Witam,
jakiś czas temu zainteresowały mnie tranzystory igbt. W związku z tym chciałem zrobić prosty układ do włączania/wyłączania żarówki 200W (zwykłej, na 230V ac). Plan był taki, aby tranzystorem BC639 podłączonym do arduino sterować tranzystor igbt. Użyłem 12V zasilacza o wydajności 10A. (czytałem że bramki tranzystorów igbt potrafią chwilowo pobrać prąd ok. 1-2A). Linia 230V dc to zwykły mostek Graetza podłączony do sieci. Podłączyłem wszystko jak na schemacie, wszystkie trzy masy. Arduino było podłączone do USB w komputerze. Załadowałem przykładowy blink. Zmieniłem tylko opóźnienie mrugania na 5s. I gdy wszystko podłączyłem nagle BUM. Po włączeniu prądu okazało się że wszystko przetrwało oprócz arduino.(ślady spalenizny wokół gniazda usb na płytce oraz między atmegą a kwarcem) (Pewnie powinienem napisać przed uruchomieniem, ale na symulatorze działało więc wydawało mi się że w życiu też nie będzie problemu). Bardzo proszę o pomoc - o wytłumaczenie co poszło nie tak i jak poprawić schemat. Pozdrawiam

Schemat



PS To nie jest żaden przemysłowy projekt. Chciałem posterować czymś "konkretnym" z wykorzystaniem tranzystora igbt.

Chodzi o zdjęcie podłączenia? Jestem przekonany, że mostek dobrze podłączyłem - sprawdzałem miernikiem ustawionym na dc i napięcie było ok. 220V. (nie podłączyłem żadnego kondensatora).
Takie połączenie było by lepsze ?

Obudowa komputera jest połączona zarówno z ujemnym biegunem napięcia +5V (które to napięcie zasila port USB), jak i z przewodem ochronnym sieci energetycznej (który ma ten sam potencjał co przewód neutralny zasilania 230VAC). To co zrobiłeś to najprawdopodobniej było zwarcie ujemnego bieguna mostka Greatz'a z przewodem neutralnym sieci (czyli zwarcie jednej z diod mostka) poprzez przewód USB i ścieżki na płytce Arduino.

Biorąc pod uwagę Twój (zakładam, że tymczasowy) brak wiedzy i doświadczenia, proponuję (tymczasowo) zaniechać eksperymentów z takimi napięciami, bo nie tylko sprzętowi może się stać krzywda.

Miałeś więcej szczęścia niż Ci się wydaje. Tak jak kolega wyżej napisał zwarłeś masę z mostka z zerem ochronnym sieci. Uszkodzeniu mogło ulec wszystko podłączone do tego obwodu, również laptop (przez niego poszedł duży prąd - wskazują na to uszkodzenia arduino w okolicy portu USB).

To zwarcie wydaje się bardzo prawdopodobne. Prąd wyłączyła różnicówka. A jak można to inaczej podłączyć? Koniczne byłoby odizolowanie galwaniczne mostka ?


Tymczasowo na pewno, teraz arduino już się (chyba) do niczego nie nadaje. Jednak temat chciałbym dalej kontynuować chociażby teoretycznie albo obniżając napięcie do jakiejś bezpiecznej wartości np ok. 50V.

Spotkałem się kiedyś z podobnym problemem (chociaż mi udało się nic nie spalić). Powinieneś oprócz mostka dać trafo separujące. Mostek nie zapewnia separacji galwanicznej od sieci energetycznej. Podałeś na GND (arduino i komputera) chwilowo 230V AC (albo coś koło tego).
Jakieś zabezpieczenie zadziałało (wyłącznik nadprądowy/różnicowo-prądowy)?

Wyłącznik różnicowoprądowy

Ja do takich rozwiązań stosuję triaka coś na wzór z poniższego linku.

http://mirley.firlej.org/wykonawczy_triak

_________________
https://www.instagram.com/myfirstquadcopter/

To, co pisałem wyżej (i na co zwracali uwagę koledzy ryba84, andrews i squeez), na GND poszło 230V. Musisz odizolować od sieci (np. przez trafo separujące).
BTW, ciekawi mnie sterowanie żarówką przez tranzystor... może weź jakiś silnik DC do testu tranzystora? A do żarówki użyj triaka

Czyli jak dotknę przewodu fazowego(przed mostkiem) i minusa (za mostkiem) to pokopie mnie ?
Separacja galwaniczna mostka rozumiem? Transformatory separujące są dość drogie zwłaszcza gdy chodzi o jakąś większą moc. Jest jakaś inna możliwość ?
Na początek dałem żarówkę bo z nią najmniej kłopotów, jakiś mały silnik też mogę podłączyć.
Rozwiązanie z triakiem jest na pewno znacznie prostsze i bezpieczniejsze, ale zależy mi na użyciu tranzystora.

