PSU Destroyer Mark I :-)

Op 17 juni 2013 00:04:44 schreef benleentje:
[...]

1. relais vinden die samen 1000A kunnen schakelen en ook nog betaalbaar en liefst zo klein mogelijk gaat niet lukken.
2. Relais laten pulsen met exact 0,5mS t/m 4mS gaat ook niet een relais heeft al meer tijd nodig om te reageren en zijn contacten volledig te sluiten.

Dat waren inderdaad de zaken die ik nogal over het hoofd zag:p

Mijn zorg zit 'm vooral in het feit dat je nieuwste idee niet zozeer een stroombegrenzing is, maar meer een soort zekering.

Op het moment dat de stroom door één van je FETs boven de drempelwaarde komt, wordt 'ie keihard afgeschakeld. Dit is op zich al een puntje van zorg: Het ene moment loopt er 100A, pakweg 50 nanoseconden later 0. Oftewel een di/dt van 2GA/s. Je hebt nu maar een akelig klein L-etje nodig voor een forse spanningspiek.

Verder krijg je volgens mij op dat moment ook een soort van 'oscillerend domino effect'. Als we er even van uit gaan dat de verschillende FET-weerstand-BD combo's redelijk aan elkaar gelijk zijn zal het afschakelen van ééntje heel snel leiden tot het afschakelen van de volgende, en de volgende, en de volgende, ...
Maar tegen de tijd dat de derde of de vierde afschakelt (na pakweg 150, 200 ns?) zal de eerste misschien al wel weer inschakelen.

In de praktijk zal het misschien allemaal wel meevallen en zal die begrenzing waarschijnlijk ook nauwelijks ooit werkelijk hoeven ingrijpen, maar ik heb er gewoon niet zo'n lekker gevoel over en zou het zelf op de manier doen die je oorspronkelijk had bedacht.

Mijn 0,02 Euro

Groet,
Rob.

Je hebt nu maar een akelig klein L-etje nodig voor een forse spanningspiek.

Die fet's kunnen tot 55V, ik zou er dus een forse 39V zener overzetten.

Hi Heren

Het afschakelen als een domino effect zal misschien optreden...
Wat niet vergeten moet worden is dit, de Fets worden niet oneindig snel in of uitgeschakeld.
De Fet driver heeft toch nog een vrij hoge uitgangsweerstand voor het leveren van stroom en dan nog de gateweerstand.
Dit is een mooi Low Pass filter.
Als er stroom gaat lopen door de Drain naar de Source gaat de Source spanning steeds verder omhoog naarmate de stroom stijgt.
Dit werkt de Gatespanning weer tegen.
Zoveel variabelen...

Ik heb nog wat onderdelen besteld en als het goed is zijn deze morgen binnen.
Vanavond ga ik eens met één Fet testen om een beetje te kijken of het overeen komt met wat ik er over denk.
Ik laat jullie de plaatjes er van, op een later tijdstip zien.

Gegroet,
Blackdog

Maar wanneer schakelen de FET's weer in? Direct. Je meet immers de stroom die je onderbreekt. Moet hier niet nog een werkelijke delay tussen? Een echt lange, bijvoorbeeld een kwart seconde of zo?

Ook aannemende dat alle FET's precies tegelijk trippen en in/uit schakelen, zou je te maken krijgen met een op hoge frequentie pulsende hoge stroom, met alle gevolgen van dien. FET-Destroyer mark 1?

Je kunt misschien een circuit maken met een monostable die je gebruikt om de enable nog iets langer laag te houden. Je hoeft geen extra circuit tussen je tor en enable te hebben, want dat zou je beveiliging vertragen, maar gewoon een stuk ernaast met een tweede open collector output voor naar de enable pin.

Zolang je monostable sneller reageert dan dat de enable origineel laag zou blijven, heb je een mooie continue disable puls.

Hi Heren,

Dit is mijn beeld van wat er gebeurd al je een voeding kortsluit (Blackdog Brain Spice).

Als eerste moet de uitgangs condensator flink ontladen worden voordat de voeding mee doet wat de max stroom betreft.
Die Max stroom wordt door een serie schakeling van alle impedanties en de voedingspanning die staat ingesteld bepaald.

Ik ga proberen mijn te bouwen tester (onderdelen net opgehaald) zo inductie arm mogelijk te maken.

Ook de bedrading van de tester naar de voeding wordt heel kort.
Dit zijn twee banaan stekkers direct aan elkaar, zoals in gebruik bij mijn Williams Dynamic Load.
De bedrading in de te testen voeding, daar heb ik geen controle over.

