Ремонт сварочных инверторов. Часть вторая.

LV007 написал:

Vovnn написал: форма не изменилась, начали сильно греться диод и стабилитрон в первичке тгр

Не успел я пованговать на эту тему :). А больше всех должен был начать греться сам ТГР в предположении, что лишнюю энергию сердечник в свою намагниченность запасать уже не может, т.к. залетает в насыщение все больше и больше с подъемом питания, посему она должна была просто уходить в тепло.

Vovnn написал: на заниженную индуктивность

Тут, похоже, что-то типа как с нехваткой емкости у конденсатора, только там он, почему-либо вдруг уменьшившийся, будет резать низкие частоты при последовательном соединении. Но экспонента спада полок будет очень похожа. Только в катушках есть еще и нелинейность из-за насыщения, отсюда и такие переломы. Нужно, чтобы конденсатор лучше передавал низкие частоты ("полки" в импульсе) - его увеличивают, нужно чтобы катушка лучше передавала низкие частоты (те же "полки" ) - ее тоже увеличивают. В частности сердечники берут с бОльшей проницаемостью, а вот тут как раз, похоже, она и "провалилась". Вот из такой модели я и исходил. Так что там с этими 0.53mH противу исходных четырех особого успеха ожидать вроде как было и неоткуда...

SCMASTER написал: LV007, будем ждать.

SCMASTER, я тут сёдни вроде как вроде аж целый день стучу по клавишам, но это все просто урывками, а с даташитами ей-Богу нужно будет выделить час-другой целиком, а пока с этим не сходится. Т.е. это я не сачкую ;), помню, сделаю.

оно даже интереснее, тут же и практика с привязкой параметров транзистора к схеме и теория... мы терпеливые, подождем ;)

[Даташиты - окончание первое :)] Продолжим в качестве примера "мучить" тот же HGTG30N60AD4. Для унификации, так сказать :). Сам даташит можно найти через тот же datasheets360.com . Как и прежде - выкладываю здесь лишь свое ИМХО по интерпретации параметров даташитов, с удовольствием приму любую критику и обсуждение.

Вот еще один интересный параметр - может не пригодится впрямую для ремонта, но расширит понимание того, что в ключах происходит. Потери при переключениях - при включении рис.7 и при выключении - рис.8. Посмотрим при 125С для этого "рейтиногвого" тока 30А - для напряжении на затворе VGE=15В потери на включение равны почти точно 1000uJ (микроДжоулей), для 12 же вольт на затворе - уже почти на четверть больше, но об этом ниже. Потери на ВЫключение одинаковы в обоих случаях, и для 125С составляют примерно 450uJ. Т.е. в сумме за период для VGE=15В потери составят примерно 1450uJ, или 1.45mJ. Графики приведены для VCE (напряжение К-Э) 390В - это несколько больше, чем обычно в сварочных аппаратах, но порядок тот же. На рисунке 15 приведены графики суммарных потерь за период (Total Switching Energy Loss), и они коррелируют с суммой этих цифр, приводить здесь не буду. Т.е. при каждом включении-выключении транзистора при этих 15В на затворе - в транзисторе теряется 1.45 миллиДжоуля энергии. Но для 50кГц таких включений-выключений в каждую секунду происходит 50000, а значит в секунду на это теряется 72.5 Джоулей! Смотрим сколько это в системе СИ - ровно 72.5 Ватт. Вспоминаем, что максимальная рассеиваемая мощность у этого транзистора - 463Вт, но это при 25С, а с температурой этот параметр, как помним, снижается с коэффициентом 3,7Вт/грС, следовательно при тех же 125С допустимый максимум будет только 93Вт. А 72.5Вт УЖЕ рассеивается только из-за переключений, на что повлиять нельзя никак (по крайне мере в ЛУЧШУЮ сторону) - это, так сказать, "особенность физики" транзистора. Т.е. "съелось" почти все! "Остаток" - всего-то 20.5Вт...

Кстати, отсюда ВПРЯМУЮ видно почему существуют ограничения для ключей ПО ЧАСТОТЕ - именно потери на само переключение растут просто пропорционально ей. Оставляя все меньше запаса для потерь прочих - например, омических на открытом канале.