To zrób układ z separacja optyczną jak na podawanym przykładzie. Możesz po stronie 230V kombinować z tranzystorem, ale obowiązkowo odseparuj tę część od arduino.

--
Pozdrawiam,
Robert

------------------------ [ Dodano po: 1 minucie ]

A tak na prawdę, to możesz poczytać o sterowaniu takimi układami w jednym z rozdziałów w BB.

Pisząc tymczasowo miałem raczej na myśli, że do czasu zdobycia doświadczenia, a nie do czasu zakupu nowego Arduino

Izolacja gawaniczna i obniżenie napięcia to dobry pomysł, aby zadbać o swoje bezpieczeństwo, przynajmniej podczas testów. Niemniej sterowanie tranzystorami mocy to nie taka prosta sprawa. Źle wykonane sterowanie takiego tranzystora może skutkować np. dużymi stratami mocy i w efekcie jego uszkodzeniem (a nie są one tanie). W profesjonalnych urządzenia najczęściej spotykam się ze sterowaniem IGBT przy użyciu dedykowanych opto-izolowanych driverów, coś w stylu TLP250. Zastosowanie opto-izolacji sterowania to z kolei doby pomysł, jeśli chodzi o bezpieczeństwo sprzętu. Tranzystory IGBT często pracują przy stosunkowo wysokich napięciach, niebezpiecznych dla obwodow sterujących.
Oczywiście należy użyć drivera odpowiedniego dla zastosowanego tranzystora IGBT. Trochę na ten temat można poczytać np. tutaj.

??
Czy taki schemat będzie bezpieczniejszy ?

Kwadracik z 5v oznacza stabilizator linowy lub przetwornice dc-dc.


Czy da się jakoś sensownie sterować(inne połączenie, jakieś rezystory itp.) tranzystorem igbt za pomocą jednego tranzystora ?

Kolega ma nadal połączone niskie napięcie z wysokim. Tym razem bum nie będzie na arduino a na zasilaczu. Boje się co kolwiek podpowiedzieć widząc takie pomysły. To tak jakbym miał wytłumaczyć jak rozbroić bombę. Polecam pobawić się najpierw napieciem stałym.


Wysłane z mojego SM-G357FZ przy użyciu Tapatalka

_________________
POZDROWIONKA

Nie baw sie wiecej z prostowaniem napiecia prosto z sieci. Po pierwsze nie masz doswiadczenia a to grozi nie tyko utrata sprzetu, ale przede wszystkim ZYCIA. Jezeli juz tak bardzo chcesz prostowac napiecie seci to napierw zadbaj o detekcje fazy. W takich konstrukcjach jak Twoja, ZAWSZE stosuje sie izolacje galwaniczna. Mozesz ja zrobic za pomoca izolowanych optycznie komponentow jak transoptory, optotriaki czo cos w tym stylu. Jedna uwierz mi to nie jest zabawa !! Najpierw poczytaj o urzadzeniach zasilanych prosto z sieci. Pisze o tym bo wiele lat temu mialem kolege ktory przy takich zabawa stracil zycie

Wez pod uwage ze WSZYSTKIE sterowniki w pralkach, zmywarkach i inych takich, gdzie mikrokontroler steruje silnikami czy elektrozaworami, czy tez urzadzenia Audio Video zasilane przez przetwornice napiecia z 230V, WSZEDZIE tam stosowana jest optoizolacja. To pisze z doswiadczenia zawodowego i ku przestrodze innych.

_________________
SP2LUB - LA1BUA

No dobra, ale weźmy np. zasilacz impulsowy.
Jak jest realizowane sterowanie/zasilanie tranzystora/półmostka/całego mostka, skoro napięcia wyjściowe są odizolowane galwanicznie. Dodatkowe uzwojenie dla sprzężenia zwrotnego ?
Czy budowa separatora galwanicznego wykorzystującego metodę działania zasilacza impulsowego ma sens ?

