strips.. toch nog maar even een extra stukje epoxyplaat eronder geschoven..
17426

Kees
<klik>... euh..test... 123.... einde test... uit.<klik>
Gebruikersavatar
audiomanics
Donateur
Berichten: 5273
Lid geworden op: 28 feb 2007 09:31
Locatie: Appelscha
Contacteer:

Re: Pulse EDM made in Fryslân

Bericht door audiomanics »

Het printje voor de elektronica is ook getekend en besteld.. 't is dat de minimale hoeveelheid 5 stuks is en de verzendkosten 23$ zijn (DHL- 2 dagen in huis... schiet wel lekker op dan)
17440
Kastje begint al aardig vol te raken.. De windtunnel zit op zijn plek. Er moeten nog een paar potmeters en draaischakelaar komen.
Ik wacht nog even met het inbouwen van de 800VA hoofdtrafo totdat alles op zijn goede werking is gechecked.
Tijd om aan de elektrodesturing en de bak voor het diëlektricum te beginnen.. het servomotortje kwam ook vandaag aan dus kan ik gaan tekenen.

Kees
<klik>... euh..test... 123.... einde test... uit.<klik>
Gebruikersavatar
audiomanics
Donateur
Berichten: 5273
Lid geworden op: 28 feb 2007 09:31
Locatie: Appelscha
Contacteer:

Re: Pulse EDM made in Fryslân

Bericht door audiomanics »

Dat werkt toch wel heel mooi bij JLCPCB: het hele productieproces is per seconde te volgen: WERELD-bedrijf!!
17455

Kees
<klik>... euh..test... 123.... einde test... uit.<klik>
Kjelt
Donateur
Berichten: 6259
Lid geworden op: 14 jun 2007 21:51
Locatie: Eindhoven

Re: Pulse EDM made in Fryslân

Bericht door Kjelt »

Die zijn inderdaad goedkoop zeg. Verzendkosten gooien meestal roet in het eten tenzij je geduld en de tijd hebt. Goed om te horen dat je tevreden bent, kan ik ze ook eens proberen.
Ik kijk meestal op pcbshopper.com die rekenen dan voor jouw print, hoeveelheid, kleur en afwerking, precies voor je uit welke fabrikant wat rekent.
Gebruikersavatar
Arie Kabaalstra
Donateur
Berichten: 13372
Lid geworden op: 07 feb 2007 18:37
Locatie: Bakhuuz'n
Contacteer:

Re: Pulse EDM made in Fryslân

Bericht door Arie Kabaalstra »

eh.. Mei ik jo wat freegje?.. moet 't niet "Makke in Fryslân" zijn?.. Doge jo wol?.. :lol:
Plaats reactie