Вспомним расчет тепловых потерь открытого канала КЭ - мы видели, что даже при полностью открытом и насыщенном транзисторе (VGE=15В) на коллекторе этого ключа при токе 30А в лучшем случае остаются 1.6В, т.е. просто на нагрев на обычном омическом сопротивлении канала К-Э уходит 30*1,6=48Вт. Это мгновенная мощность, средняя же для 50% заполнения будет примерно вдвое меньше - 24Вт. Не так вроде много, но в сумме-то с потерями на переключение - уже ПЕРЕБОР!

А если на затворы подется не 15В, а только 12? - Потери на включения согласно этим рисункам возрастут с 1000uJ до примерно 1200, суммарные - до 1650, а в Ваттах это из 72.5 превращается уже в 82.5! От расчетного запаса осталось чуть больше 10Вт, а ведь еще те самые омические потери в канале! А при 12В на затворе насыщение будет даже меньше - пусть немного, Usat=1.65В против 1.6 при 15В, но это еще больше ухудшает "положение" транзистора, а он и так уже "в запределе" :(

Все это - как бы "первый беглый взгляд", возможно тут еще есть различные особенности. Возможно, по практике оказывается, что транзисторы вполне и держат некоторое недооткрытие по затвору, возможно - в СА на подобном транзисторе не разгоняются полностью те 30А (это еще надо будет прикинуть), возможно даже, что в РЕАЛЬНЫХ ключах эти абсолютные максимумы по факту оказываются ВЫШЕ приведенных в таблице, на закладываться на это нельзя. В промышленном конструировании, как я это понимаю, это - ВЕТО.

[Очередное (:)) окончание следует...]

LV007, Владимир, приветствую! А так же всех форумчан! Перемотал тгр на кольце, получились осцилограммы такие: первая на первичке тгр, далее две на вторичках верхней и нижней соотв. последние две на ключах верхняя и нижняя соотв. Мотал на пробу в три провода по 0,35мм на зеленом колечке не знаю его проницаемость от фильтра какого-то. Обе три обмотки по 25 вит ;) индуктивность получилась 1.23мгн у всех. Грел работающий тгр феном до 100 градусов осцилки стоят как вкопанные не меняются. Вот думаю может вторички увеличить на неск вит, чтоб получить 14в на затворы? Это пока эксперименты, потом перемотаю с изоляцией между обмотками там все таки высокие напряжения, и опасность поражения током сварного при пробое изоляции. В инете читал, что кто-то перемотал тгр одновременно тремя проводами без изоляции.... думаю это не есть хорошо.

Вот домотал по 6 вит во вторички, что на затвоорах нижний и верхний ключи соотв. Это можно пускать в работу?

Vovnn написал: на зеленом колечке не знаю его проницаемость от фильтра какого-то

Здравствуйте, ну из больших (20-25мм внеш.D) колец чаще всего и попадаются 1500-2000 (по крайней мере в моей многолетней неотсортированной "коллеции" :)), правда еще такие бывают 30-50ВЧ, но "случайно" они обычно не валяются - помню, разыскивал их "во времена застоя" специально и напряженно :), да на них это еще и четко помечено. Эти xxВЧ тут, разумеется, напрочь не подходят, и судя по осциллограммам это вовсе НЕ они. Т.е. похоже на ТЫСЯЧИ единиц мю. А вообще-то у Вас же есть измеритель индуктивности, есть формула расчета тороидов, она вроде неплохо работает - можно легко соотнести одно с другим и вычислить из этого мю. Может и с весьма заметной, но вполне приемлемой для данного случая ошибкой.

Vovnn написал: Обе три обмотки по 25 вит ... получить 14в на затворы?

А что во вторичке сейчас подключено? Кто-то ведь четко отсекает "минус", надо понять - не отсекает ли там кто выше 10В, от которых мы все никак "уйти" не можем... Я бы для начала отключил бы оттуда все, повесил только 1кОм нагрузки, и посмотрел - получается ли там хотя бы "полагающаяся" 1:1 передача.