Door de mogelijkheid om in korte tijd via een lage impedantie te ontladen kan ik de dissipatie begrensen.
Ik zal het hier nogmaals herhalen, automatisch max 4 pulsen per seconde of met de hand.
Pulsduur van 0,5mSec tot 5mSec

Als je wilt weten hoe snel de Fet eventueel uit en weer inschakeld en of er een domino effect optreed (wil ik ook weten!!!)
Zal je het moeten meten, dat ga ik misschien morgen doen als mijn werk het toelaat.

De eerste testen die ik ga doen is met een enkele fet en alleen een elco tussen 220 en 1000uF en tussen 5 en 30V.
Dit samen met een kleine serie weerstand zodat ik het niet, met de eerste testen het opblaas
Dus veel variabelen en uit de testen zal blijken of mijn schakeling zinnig is.

Wat de timing van de beveiliging van de Fets betreft, ik denk dat de elco vrij snel leeg zal zijn en dat er alleen
bij een hoge testspanning zeg 30V, je in de buurt komt dat de beveiliging aanspreekt.
De beveiliging via de enable aansluiting is niet instand, daar zijn toch te veel capaciteiten en terugwerking in het spel.

De beveiliging aan de gate van de Fet is denk ik het mooiste, het word dan een soort stroombron.
Dit alleen als de BD139 de stuurstoom voldoende kan killen.
De Fetdriver doet zijn best, om die gate hoog te houden met zijn 5-Ampére piekstroom.
Door de enable te gebuiken heb ik weinig stroom nodig maar duurt het toch nog redelijk lang voor de Fet weet uit is.
Als ik de BD139 aan de gate hang om de stroom te begrensen zal ik de gate weerstand voldoende hoog moeten maken,
zodat ik niet boven de 2-Ampére piekstroom uit kom van de BD139.

OK dat was het voor vandaag, meer inzichten van jullie kant hoor ik graag.

Gegroet,
Blackdog

Bij grote IGBTs wordt vaak gebruik gemaakt van een zogenaamde desaturatie beveiliging, waarbij de IGBT bij een extreme overstroom juist langzaam wordt gespert, om te voorkomen dat het ding door een te grote dI/dt in combinatie met een kleine inductie alsnog stuk gaat. Dat langzaam uitschakelen zorgt natuurlijk voor enorme schakelverliezen, maar omdat je dat niet continue doet gaat dat wel goed.

Hi Heren,

Even een korte toevoeging...
Ik heb een testsetup gebouwd met twee Fets om te kijken hoe de schakeling werkt.

Dit is de testsetup bijna klaar.

Vooraanzicht, nog zonder de BD's voor de stroombegrensing.

De testopstelling gekoppeld aan de 4093 pulser en de scoop.

En als laatste de puls uit de scoop, even zonder info in de foto.
Dit is de spanning die valt over de 0,025 Ohm Drain weerstand.
Tellen we even mee... 8V piek bij 0,025 Ohm is 320-Ampére!!!
Voedingspanning over de condensator waarmee ik test is 20V.
Het is een Low ESR type van 470uF.

In vrijwel 60uSec is hij leeg, dit beloofd wat voor de echte tester
De bedrading is bij deze testcondensator wel heel kort uitgevoerd, ongeveer 2cm totaal.
De Fets zijn van een iets ander type daar ik geen IRFP064 over had om mee te testen, maar dit zijn ook rond de 100A Fets met ongeveer 5mOhm Rdson.

Als het meezit, morgen meer testen en leuke plaatjes...

Gegroet,
Blackdog

Dan mis ik 12V. over welke weerstanden valt die spanning dan? Met 2 cm aansluitdraad is daar ook niet veel weerstand?

Met zo een kort RC tijd kan je toch een heftige oscillator kunnen maken moet je ook een voeding hebben die 320A kan laden in de condensator.

[Bericht gewijzigd door benleentje op zondag 23 juni 2013 01:46:58 (38%)

Hi benleentje,

Misschien wordt met het onderstaande verhaal het een en ander duidelijker.
Als eerste even het schema van de test setup, zoals ik al zij niet de IRFP064 als Fet.

Ik test met deze opset dus niet de voeding...
Er staat een 50 Ohm weerstand in serie met de voeding en deze 50 Ohm belasting kan de voeding gewoon aan.
Het gaat mij bij deze meting om te zien hoe groot de stromen zijn,
of het geheel stabiel is enz.
Ik meet dus de ontlaadstroom van een goede elco en kijk naar het spanningsverloop op meerdere meetpunten.

Deze foto is de spanning gemeten op punt A, dat is over de 0.025 Ohm Drain weerstand.

