Hallo, mir ist mein Elektroden-Schweißgerät abgeraucht (siehe Bilder). Es ist ein IGBT-Inverner, genauer ein Chinakracher ;-). Bei der H-Brücke (4x RJH60F5) sind zwei IGBTs hinüber, aber man sieht ihnen überhaupt nichts an! Das Gate ist bei beiden mit Emitter und Collektor "durchkontaktiert". Gibt es einen bestimmte Ursache für diese Art von Ausfall? Liegt es womöglich am mangelnden Schutz des Gate? Wie auf den Bildern zu erkennen, werden die IGBTs mit einem Übertrager angesteuert. Dabei sind aber keinenerlei Schutzelemente vorhanden (wie Bsp. Zennerdiode). Die C-E Strecke hat aber einen Snubber. Anbei doch das Datenblatt der verbauten IGBTs (RJH60F5) und ein Datenblatt von ähnlichen IGBTs die ich hier noch rumliegen habe (FGH40N6S2D). Wäre es möglich die abgerauchten (bzw. alle vier) durch die anderen zu ersetzen? Oder spricht etwas dagegen?
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Wenn ein IGBT oder PowerMOSFET abraucht, dann in der Regel nicht, weil das Bauteil selber kaputt ist, sondern weil z.B. die Ansteuerung falsch war oder eine zu hohe Spannungsspitze aufgetreten ist. Mit einem Tausch kann es sein, dass dein Gerät erstmal wieder geht, du solltest aber mehr dran setzen, den tatsächlichen Fehler zu finden, also die Ursachen zu beheben, nicht nur die Symptome
Ich vermute auch, dass etwas bei der Ansteuerung falsch gelaufen ist. Die (China-)Billigware sind grundsätzlich auf Kante genäht, da wird dann auch gerne mal auf Schutzmaßnahmen verzichtet. Bei diesem Gerät ist das Gate der IGBTs garnicht vor Überspannung geschützt. Daher meine Vermutung in diese Richtung. Was sagen die Experten? Soll ich da ein paar Zennerdioden in die G-E Strecke einbauen? Und ist der oben genannte Ersatztyp geeignet?
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Habe die IGBTs durch die o.g. ersetzt. Hat auch funktioniert, aber beim verschweißen der zweiten Stabelektrode hat sich das Gerät mit einem lauten Knall wieder verabschiedet. Ein IGBT war explodiert! Habe diesen geöffnet und ein Foto gemacht (erstes Bild). Der Schaden ist sehr gut zu sehen. Habe auch die beiden abgerauchten original IGBTs aus Interesse mal geöffnet (Bild 2 und 3). Aber da erkenne ich leider nicht so viel. Muss ich eventuell die Gate-Ansteuerung ändern für die Ersatz-IGBTs? Die Original Ansteuerung besteht aus Übertrager, 2 Widerständen, Diode und Kondensator. Komme irgendwie nicht weiter.
Da lob ich mir doch unser altes Kupferschwein
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Udo Schmitt schrieb: > Da lob ich mir doch unser altes Kupferschwein Ja, früher war alles besser, selbst die Schweißgeräte ;) hinz schrieb: > Snubber geprüft? Ja, habe gerade durchgemessen: Alle Snubber-Widerstände haben 22 Ohm, -Kondensatoren ca. 430-450pF. Habe eben auch alle IGBTs durchgemessen, es sind doch zwei defekt, aber beim zweiten von außen nichts zu erkennen. Es geht immer einer von der High-side und einer Low-side defekt. Habe noch weitere Fotos von der Ansteuerung gemacht.
Udo Schmitt schrieb: > Da lob ich mir doch unser altes Kupferschwein Habe noch zwei schöne schwere Schweißtrafos abzugeben, falls jemand will ...
Klaus Wachtler schrieb: > Habe noch zwei schöne schwere Schweißtrafos abzugeben, falls jemand will > ... In welcher Region wohnst du? Ich will heute abend das Schweißgerät von meinem Vater holen. Wenn du eins abzugeben hast und das nicht zu weit weg ist schau ich es mir gerne mal an.
Ich bin gerade in der Gegend Ingolstadt und evtl. heute abend in Nürnberg, aber die Trafos stehen in Soltau (kannst du aber ran, wenn du vorbeikommst). Bin ansonsten erst in zwei oder drei Wochen wieder bei ihnen und könnte sie dann irgendwo zwischen Soltau und Ingolstadt aus dem Fenster werfen...
