Устройство проверки классности тиристоров

[baron_P]

В связи с периодической покупкой партий мощных тиристоров непредсказуемого качества, есть необходимость сделать озвученный девайс.
Испытываемый параметр - повторяющееся импульсное напряжение. Принцип работы состоит в измерении тока через закрытый тиристор при подаче на А-К импульса напряжением от 100 В до 2000 В. Т.е. нужен регулируемый генератор напряжения до 2 кВ с шагом 100 В (видимо, маломощный), генератор импульсов заданной длительности, схема измерения тока и индикатор этого самого намерянного тока.
Это в первом приближении. Начать хочется с генератора, насколько вообще реально такую штуку собрать без намотки чего-то сложно-трансформаторного?

[YS]

насколько вообще реально такую штуку собрать без намотки чего-то сложно-трансформаторного?

Думаю, нереально.

Я бы, наверное, обратноходовым источником заряжал конденсатор до нужного напряжения, после чего разряжал бы его на испытываемый прибор.

[baron_P]

Т.е. городить из чего-то обратноходовый БП нужно. Я вот более простую идею нашел: приспособить под это дело трансформатор с ЭЛТ монитора с обвязкой (25 кВ который). Может быть получиться путем ковыряния в обвязке найти способ регулировать выходное напряжение.

[Brigadir]

В связи с периодической покупкой партий мощных тиристоров непредсказуемого качества, есть необходимость

Пожечь их и выбросить на помойку!

[m.ix]

off

Кто то где то как то с подобным дэвайсом ходит по магазинам, что бы приобретать классные транзисторы а не классные оставлять.

Как то сам присматривался к мощным транзюкам и видел, что все транзюки перетыканные иглами с пару десятков раз.
При чём магазин гарантировал продажу *комплектарных пар* за не дёшево.





Последствия якобы новых транзисторов.

[Brigadir]

Прочитали? А теперь переведу на русскопонятный язык: Так вот, каждый производитель микроэлектронных приборов (и не только) , прежде , чем запустить в серию производство каких то деталек тщательно их испытывает по всем параметрам: предельное допустимое напряжение, ток (в постоянном и импульсном режимах), частота и т. п. Автор этой темы не верит производителю и обзывает его детальки : "сомнительного качества". То есть решил САМ испытать тиристор в предельном режиме. Надо понимать: не каждый тиристор выдержит такое издевательство и просто нае....ся! В помойку его! Зато Автор выпятит грудь и обьявит: производитель обманул его на 1 вольт! Не выдержал он 1000 вольт и екнулся при 999 вольтах! Браво! Брависимо! Я БЫЛ ПРАВ!!!!!!!!!!!!!!!!
Ну а теперь про умного инженера - схемотехника: умный читает даташит, внимательно читает, ибо у него эта деталька в схеме должна коммутировать 380 вольт. Какую детальку применить? надо понимать: которая имеет предельный параметр в 400 вольт наверняка не выдержит. ибо 400 минус 380 = 20 вольт - это ничто! Это всего то 5%. Запас никудышный. Надо искать деталь, где производитель гарантирует как минимум двойной, а то и тройной запас по разности потенциалов, то есть от 600 до 1000 вольт. и НИКАКИХ ТАНЦЕВ с бубном!

[YS]

Какую детальку применить? надо понимать: которая имеет предельный параметр в 400 вольт наверняка не выдержит. ибо 400 минус 380 = 20 вольт - это ничто! Это всего то 5%. Запас никудышный.

Нормальный запас - порядка 10 - 20%. При этом да, заявленные цифры деталь обязана держать. Если написано 400 В - должна работать при 400 В. При 401 может сгореть, но при 400 В все параметры должны быть верны (если специально не указан derating).

трансформатор с ЭЛТ монитора с обвязкой (25 кВ который)

Там обратноходовый источник с умножителем.

[m.ix]

Так вот, каждый производитель микроэлектронных приборов (и не только) , прежде , чем запустить в серию производство каких то деталек тщательно их испытывает по всем параметрам:

Как бы хотелось в это верить.

Ни одна из этих микросхем не была исправной.


Первая же выбила оконечники и преды в труху.

Последующие проверки на месте с тестером показали, что и продающиеся были леваками.

А ещё просто болванки продавались с полностью КЗ по всем ногам, процик точнее пару были куплены с этими козами.

[As]

Прибор аналогичной функциональности, вообще-то, выпускается промышленностью... Называется "Гроза", основное назначение - проверка устройств защиты на пробивное напряжение. Работает от батареек, легко помещается в карман, позволяет проверять одновременно до десятка устройств, запоминать параметры в памяти...