Dit is dus de spaning direct gemeten over de 4x 0.1 Ohm weerstanden.
Ik heb mijn best gedaan de inductie laag te houden van de bedrading.
Ik heb echter geen idee wat de verhouding van de echte weerstand t.o.v. de "L" van dit meetpunt is.
Door de voor mij nog onbekende "L" kan de stroom hoger lijken dan hij is.
Ik moet het nog vergelijken met de spanningen over de Source weerstanden.
Zie onderstaande foto's.
Dit zijn de Dale meetweerstanden op stripjes koper.

De inductie aan het massavlak heb ik ook geprobeerd zo laag mogelijk te houden met extra stripjes.
Verder kan je ook goed de kleine lusjes zien aan de Drain.
Dit zijn de ongeveer 5mOhm weerstanden.

Deze foto laat mooi zien dat de stroombegrensing werkt.
Er is eerst wat overshoot door traagheid in de transistoren, aanwezige inductie en parasitaire capasiteiten.
Maar na 500nSec is de stroombegrensing stabiel.
Na ongeveer 4uSec is de stoom zover gedaald dat hij weer uit de stroombegrensing komt.
Oja, er is wat verschil tussen de beide meetpunten, probeer dat maar eens gelijk te krijgen!
Het komt volgens mij voornamelijk door de afmeting van de ongeveer 5mOhm Source weerstand.

Bij deze foto is de tijdbasis wat langer en kan je zien dat de elco na ongeveer 60uSec leeg is.

Als het meezit later meer vandaag, nu eerst even lunchen...
Gegroet,
Blackdog

Verder kan je ook goed de kleine lusjes zien aan de Drain.

Ik heb even gemist waarvoor die waren, en kan het ook niet terugvinden. Kun je me in de richting van de post waar dat wordt besproken wijzen?

Het nadert voor mij rocketscience. Althans, het is nog net te volgen, maar dit zelf ontwerpen zou me alleen in de basis nog lukken, maar dus niet met al die slimmigheidjes.

Die lusjes in de drain zijn weerstanden. Gemaakt van een pootje van een diode of weerstand. In het schema zijn de weerstanden de blauwe gekronkelde dingen tussen fet en massa.

@blackdog was die 580A gemeten zonder de stroom begrenzing want dat heb ik wel even gemist.

Ik had nooit verwacht dat die dunne pootjes van en condensator tot zulke enorme stromen in staat waren. Hoe veel stroom gaat er dan lopen als je de pootjes zelf tegen elkaar aandrukt.

Hi Heren,

Jochem, zoals benleentje al aangeeft, zijn die lusjes de source weerstanden.
Dit is voor mij ook nieuw, en moet veel uitdenken/uitzoeken/meten.
Ik heb hier niets over kunnen vinden op het iNet en het denken en bouwen is gebasseerd
op mijn kennis van HF techniek die ik heb opgedaan als piraat en bij mijn werkgever in de vorige eeuw

Verder ook bij het ontwikkelen van een zeer grote IR straler met ruim 1000 iR LED's
die analoog gemoduleerd moest worden (16 kanalen, voor een vertaalsysteem) , ik had frequenties tot iets boven de 1Mhz en een paar Ampére.
Op zo'n manier ben ik toen bij de Ring-Emittor transistoren gekomen die toen in de nieuwste dure audio versterkers zaten.
Bij die eindtrap in die iR straler, ben ik ook lekker aan het stoeien geweest, om de impedanties rond de emittor laag te houden.
Die achtergrond heb ik nu ook weer gebruikt voor de compound transistor van mijn voedings ontwerp.
Moraal, je leert veel als je met zenders en ontvangers speeld, boeken zoals ARRL, Veron, VRZA, Art of Electronics uitspit enz.
Dit is ook op een normale manier niet in Spice te gooien, je zal voor het beste resultaat moeten loodgieteren *grin*

benleentje
Als ik een schroevendraaier er tussen steek gaat de stroom nog verder omhoog.
Maar dat is natuurlijk niet stabiel te meten door de nog al varieerende overgangsweerstand.
De rede van de vorm van het lusje is trouwens, om de impedantie van het lusje zo laag mogelijk te houden.