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> Habe noch zwei schöne schwere Schweißtrafos abzugeben, falls jemand will > ... gehört eher in die Kategorie "Markt". Wäre nett wenn wir zurück zu meinem Problem kommen würden.
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Hat denn keiner Interesse an Leistungselektronik? Im Anhang ein grober Überblick über das Gerät, einen richtigen Schaltplan habe ich leider nicht gefunden.
Hat denn keine eine Idee warum die IGBTs ständig abrauchen?
Wenn du mal einen gescheiten Schaltplan hier posten tätest, dann vllt.? Das Schemata sagt ja eher nur prinzipiell was aus, und Kaffeesatzlesen ist immer so ne Sache. In welchem Betriebs-/Arbeist-Zustand passieren denn die Ausfälle, doch sicherlich unter Voll-Last, oder schon im Stand-By, oder wobei genau? Nach deinem Plan ist der C2 wie groß. kann man ja fast nicht glauben dass da ein C im Leistungskreis drinnen ist, habe dazu aber keine genauen Kenntnisse. Das ist dann doch unter bestimmten Verhältnissen ein Schwingkreis, woraus resultiert dass für den etwas andere Bedingungen gelten als für normale Trafos angesteuerte Lastkreise. Versuch doch mal spannungsfestere IGBT´s einzusetzen, mit der Theorie ist das nämlich auch so ne Sache!
Elo fragte: >In welchem Betriebs-/Arbeist-Zustand passieren denn die Ausfälle, doch >sicherlich unter Voll-Last, oder schon im Stand-By, oder wobei genau? Lesen bildet: >>....aber beim >>verschweißen der zweiten Stabelektrode hat sich das Gerät mit einem >>lauten Knall wieder verabschiedet. Elo stellte fest: >Wenn du mal einen gescheiten Schaltplan hier posten tätest, dann vllt.? >Das Schemata sagt ja eher nur prinzipiell was aus, und Kaffeesatzlesen >ist immer so ne Sache. Lesen bildet: >>Im Anhang ein grober Überblick über das Gerät, einen richtigen >>Schaltplan habe ich leider nicht gefunden. Elo staunte: >kann man ja fast nicht glauben >dass da ein C im Leistungskreis drinnen ist, habe dazu aber keine >genauen Kenntnisse. Wer keine Kenntnisse hat, sollte Tatsachen nicht in Zweifel ziehen. Elo riet: >Versuch doch mal spannungsfestere IGBT´s einzusetzen, mit der Theorie >ist das nämlich auch so ne Sache! Hey! Doch noch ein vernünftiger Rat...
Im Anhang ein Schaltplan eines anderen Gerätes. Es ist zwar auf MOSFET Basis und hat mehr Funktion. Im Prinzip aber vergleichbar. Dieses Gerät arbeitet bei 100kHz, mein Gerät bei rund 130kHz. Was mir besonders ins Auge gefallen ist: Bei meinem Gerät ist keine Glättungsdrossel verbaut. Das würde bedeuten, dass Kurzschlüsse am Ausgang komplett bis in die primäre H-Brück durchschlagen würden. Grade beim Schweißen passiert das permanent (Tropfenübergang usw.). Folge wäre ja enorm hohe (aber kurze) Stromspitzen in der H-Brücke(während der einzelnen Pulse). Mit Glättungsdrossel wäre der Stromfluss auch in der H-Brücke viel ruhiger und gleichmäßiger (während der einzelnen Pulse). Wären also solche Stromspitzen eine mögliche Todesursache der IGBTs?
Habe noch ein wenig nachgedacht: Die Schweißkabel sind ja relativ lang und würden eine parasitäre Induktivität (im niedrigen µH Bereich) darstellen, das könnte bei 130kHz Schaltfrequenz ausreichend sein als "Glättungsdrossel", oder? Habe mir auch ein paar Gedanken zur Verlustleistung in den IGBTs gemacht: Der Ersatztyp hat laut Datenblatt(s.o.) eine Ein- und Ausschaltverlustenergie von bis zu 1µJ bei 130kHz. Das wären ja schon gut 130W Verlustleistung dazu kämen ja noch die Leitungsverluste von bis zu 2V*40A*50% = 40W. D.h. insgesamt an die 200W Verluste pro IGBT. Das wäre an sich ja kein Problem, da die Dinger bis zu 290W ab können. Aber bei dem Schweißgerät sind die IGBTs über eine Isolier-Silikonfolie auf dem Külkörper, was die Kühlung doch recht schlecht macht, oder? Könnte das die Ursache für den Tod sein?