[baron_P]

Бегло посмотрел схему монитора. Кажется, что если на первичку подать не 400 В, а меньше, то можно будет получить пропорционально уменьшенное напряжение на выходе. В первичке использовать родной транзистор, подавать на него какую-то частоту с генератора. Подумаю.

Автор не имеет возможности выбирать где и что покупать. Что снабженцы принесли, то и ставится. По маркировке элементы вполне соответствуют указанным в схеме. Но маркировка эта - приклееные на бок тиристоров бумажки. Поставить в установку и смотреть выбьет или нет - тоже метод проверки. Но довольно нервный и чреватый поломками установки.

Судя по интернетам, гроза может до 800 В выдать. А мне нужно как минимум 1600 В.

[Дмитрий М]

Вот буквально на днях выкинул блок питания Б5-24А http://www.pribor-tver.ru/htmls/praya/b.htm , он как раз от 200 до 4 000 в выдавал стабилизированное точное напряжение с защитой от КЗ и прочего. Вам такой надо найти и проверять, самому делать точные ВВ источники тяжело... В принципе могу ещё поискать, но он большой и тяжёлый.

[Маньяк ИС]

...
Поставить в установку и смотреть выбьет или нет - тоже метод проверки. Но довольно нервный и чреватый поломками установки.
Судя по интернетам, гроза может до 800 В выдать. А мне нужно как минимум 1600 В.

Видимо, у Вас предприятие - потребитель электронных компонентов.
По старой советской традиции Вам необходимо купить измерительный комплекс с предприятия - изготовителя этих ( или аналогичных ) полупроводниковых приборов. Да, он стоит приличных денег - но ведь Вам не для детей играться, не правда ли ?
Если руководство поставило задачу сделать малыми средствами тестер параметров высоковольтных силовых приборов - можно, конечно, и из ТДКСа изготовить, но он не обеспечит максимальный ток течки, который у силовых приборов может запросто превышать 0.1 ампера при 2000 в.
Могу порекомендовать использовать строчник из телека 3УСТЦ с самодельным выпрямителем, его можно сделать на вполне себе достаточный ток. Низковольтную катушку надо перемотать проволокой МГТФ многожильной, несколько проводов 0.2 мм параллельно, т.к. при измерении эта конструкция будет жрать до 200 ватт ( 1-5 сек ).
Диоды применить соответствующие частоте и мощности, можно до 3 шт. последовательно ( КД226Д ) с выравнивающими напряжение резисторами. Конденсатор - какой-нибуть совковый на расчетное напряжение.
Накачку низкой стороны сделать по популярным схемам на мосфетах и ТЛ494, не забывая про возможность КЗ - надо предусмотреть датчики тока в силовых импульсных цепях ( на низкой стороне, разумеется ).
Неплохо предусмотреть и измерение потребляемой мощности инвертора - для определения тока течки испытуемого прибора.
Так же отмечу, что 2000 в. 0.1 а. есть чрезвычайно опасное напряжение, и необходимо предусмотреть такое управление, что бы чел на веселе никак не смог включить аппарат.
Примерные габариты аппарата - в коробку из-под 1 кг торта поместися.
*
Как-то в конторе решили прочистить склад и образовался мешок советских комплектующих, изрядная часть с "5" приемкой.
Ну я типа повез это в Митино - сдавать как годные. Потыкался в широко разрекламированные точки продаж - и с удивлением обнаружил, что они не хотят брать даже на 20% ниже цены металлистов гарантийные комплектующие в запечатанных заводских коробках. Т.е. эти господа торгуют мусором со свалок - будте бдительны, господа !
( В мешке были : СП5-2 6.8 ком 21-й век "5" приемка ( полкило ) , 2С133х, 2С147, 2С156 ( полкило ), 3ЛС333 полкило, ПП3-43 15 ком 1994-1995 "5" полкило, 2Т801Б кило никель и т.п. )
В общем, сдал СП5-2 по 50 коп и 3ЛС333 по 7 руб знакомому продавцу, остальное привез обратно. В начале этого года отдал мешок бомжу - может, ему пригодится...

[baron_P]

Спасибо за подробности.
На примере тиристора Т133-400.
Повторяющийся импульсный ток в закрытом состоянии / импульсный обратный ток: 30 мА макс. Вроде бы это то, что нужно. Если при подаче импульса номинального напряжения закрытый тиристор не будет пропускать больше, то все ок. Мошность нужна (2000 В * 0.05 А) около 100 Вт. Не так уж и много. Осталось найти трансформатор и проверить выдержит ли такое издевательство.
А можно условия издевательства и подкорректирвоать. Мне в принципе не нужно постоянно что-то питать этимим двумя киловольтами. Нужно просто получить импульс. Т.е. можно слабым трансформатором медленно зарядить конденсатор, а потом по команде выдать с него напряжение на тиристор и померить ток этот момент. Тогда трансформатор будет найти проще.

