IRG4PC50U - come testarlo?

[j-man]

Buongiorno a tutti.

Da tempo sto cercando di riparare l'alimentatore di un finale di potenza Yamaha P7000 che aveva due IRG4PC50U in corto. Ne avevo acquistati quattro (purtroppo non ricordo dove, ma dato che non li trovo in cronologia acquisti credo da un negozio) ma dopo averne montata una coppia, insieme ad un nuovo IC di controllo IR2110 come suggerito dal manuale di servizio, continuavano a saltare le resistenze di protezione da 6,8 ohm-5w: per mancanza di tempo e voglia lo avevo quindi rimesso sullo scaffale.

Ieri sera ho tentato di venirne a capo, e mi é venuto in mente di controllare gli altri due IRG4PC50U acquistati e mai utilizzati, prima col tester e poi col prova-componenti cinese: sono rimasto molto sorpreso trovando resistenza infinita sui tre terminali, e ho pensato "ecco, mi hanno di nuovo venduto dei componenti taroccati". 

Poi ho scaricato il datasheet e leggendo la descrizione "insulated gate bipolar transistor" mi é venuto il sospetto che il termine "isolato" possa essere piuttosto significativo... Dato che non ho mai avuto a che fare con questi componenti, qualcuno sa spiegarmi qualcosa in proposito? Nel caso, esiste un metodo per controllarne l'efficienza?

Come sempre grazie in anticipo per l'aiuto.

[Livio Orsini]

E un IGBT, ovvero un semiconduttore che si pilota in tensione come un mosfet, con la parte di potenza che è simile ad un bipolare (detto in modo semplificato e banalizzato).

Solitamente si usano per SMPS ed inverters.

per provarlo devi usare un circuito simile a quello di figura 13b del datasheet pagina 7.

Ovviamente, per verificare la funzionalità di massima, puoi usare una tensione molto più bassa di quella proposta <50V.

Oppure ti fidi di quello che ti dice il provacomponenti.

[j-man]

Grazie mille Livio. Provo a studiarmi i circuiti test, ma temo che avrò bisogno di una mano per stabilire i valori dei componenti.

Nel frattempo mi sono ricordato del tracciacurve interno del mio oscilloscopio Hameg... Ho provato gli IRG e si comportano in modo un po' strano: per esempio appena appoggio i puntali sui pin 2 e 3 l'oscilloscopio non indica nulla, poi provo su altri due pin e quando torno ai precedenti l'oscilloscopio mostra le due semirette a 90° che indicano la giunzione. Comunque danno segni di vita, e si comportano tutti e quattro allo stesso modo: é già qualcosa.

Queste però sono le tipiche situazioni in cui la mia ignoranza teorica diventa frustrante 😒

[Livio Orsini]

Il circuito di test, almeno funzionale, è abbastanza semplice: calcoli il valore del resistore di drain con la legge di ohm in base al valore di tensione di alimentazione e della corrente che vuoi far circolare (basterebero un centinaio di mA).

Poi colleghi gate e source con un resistore da qualche kohm (non è molto importante il valore assoluto ); quindi applichi una tensione positiva di qualche volt sul gate ed lo IGBT deve condurre, cosìche la tensione di drain va a zero. Se usi degli impulsi, come nel circuito del data sheet, vedi anche i tempi di risposta.

[j-man]

Grazie di cuore per la pazienza, Livio. Appena termino il lavoro in corso vado ad applicare le tue istruzioni.

Per fortuna la legge di Ohm é l'unica che ho assimilato e riesco ad applicare senza fatica... Allo scientifico ho avuto la sfortuna di avere un'insegnante bravissima in matematica ma che detestava apertamente la fisica: il pensiero di essere pagata per insegnare entrambe le materie evidentemente non la disturbava affatto. Il suo approccio didattico era esclusivamente teorico: in un paio di occasioni ho provato a fare domande "pratiche" e sono stato bruscamente rimbalzato ... "A cosa serve un condensatore? Ma che ne so io!" 🤗 In tre anni saremo andati in aula di fisica una o due volte al massimo.