@ Aufmerksamer Leser Danke für den völlig sinnlosen Post. Beitrag "Re: Inverter Elektroden-Schweißgerät abgeraucht -> IGBT defekt" Das das Gerät bei der zweiten Elektrode erneut verreckt ist, ist keine brauchbare Beschreibung. Es beschreibt bestenfalls ein wenig das "wann", aber nicht die Umstände. So kann man z.B. zwei Elektroden in einem Stück nahezu durchgängig verbraten, Elektrodenwechsel vernachlässigt, oder diese langsam intervalleise verbraten wie beim Punktschweißen. Wenn dann noch "Pausen zwischen den Punkten liegen" sinkt die Wahrscheinlichkeit eines thermischen Problems. Außerdem hat so ein Gerät zusätzlich verschiedene Einstellmöglichkeiten. Ohne Detals raten wir nur. Bloß weil er keinen Schaltplam zur Hand hat, schafft dies noch lange nicht die Notwendigkeit desselben ab. Dann ist einer zu besorgen oder zu erstellen. Ein irgendwoher kopierter Vergleichsplan ist auf Ähnlichkeiten und Abweichungen zu überprüfen und mit den realen des diskuierten Gerätes zu füllen. Irgendein Prinzipschaltplan, ein Fragment oder ein Gerät anderer Bauart hilft da kaum weiter. Unter welchen Bedingungen genau ist der erste Defekt aufgetreten. Wie waren die Bedingungen beim zweiten Defekt?
> Das das Gerät bei der zweiten Elektrode erneut verreckt ist, ist keine > brauchbare Beschreibung. Es beschreibt bestenfalls ein wenig das "wann", > aber nicht die Umstände. So kann man z.B. zwei Elektroden in einem Stück > nahezu durchgängig verbraten, Elektrodenwechsel vernachlässigt, oder > diese langsam intervalleise verbraten wie beim Punktschweißen. Wenn dann > noch "Pausen zwischen den Punkten liegen" sinkt die Wahrscheinlichkeit > eines thermischen Problems. Also gut ich präzisiere: Habe die erste Elektrode (3,2mm, bei ca. 130A) in mehreren Abschnitten(ca. 3-4) jeweils mit kurzen Unterbrechungen (2-3s) geschweißt. Die zweite Elektrode (selber Typ und Strom) habe ich versucht in einem Stück zu verschweißen. Nachdem ca. 75% der Elektdode verschweißt wurde, gab es den oben genannten Knall. > Außerdem hat so ein Gerät zusätzlich > verschiedene Einstellmöglichkeiten. Ohne Detals raten wir nur. Nicht bei diesem Gerät, hier lässt sich nur der Schweißstrom einstellen. > Bloß weil er keinen Schaltplam zur Hand hat, schafft dies noch lange > nicht die Notwendigkeit desselben ab. Dann ist einer zu besorgen oder zu > erstellen. Ein irgendwoher kopierter Vergleichsplan ist auf > Ähnlichkeiten und Abweichungen zu überprüfen und mit den realen des > diskuierten Gerätes zu füllen. Wie gesagt, einen Schaltplan genau zu diesem Gerät habe ich nicht finden können. Daher der Schaltplan des anderen Gerätes, Besonders im Leistungsteil sind die Geräte sehr ähnlich. Die Unterschiede habe ich oben genannt. Des weiteren habe ich einige Fotos vom Schweißgerät hochgeladen. Da kann man auch so einiges erkennen. Wenn spezielle Fragen auftreten, kann ich gerne mal genau nachgucken und/oder messen und hier berichten. > Unter welchen Bedingungen genau ist der erste Defekt aufgetreten. Der erste Defekt ist gleich beim ersten Schweißversuch aufgetreten, also erste Elektrode nach wenigen cm Schweißnaht. > Wie waren die Bedingungen beim zweiten Defekt? s.o.
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Habe mit aus ein paar normalen Trafos einen Trenntrafo gebastelt und ein bisschen mit dem Oszilloskop gespielt. Im Anhang zwei Bilder der Signale vor dem GDT und dahinter (also an den IGBTs) und die sind alle 4 gleich). Jeweils mit 10V/DIV und 2µs/DIV. Sehen die Signale in Ordnung aus?