[Иван83 хороший]

... Нужно просто получить импульс. Т.е. можно слабым трансформатором медленно зарядить конденсатор, а потом по команде выдать с него напряжение на тиристор и померить ток этот момент. Тогда трансформатор будет найти проще.

Конденсатор такого формата будет чрезмерно дорогой и суперопасный.
Конкретно вариантов изготовления - практически 1 :
Строчник из старых совковых телеков. Остальное - напрасная потеря времени.
Кто-то там выше писал, что типа может спроектировать это, ему и флаг в руки ( в резиновых перчатках ! ).

[baron_P]

Возвращаюськ этой теме. Набросал вот такую схему:

Трансформатор этот:


Но нужно определиться с тем, как регулировать напряжение. Можно менять напряжение Vcc, но интереснее было бы рулить шимом. По умолчанию туда, вроде, пойдет 15 кГц меандр. Вопрос в том, в каких пределах можно изменять выходное напряжение меняя скважность сигнала.

[Дмитрий М]

На работе лежит регулируемый БП до 4 кв со стабилизацией, в принципе можно и программно управлять если залезть и вывести разъём. Тип Б5-24А, до 4 000 вольт, вот такой http://kxk.ru/dustyattic/v1_700390_34.php . Если нужен то можем обсудить.

[DC-AC]

Для первичной проверки мощных тиристоров и модулей на 80-500А применяем стандартный мегаомметр ЭСО...не помню точно маркировку, с напряжением до 1500В. Обычно проверяем на 1000В, сопротивление должно быть более 1МОм. Но, токи утечки бывают и выше при исправном тиристоре. Потом сделали стационарное устройство из 3 трансформаторов 380/36 - параллельные первички подключаем на 36В, а вторички последовательно - имеем 3 выхода 380, 760 и 1140В переменки. Через нагрузочный резистор (100ватная трубка ПЭВ) и амперметр подаём это напряжение на тиристор. Ещё есть делитель напряжения для осциллографа (по нему определяем при котором напряжении тиристор сам открывается, если открывается)

Для проверки dU/dt потом добавили ещё один тиристор и схемку с DB3. Как и в первом случае, но напряжение подаётся на тиристор уже не синус, а обрезками с крутыми фронтами открытия другого тиристора (как раз имитация работы в выпрямителе).

[baron_P]

Довел штуку до юзабельного состояния. Получилось менее функционально (нет индикации точного значения тока утечки, только превышение его некоторого порога), чем планировалось. И нет пока важной функции - прогрева испытуемого тиристора (в документации классность указывают для 125 градусов).
Схема:

S1 - подача питания на установку;
S2 - подача питания на испытуемый тиристор;
S3 - разряд высоковольтных конденсаторов;
S4 - подача частоты на строчный трансформатор;
S5 - подача питания на силовую часть.

Идея осталась та же самая: заряжаем малым током через строчник конденсаторы, потом по кнопке даем с них напряжение на испытуемый тиристор. Если титристор его держит - ничего не происходит. Если не держит - сверкает неонка HL1 и стрелка PV1 опускается до нуля.
Контроллер тут, в принципе, не нужен, можно было б воткнуть NE555, но на этапе разработки нужно было подбирать оптимальную форму импульсов на строчник, а это удобнее было делать через МК. В итоге частота импульсов около 3 кГц, скважность задается переменным резистором через АЦП примерно от 90 до 10 % (на выводе МК). Максимальное выходное напряжение чуть больше 2 кВ.

Текст программы:

Спойлер

Код:

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include <util/delay.h>
#define F_CPU 9600000UL
#define TC0_DEF 210  //Минимальное значение ШИМ (для ~3 кГц)
#define ON 1
#define OFF 0

unsigned char status;  //текущее состояние генератора
unsigned char status_adc;  //текущее состояние АЦП
volatile unsigned char pwm_ref = 0;  //задание скважнсти со входа АЦП

//Функция задания частоты
/*
2 тика ТС0 - минимальная длительность импульса
Ширина диапазона значений OCR0A:
210: 253 - 212 = 41
Делитель для преобразования дипазона АЦП (0..255) в вышеприведенный
диапазон (округление до большего целого)
y0 = 255 / 41 = 7
*/

void main(void)
{
  //Инициализация выходов
  DDRB |= (1 << PB1) | (1 << PB0);
  //Индикатор подачи питания на МК
  PORTB &= ~(1 << PB1);