Io invece ho una mentalità pratica, fin troppo: se non riesco a visualizzare una rappresentazione teorica non riesco a memorizzarla. Non a caso in trigonometria ero un asso, ma mi sono "piantato" completamente sui calcoli integrali e tutto ciò che seguiva.

Per dare l'esame di fisica acustica al Conservatorio ho dovuto ripartire da zero, ma ho imparato più cose in quel corso di pochi mesi che in tutto il liceo.

[Livio Orsini]

3 ore fa, j-man ha scritto:

Per dare l'esame di fisica acustica al Conservatorio

 

Sei un musicista?Quale è il tuo strumento d'elezione?

[j-man]

Non hai notato il mio avatar... 

Comunque sono arrivato al 5° di pianoforte poi per motivi lunghi da spiegare sono passato a Composizione, ma anche lì sono arrivato a metà corso e poi sono evaso 😀

[j-man]

Ecco il circuito di test modificato per utilizzarlo con alimentatore a 20 volt. 47 ohm per la resistenza di Drain (da 50 non l'avevo), resistenza tra G e S da 5,6 kohm e pacchetto con 4 batterie per la tensione da applicare al Gate (5,2 volt😞 quando lo collego però la tensione di Drain non scende a zero ma si abbassa in misura diversa a seconda dell'IRG in prova (0,1 - 0,2 - 1,8 - 2 volts). Sto sbagliando qualcosa?

[Livio Orsini]

Fai conto che hanno una resistenza R_dson però 2 V mi sembran troppo per soli 400mA. 0.1-0.2 V mi sembran corretti ma 1.8 - 2V  son decisamente troppi.

[j-man]

Scusa, mi sono spiegato male e ho scritto peggio alcuni valori.

Se non applico alcuna tensione sul Gate, quella sul Drain é di circa 20 volt. Quando applico i 5,2 volt sul Gate la tensione sul Drain scende a 18.2 su uno dei due IRG4PC50U nuovi, a 18.5 e a 19.6 sui due usati e a 19.8 sull'altro nuovo (quindi su quest'ultimo la caduta é di soli 0,2 volt).

Usando una tensione più alta il test sarebbe più probante?

Ancora grazie mille!

 

[Livio Orsini]

Come minimo al gate devi dare +6V rispetto al source, io darei un impulso di circa 10V.

Tieni presente che la massima tensione D-S con IGBT ben saturato, non deve superare i 2V.

Modificato: 15 marzo 2020 da Livio Orsini

[gabri-z]

Non sono in grado di valutare se il tuo modo di testarlo e quello raccomandato faccia differenza , ma :

non vorrei che il resistore verso massa (nel tuo modo ) influisse sul innesco.

[j-man]

Ecco dove sbagliavo!

Ho riprovato ora, usando un alimentatore da 12 volt al posto delle batterie, e applicando i 12v al Gate la tensione di Drain scende correttamente da 20 a 0,8 volt su tutti e quattro gli IRG. Si direbbe quindi che siano efficienti.

Ieri sera ho provato l'alimentatore SMPS senza di loro e sui condensatori di filtro ho trovato le tensioni corrette: +/- 155v. Quindi il guasto é a valle. Penso che a questo punto ordinerò i due IC che pilotano i MOSFET e la PWM, IR2110 e SG3525AN: se la sostituzione non dovesse risolvere il problema aprirò un altro topic nella sezione corretta.

Grazie infinite, Livio. Non ci sarei mai riuscito da solo.

[gabri-z]

3 minuti fa, j-man ha scritto:

 

Ho riprovato ora, usando un alimentatore da 12 volt al posto delle batterie, e applicando i 12v al Gate la tensione di Drain scende correttamente da 20 a 0,8 volt su tutti e quattro gli IRG. Si direbbe quindi che siano efficienti.