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Keiner eine Meinung zum Spannungsverlauf der Signale am Gate der IGBTs? Ist die Spannungsspitze (im Bild markiert) problematisch? Es sind immerhin 4-5 V! Könnte das dazu führen, dass der gesperrte IGBT der Halbbrücke da einschaltet obwohl der leitende noch nicht gesperrt hat? Also mit anderen Worten: Könnte das einen Kurzschluss in der Brücke verursachen?
Gut wäre, wenn Du die Signalverläufe an 2 diagonal gegenüberliegenden Gate-Anschlüssen zusammen auf einen Schirm bringen könntest. (Mehrkanal-Oszi) Dann siehst Du ganz genau, ob die sich überlappen. Vielleicht läßt sicher der Nutzer "Kaffeetante" ja noch mal blicken, der liefert ja brilliante und extrem hilfreiche Beiträge.... mfG Paul
Paul Baumann schrieb: > Gut wäre, wenn Du die Signalverläufe an 2 diagonal > gegenüberliegenden > Gate-Anschlüssen zusammen auf einen Schirm bringen könntest. > (Mehrkanal-Oszi) Das ist Unsinn! Bei der Schaltung wird offensichtlich ein GDT für die ganze H-Brücke eingesetzt! Ein GDT ist ein übertrager, den man zur Potentialzrennung nutzt. Hier ist er mit einer Primärwicklung und vier Wicklungen auf der Sekundärseite - für jeden IGBT einer - aufgebaut. Misst man an den Gates eines Zweiges, so bekommt man die 325V Netzspannung mit 2x dem Signal von oben. > Dann siehst Du ganz genau, ob die sich überlappen. Ach ja, die Ein- und Ausschaltzeiten der IGBTs sind ja völlig unwichtig bei solchen Überlegungen.
Helfershelfer schrieb: >Das ist Unsinn! Meinst Du wirklich? > Bei der Schaltung wird offensichtlich ein GDT für die >ganze H-Brücke eingesetzt! Offensichtlich? Ich sehe was, was Du nicht siehst..... >Ein GDT ist ein übertrager, den man zur >Potentialzrennung nutzt. Wirklich? Ich dachte, ein Übertrager dient der Herstellung von Speiseeis. >Hier ist er mit einer Primärwicklung und vier >Wicklungen auf der Sekundärseite - für jeden IGBT einer - aufgebaut. Interessant. Wie weiß der jeweilige IGBT dann, daß gerade ER gemeint ist? Bei EINER Primärwicklung und 4 Sekundärwicklungen ist das ja nicht ganz einfach zu entscheiden.... >Ach ja, die Ein- und Ausschaltzeiten der IGBTs sind ja völlig unwichtig >bei solchen Überlegungen. Das glaube ich Dir nicht.... ;-) Pass auf: Bevor Du die Texte von Anderen als Unsinn brandmarkst, wäre es besser, erst mal den eigenen Text auf Unsinn zu untersuchen. MfG Paul
Paul Baumann schrieb: > Helfershelfer schrieb: > Das ist Unsinn! > > Meinst Du wirklich? Na sagen wir mal Sinnfrei, besser? > > Bei der Schaltung wird offensichtlich ein GDT für die >ganze H-Brücke > eingesetzt! > > Offensichtlich? Ich sehe was, was Du nicht siehst..... Nein, andersherum wird ein Schuh draus ;) Siehe Fotos vom ersten posting. > > Hier ist er mit einer Primärwicklung und vier >Wicklungen auf der > Sekundärseite - für jeden IGBT einer - aufgebaut. > > Interessant. Wie weiß der jeweilige IGBT dann, daß gerade ER gemeint > ist? Bin zwar kein Experte, aber vielleicht könnte er aus der an seinem Gate anliegenden Spannung Informationen ziehen, ob er denn gemeint ist oder nicht. ;) > Pass auf: Bevor Du die Texte von Anderen als Unsinn brandmarkst, wäre > es besser, erst mal den eigenen Text auf Unsinn zu untersuchen. > Da muss ich erst noch ein Gerät für bauen, Sorry, kann etwas dauern.
Schweißerjunge schrieb: > Keiner eine Meinung zum Spannungsverlauf der Signale am Gate der > IGBTs? Der Verlauf ist meiner Meinung nach, i.O > Ist die Spannungsspitze (im Bild markiert) problematisch? Es sind > immerhin 4-5 V! Könnte das dazu führen, dass der gesperrte IGBT der > Halbbrücke da einschaltet obwohl der leitende noch nicht gesperrt hat? > Also mit anderen Worten: Könnte das einen Kurzschluss in der Brücke > verursachen? Nein, die Spitze geht erst auf negativ und zurück auf 0, daran kann es nicht liegen. Das Problem ist, dass Gerät funktioniert ja. Das macht schwierig im Leerlauf den Fehler zu lokalisieren. Sterben die IGBTs immer in selber Seite?