  //Инициализация входов
  DDRB &= ~((1 << PB3) | (1 << PB2));
  //Подтяжка входов к "1"
  PORTB |= (1 << PB3) | (1 << PB2);

  //Инициализация Т/С0
  //FastPWM
  TCCR0A |= (1 << WGM01) | (1 << WGM00);
  //Предделитель 64 (1 тик = 6,67 мкс)
  TCCR0B |= (1 << CS01) | (1 << CS00);
  //Разрешение прерывания по переполнению Т/С0
  TIMSK0 |= (1 << TOIE0);
  //Начальная ширина импульса = (255 - OCR0A) * 6.67 мкс
  OCR0A = TC0_DEF + 2;
  //Начальное значение Т/С0. Частота импульсов = F_CPU / (64 * (255 - TCNT0))
  TCNT0 = TC0_DEF;  //чатсота начальная
 
  //Инициализация АЦП (одиночные преобразования)
  //Выравнивание по левому краю, источник сигнала ADC2 (PB4)
  ADMUX |= (1 << ADLAR) | (1 << MUX1);
  //Разрешение АЦП, старт АЦП, разрешение прерывания по окончанию АЦП
  ADCSRA |= (1 << ADEN) | (1 << ADSC) | (1 << ADIE);
  //Предделитель 128
  ADCSRA |= (1 << ADPS2) | (1 << ADPS1) | (1 << ADPS0);
 
  //Задержка на отработку переходных процессов
  _delay_ms(100);
 
  //Разрешение прерываний
  asm volatile ("sei"::);
 
  while(1)
  {
    //Считывание нажатия кнопки "Старт генератора"
    if ((PINB & (1 << PB3)) == 0)
    {
     //Задержка на дребезг контактов
     _delay_ms(100);
    
     //Индикатор нажатия кнопки
     PORTB |= (1 << PB1);
          
     //Если генератор работает - выключаем, если нет - включаем
     if (status == ON)
     {
      //Запрет импульсов
      TCCR0A &= ~((1 << COM0A1) | (1 << COM0A0));

      //генератор выключен
      status = OFF;
     }
      else
     {
      //Разрешение импульсов.
      //Единица при совпадении, сброс по окончанию счета,
      TCCR0A |= (1 << COM0A1) | (1 << COM0A0);

      //генератор включен
      status = ON;
     }
     
     //Ожидание отпускания кнопки
     while ((PINB & (1 << PB3)) == 0)
       //Пустой оператор
       asm volatile ("nop"::);

     //Задержка на дребезг контактов
     _delay_ms(100);
    }

    //Мигание индикатора работы генератора
    if (status == ON)
    {
     PORTB ^= (1 << PB1);
     _delay_ms(50);
    }
    else
      //Индикатор подачи питания на МК
      PORTB &= ~(1 << PB1);

    //Если значение с АЦП обновлено, то вычисляем
    //скважность для текущей частоты
    if (status_adc == ON)
    {
     //Задание скважности
     OCR0A = TC0_DEF + 2 + (pwm_ref / 7);
    
     //Обновление статуса АЦП
     status_adc = OFF;

     //Старт АЦП
     ADCSRA |= (1 << ADSC);
    }   
  }
}

//Вектор прерывания по перполнению Т/С0
ISR(TIM0_OVF_vect)
{
  //Обновление начального значения Т/С0 после каждого сброса по переполнению
  TCNT0 = TC0_DEF;
}

//Вектор прерывания по завершению АЦП
ISR(ADC_vect)
{
  //Запись задания скважности со входа АЦП
  pwm_ref = ADCH;
  //Значение с АЦП обновлено
  status_adc = ON;
}

Все еще сыроватое и собрано лишь бы работало. Например, тот же 12В-стабилизатор и весь второй канал питания не нужны, если подумать. На 7-й лапе контроллера висела не нужная теперь кнопка, от которой осталась подтяжка к питанию и фильтр - тоже мусор. Если сильно загориться, выкину лишнее, а на две оставшиеся лапы МК повешу управление нагревателем.

[baron_P]

Немного переделал схему:

Добавил контактор К3. Теперь, при нажатии кнопки S3 "Разряд" или при выключении питания, выводы конденсаторной батареи и выходные клеммы замыкаются через ограничивающие максимальный ток резисторы. Устройством оказалось удобно проверять высоковольтные конденсаторы на пробой, а их приходится разряжать после проверки - для того и доработка.