Zastanawiam się od jakiegoś czsu czy nie zamknąc tego tematu
bo wszystkie rady , kolegów z doświadczeniem zostały zignorowane ,
zainteresowany nie wyciąga wniosków ani nauki ,

A NAPIĘCIE 230V JEST NIEBEZPIECZNE
I osoby bez doświadczenia nie powinny tego dotykać.

a jak coś się stanie to potem kolega napisze że na forum mu tak powiedzieli.

_________________
[b]San Escobar! Patria mia! Tu eres como la salud.[/b]

Bardzo dobry pomysł. Ten temat to raczej offtopic, poza jedną(może dwiema) merytoryczną odpowiedzią powieloną przez kilku użytkowników za co bardzo dziękuje, reszta sprowadza się do dyskusji na poziomie "nie bo nie".

Masz przewód fazowy i neutralny. Jedno wyprowadzenie Twojej żarówki dołączasz do przewodu fazowego, drugie idzie na mostek Greatza. Za mostkiem dajesz swojego IGBTa. Neutralny podłączasz do drugiego wejścia AC mostka. Do wyprowadzenia plusowego mostka dajesz kolektor IGBTa, emiter dajesz na ujemne wyprowadzenie. Bramkę musisz ładować szybko więc musisz mieć driver:

Przykład:
https://www.fairchildsemi.com/datasheets/FO/FOD8342.pdf

Driver taki zasilisz z niskiego napięcia nawet przy pomocy izolowanej przetwornicy. Np takiej:
KLIK

z 12 robi 12 ale bez wspólnego potencjału.

Na izolowany driver podajesz PWM i regulujesz współczynnikiem wypełnienia. Regulacja lepsza niż fazowa bo mniej zakłóceń.

Ewentualnie coś takiego ale tu już na obciążeniu jest napięcie DC bo jest za mostkiem a nie przed:

http://ep.com.pl/files/5800.pdf

Nalezy wziac pod uwage ze napiecie po prostowniku juz nie bedzie 230V a jakies 350VDC co za tym idzie zarowka wyparuje w monencie calkowitego nasycenia tranzystora..

_________________
SP2LUB - LA1BUA

Mylisz się Kolego. Nie będzie bo za mostkiem nie będziesz miał napięcia DC tylko 2 pulsy z sinusoidy. Nie zmieni to wartości RMS napięcia. Dodanie kondensatora zmieniło by sprawę i uzyskalibyśmy około 325VDC. ja jednak nie pisałem nic o zainstalowaniu takowego kondensatora. Poza tym żarówka jest w moim rozwiązaniu wpięta w obwód AC więc nawet gdyby nie wiem o co Ci chodzi

Czyli w Twoim ukladzie tranzystor robi za obciazenie w petli DC? Tak czytam Twoj opis i staram sie sobie to wyobrazic

_________________
SP2LUB - LA1BUA

Dla jasności, mówie o czymś takim:



A tu przebieg pradu. to że nie spada do zera w jednym z półokresów zpowodowane jest tym ze z fazy zasilany jest sterownik. Normalnie bedzie tam 0A:

No ale to zupelnie cos inego... skad masz taki wypasiony schemat ? Tak mi sie tylko wydaje ze ten tranzystor nie moze byc wysterowany az do zamkniecia... ale nie wtracam sie juz. Widze ze to przewyzsza moja wiedze.

Tak czy inaczej to nie jest dobra rada dla Kolegi otwierajacego ten watek. Zbyt wiele szczegolow pominales. No nie chce sie czepiac naprawde jednak dla poczatkujacego to za wysokie progi..

_________________
SP2LUB - LA1BUA

Czemu? Na nim cały czas będzie napięcie o jednakowej polaryzacji, jedynie amplituda się będzie zmieniać.

------------------------ [ Dodano po: 1 minucie ]



Schemat jak schemat. Gdzieś w jakiejś książce czy wykładzie to zobaczyłem. Nadaje się to tylko do obciążenia rezystancyjnego niestety.

Tak to bedzie dzialac fajnie dla zarowki. Pozostaje kwestia izolacji od procka ktora opisales wczesniej. Jest ok. Nie wczytalem zbyt dokladnie w tresc opisu wczesniej... pewnie dla tego ze w robocie siedze

_________________
SP2LUB - LA1BUA

A po co są diody D8 i D9?

Te diody służą do zasilania sterownika z sieci ale na to nie patrz bo to urywek schematu. Możesz a nawet musisz pominąć je w swoim rozwiązaniu.

Poniższy schemat prezentuje całą koncepcje. Jest to tylko schemat testowy w LTSpice i nie jest on podstawą żadnego fizycznego urządzenia. Całość

Dzięki