Verder weet je natuurlijk ook wel, dat als je een condensator die zoals hier, opgeladen tot 30V kortluit,
zijn eigen draden vastlast/wegbrand.
Daar zit aardig wat energie in, die in zeer korte tijd vrijkomt.
Hoe beter de condensator, hoger de spanning en korte bedrading hoe groter de klap!
Maar ik moet zeggen, ik sta er óók nog versteld van

Heb je trouwens nu ook begrepen dat ik geen voeding nodig heb die honderden amperes
kan leveren om de condensator weer vol te krijgen?
De condensator word vrijwel geheel ontladen in zeg 60uSec.
Het opladen gaat via een 50 Ohm weerstand en 30V, maar ik heb de tijd, minimaal 0,25 seconde ( die 4Hz repetitie frequentie )
En als hij direct aan een voeding hangt, de max. stroom die de voeding kan leveren.

Wil ik hem in 60uSec weer vol hebben dan al ik daar een stevige voeding voor nodig hebben.
En/of een veel grotere elco waar dan de bulk van de enegie uit komt voor de gewende laadtijd.

Dit is trouwens een plaatje van de impedanties die meespelen en ondermeer de max. stroom bepalen.

Zoals altijd, shoot @ it, ik hoor graag jullie opmenkingen, corecties e.d.

Gegroet,
Blackdog

Persoonlijk zou ik voor het testen nu liever werken met een "enkele" versie. Als je uitge-experimenteerd bent, kan je de specs verdubbelen door eea dubbel uit te voeren.

Verder zou ik de stroombegrenzing liever iets lager instellen, om duidelijker in je "langere timebase" plaatje een plateau te zien gevolgd door een exponentiële curve. Maar goed, als je zelf aan de knoppen kan zitten zal het wel zichtbaar zijn, op 1 van de standen tussen de twee uitersten die je gepost hebt. Mooi werk!

Ohja, waarom gebruik je de source-weerstanden niet als sense-weerstand?

Ha die rew,

Dat ik met twee Fets test, is om te zien wat de verschillen kunnen zijn, zoals je kan zien in de twee kanaals meting.
Verder wil ik zien als er twee of meer Fets parr. staan of dit nog gekke effecten geeft, dus dat is de rede voor het testen met twee Fets.
Nu kan ik het alsnog van 2 naar 8 stuks schalen.

Wat het meten over de Sourceweerstanden betreft en dan de Drain weerstanden weglaten...
Tja, ik ben daar nog niet klaar mee in mijn hoofd.
Misschien omdat ik de Source weerstand niet echt netjes kan maken en graag goed meet...
Alhoewel, dat bij 8 stuks Fets natuurlijk wel uitmiddeld.

Ik ben bij het maken van een bestellijstje nog een andere Fet tegen gekomen.
Deze is sneller en kan ook nog hogere pulsstroom hebben.
Verder heeft deze Fet een TO220 behuizing en kan ik de 8 Fets dichter bij elkaar zetten en hierdoor heb dan ook een lagere bedradings inductie.
Deze Fet heeft een Idm van 1080-Ampére.
Het gaat om de IRF2804, jammer dat de max Vdss maar 40V, maar dat is net voldoende voor mijn toepassing.

Als ik deze ga toepassen, kan de max piekstroom omhoog naar 3 a 4000 Ampére.
Ik ga vanavond nog de weerstand meten van een TO220 transistor, ik bedoel hiermee de weerstand vanaf het huisje tot het einde van het Source draadje.
Misschien is dit al voldoende om als sense weerstand te gebruiken.

Als ik morgen de onderdelen binnen heb ga ik de "echte" bouwen

Gegroet,
Blackdog

Haha die is mooi. Zijn eigen aansluitpootje als source meetweerstand gebruiken. Scheelt toch al gauw weer 5mΩ weerstand in het totaal plaatje.

Ha die benleentje,

Je zit er een stukje naast, van het begin tot het einde van het pootje is het bij mijn TO220 Fet die ik meette, 0,87mOhm.
Dat is dus niet bruikbaar, beetje te laag, en dat is jammer.
Ik kan natuurlijk ook het pootje wat dunner vijlen tot ongeveer 3 a 4 mOhm...

Ik heb nog wat metingen gedaan, ondermeer aan weerstandsdraad, maar alles wat ik heb van weerstands draad, is te hoog in waarde.
Verder heb ik een paar draadweerstanden gemold, dit voor het draad, maar het is slecht soldeerbaar.
Ook getest met laag Ohmige shunts, stripjes dus, maar dit materiaal is ook slecht soldeerbaar.

De beste keuze blijft het aansluitdraadje van een 1N4148 en heel dun wirewrap draad dat ik hier heb.
Dus met één van deze twee draadjes ga ik het doen.

Morgen weer een dag
Gegroet,
Blackdog

In je schema staat de gate weerstanden R43 en R41 als 5.6Ω, maar voor je test gebruik je 2.7Ω.

580A !! Ben je niet bang dat je draadweerstanden eruit fikken?