Второе - может несколько неуместное, но чего только не бывает - а Ваш осцилл вообще умеет показывать больше 10В? Против этого сомнения говорят отрицательные полуволны, где явно больше -10В, НО - как-то и я купился вчистую на такое на подобном же USB-осцилле (у Вас ведь подобный?). Тоже ковырял свой сварочник, на даче, а там у меня был только этот "китаец", и узрел "недовыдачу" Вольт на 6, кажется - прямо с выхода тамошнего ШИМа. Заказал замену, ждал, с воодушевлением перепаял... и на этом совершенно "свежем" ШИМе увидел ТЕ ЖЕ лишь 10В :eek: . Хорошо через какое-то время сообразил заглянуть в паспортные данные того "китайца" - оказалось, у него АЦП в принципе больше 10В не умеет... Ну это к слову, но если это будет так - соорудите делитель 1:10 из 100к+900к.

ps. Пока писал - Вы уже подмотали, стало видно, что 10В-ограничения тут нет, с этим теперь понятно...

LV007, Володь, так у меня включен делитель 1к10, да на него(юсби ослик) при 1к 1 нельзя подавать более 10в

Ну как? Наверно так и оставлю, при нагреве осцилки не плавают... Буду перематывать окончательно, с изоляцией между обмотками тефлоновым скотчем

Vovnn написал: домотал по 6 вит во вторички, что на затвоорах нижний и верхний ключи соотв. Это можно пускать в работу?

С точки зрения ПРАКТИКИ - наверное так люди нередко подобные проблемы и решают, но останется вопрос - а как же это работало в заводской реализации? И почему мы не можем получить того же? (А вообще точно, что в исходном ТГР обмотки именно 1:1:1?)

Ну если подобные вопросы не смущают - я бы тогда уж домотал до 18В, и начал бы пробовать постепенно собирая части драйверов, пока без ключей, с 200Ом вместо них. Поначалу - без биполярников, а потом и их впаять... Ну и контролируя что происходит с осциллограммами.

LV007 написал:

Vovnn написал: домотал по 6 вит во вторички, что на затвоорах нижний и верхний ключи соотв. Это можно пускать в работу?

С точки зрения ПРАКТИКИ - наверное так люди нередко подобные проблемы и решают, но останется вопрос - а как же это работало в заводской реализации? И почему мы не можем получить того же? (А вообще точно, что в исходном ТГР обмотки именно 1:1:1?)

---

Ну если подобные вопросы не смущают - я бы тогда уж домотал до 18В, и началь бы пробовать постепенно собирая части драйверов, пока без ключей, с 200Ом вместо них. Поначалу - без биполярников, а потом и их впаять... Ну и контролируя что происходит с осциллограммами.

Я не знаю, но работало, я показывал осциллу с рабочего бест 160 та тоже 11-12в на затворах, в родном тгр было 3 обмотки по 35 вит. Аппарат принесли и сказали, что сварщик включил его а выходные кабели были замкнуты (держак и масса) и через несколько десятков секунд он взорвался. Говорит когда варил и электрод залипал, то он раскалялся до красна

Vovnn написал: показывал осциллу с рабочего бест 160 та тоже 11-12в на затворах

Ну это, как говорится, "by example" :), т.е. "что-то где-то по факту так работало"... Я лично не сторонник таких аргументов. Я смотрю те же даташиты, и делаю прикидки примерно те, о которых тут помаленьку настукиваю, и вижу, что это ПЛОХО. Что-то мне подсказывает, что, возможно, примерно из-за таких вещей сварочники вдруг ВНЕЗАПНО, "ни с того ни с сего" нередко как раз и выходят из строя :confused:

Vovnn написал: выходные кабели были замкнуты (держак и масса) и через несколько десятков секунд он взорвался

Ну и против таких случаев ДОЛЖНА быть в аппарате защита. Он хоть и очень простенький с виду (по схеме), но что-то там на эту тему все же есть - надо разобраться и довести работу И ЭТОГО всего до ума. Имхо :)...

LV007, она есть , но прицеплен датчик на транс, перенесу его на радиатор транзистора. Интересно а почему, уважаемые, инженеры на заводе так не делают и не поднимают уровень на затворах до 15в, а я должен об этом думать, они за это деньги получают. А тут клиен за каждую копейку трясется отданную за ремонт. А покупают не доделанные сварки и не сильно трясутся. У меня в планах не входило колупаться за объявленную цену с тгр, но пришлось, мож чего накину... Витков могу подмотать больше, но расчитывать аппарат заново мне как-то не айс. Просто объясню, что у этого аппарата низкий ПН или ПВ. Вот фото с самого аппарата