Verder een mooi verslag, leuk om te lezen.

Hi Flash,

Ja sorry, schema en foto's zijn soms niet helemaal in sync, zal er beter op letten.

Voor het uitbranden ben ik bij het ontladen van de elco niet bang.
In mijn scoopfoto's kan je zien hoe snel de elco leeg is.
De rede dat de draadweerstand zullen uitbranden is niet alleen de stroom.
Dit is een energie kwestie en daar speeld natuurlijk ook de tijd in mee.

De kans is groter door de tijd dat de de voeding de stroom leverd in de max van 5mSec kortsluiting.
We zullen zien hoe het er uit gaat zien bij de eerste echte testen.

Dank je voor het compliment.

Gegroet,
Blackdog

Op 23 juni 2013 17:50:28 schreef blackdog:
Jochem, zoals benleentje al aangeeft, zijn die lusjes de source weerstanden.
Dit is voor mij ook nieuw, en moet veel uitdenken/uitzoeken/meten.
Ik heb hier niets over kunnen vinden op het iNet en het denken en bouwen is gebasseerd
op mijn kennis van HF techniek die ik heb opgedaan als piraat en bij mijn werkgever in de vorige eeuw

Wat ik me nog uit die prehistorie kan herrinneren, had dat iets te maken met het tegengaan van parasitair oscilleren.

Verder alle complimenten voor dit 'experiment' .

Op 23 juni 2013 16:19:12 schreef benleentje:
Die lusjes in de drain zijn weerstanden. Gemaakt van een pootje van een diode of weerstand. In het schema zijn de weerstanden de blauwe gekronkelde dingen tussen fet en massa.

Source weerstanden dus, als ik het goed zie. (edit: en dat typt blackdog ook zie ik)

Ja, ik had die meting aan de componentpootjes al wel ergens voorbij zien komen, maar had even niet in de gaten dat die hier nu in die lusjes verwerkt zaten

Blackdog, leuk zo'n coulomb meter , of puntlasstroom meter zo moet je trouwens ook de capaciteit van een elco kunnen meten. Gaaf en leerzaam project.

Die inductiepiek op je scoopplaatje kan veel hoger zijn. Ik heb met ESR metingen gemerkt dat de mini piekjes op een 100 MHz scoop, op een veel snellere scoop een factor 10 of meer groter waren. Net als bij de Williams pulser. Daar is de amplitude ook kleiner omdat de scoop het niet kan volgen.

Ik kan vanaf 200 pH meten dus als je L wilt weten en een keer in de buurt bent moet je het ding maar meenemen.

Ik heb RF torren met van die golfjes in de poot. Volgens mij is dat bedoeld om iets te doen met de capaciteiten van de tor. Ik denk dat ze in sommige gevallen een parallel kring vormen wat voorkomt dat hij op hoge frequenties kan gaan oscilleren of ringing dempt ( ze komen uit een philips scoop)

Golfjes in pootjes van die torren kan ook zijn om uitzetting bij warmte beter op te vangen.

Ik dacht eigenlijk ( voor Henrys opmerking) dat het was om mechanische spanning en bijbehorende effecten te vermijden. Net als bij Vrefs . En dat is natuurlijk ook een stuk thermisch

Ha die fred101,

Tja, je kan allerlei namen aan dit meetinstrumentje geven en toepassingen er voor bedenken

Ik had al aangegeven dat ik veel geheugenruimte gebruik van de scoop om de pulsen goed telaten zien.
De scoop kan deze pulsjes goed volgen, dit omdat de snelheid van de Fets veel lagen is, dan de 2n2369 in de Williams Pulser.
Dus, een grotere geheugendiepte was voldoende om de pulsen goed weer te geven, met wel als gevolg, de wat dikkere lijnen in het scoop beeld.

Dit zijn twee Source weerstanden, het gele teflon kousje bepaald de weerstand.
Ik bedoel natuurlijk de lengte, dat is hier ongeveer 15mm en dat geeft rond de 6 mOhm weerstand.
Ook deze worden dubbel gevouwen om de inductie zo laag mogelijk te houden.

Hier ben ik aan het kijken hoe ik de Fet en de stroombegrensingstransistor samen bouw.

Dit is de andere zijde van de BD139.
Hier kan je zien hoe de emittor aan het kopervlak gesoldeerd word.
Voor de gene die het gemist hebben, ik gebruik printplaat met dubbelzijdig bijna 0,5mm koper, erg dik dus.

Mooi, dan mag ik nu weer aan het werk.
Gegroet,
Blackdog

Oja,
Er klopt iets niet op de foto's, rara wat is het...