Schweißerjunge schrieb: >> Unter welchen Bedingungen genau ist der erste Defekt aufgetreten. > > Der erste Defekt ist gleich beim ersten Schweißversuch aufgetreten, also > erste Elektrode nach wenigen cm Schweißnaht. Das ist eine entscheidende Information! Das mit dem zweiten Ausfall zusammen läßt vermuten daß die Ursache an anderer Stelle des Gerätes zu finden ist und die sterbenden IGBTs nur ein Symptom sind. Ich bin mir nicht ganz sicher was genau Du da dem Oszi vorgesetzt hast. Ich nehme an Du hast den ganzen Inverter mit deinem "Trenntrafo" versorgt und die Bilder sind im Leerlauf oder bei geringer Leistung gemacht worden. Normalerweise mißt man gegen "Masse". Da Du aber einen "Trenntrafo" einsetzt hast Du da mehr Möglichkeiten. Ich halte es aber für wenig sinnvoll zu raten wo du deinen Bezugspunkt angesetzt hast. Man kann raten aber es bleibt trotzdem Spekulation. Wir sehen nicht was Du machst. Also beschreibe es bitte präzise und eindeutig, so daß es auch ein Fremder der es nicht sieht eindeutig nachvollziehen kann. Zu den Oszibilder Die Überschwinger sind eine Sache. Was mich noch mehr aufhorchen läßt ist aber die unterschiedliche Form der steigenden und fallenden Flanken. Schweißerjunge schrieb: > Im Anhang zwei Bilder der Signale > vor dem GDT und dahinter (also an den IGBTs) und die sind alle 4 > gleich). Sind die Messungen am jeweiligen Gate der verschiedenen IGBTs wirklich alle gleich, d.h. abgerundete steigende Flanken und die Überschwinger nur bei den fallenden Flanken bei allen IGBT_Ansteuerungen? Ich will Dich nun nicht dazu verleiten an der hohen Spannung der Brücke zu messen, aber mache doch mal ein Oszibild vom Ausgang des Inverters, also der anderen Seite des Trafos. Ich habe die Dioden in der Ausgangsstufe unter Verdacht. Unter Umständen würde dies aber erst unter Last richtig deutlich werden. So kann es z.B. auch vorkommen daß eine Diode zunächst funktioniert und dann unter Last bzw. bei Erwärmung versagt und abgekühlt unter Teillast dann wieder funktioniert. Das hatte ich schon öfter, wenn auch bei anderen Geräten. Ein (Teil)Defekt des Ausgangsgleichrichters könnte erklären warum die IGBTs sich in beiden Fällen so schnell verabschiedet haben. Das ist zwar auch nur mehr oder weniger geraten, aber was bleibt einem übrig aus der Ferne ohne echten Plan?
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Carsten R. schrieb: > ...ist aber die unterschiedliche Form der steigenden und fallenden >Flanken. bedingt durch Laden(über Gatewidestand)/Entladen(über Diode) der Gateladung ises normal. Dazu kommt noch der unterschiedliche Rise- und Fall Time der Steuer IC (ich tippe auf x3525). Mir scheint der Trafo selbst bei der Frequenz zu klein, ohne ausreichende Kühlung iser innerhalb von Minuten so heiß, dass die Primärwicklung nur noch reiner Widerstand mit paar Milliohm darstellt.
Tany schrieb: > bedingt durch Laden(über Gatewidestand)/Entladen(über Diode) der > Gateladung ises normal. Dazu kommt noch der unterschiedliche Rise- und > Fall Time der Steuer IC (ich tippe auf x3525). In der Leistungsklasse, dürfte zum Entladen des Gate, mindestens ein p-n-p Emitterfolger eingesetzt sein. Da dürfte die Trafowicklung beim Einschalten höher belastet sein, weil sie den Gatestrom hier selbst bringen muss, mir sieht es auf den Bildern auch so aus, als ob die ansteigende Flanke zummindest oben, flacher ist. Kann aber auch täuschen, da die Fotos nicht senkrecht auch den Röhrenschirm geschossen sind.
Freut mich, dass inzwischen ein paar mehr sich zu Wort melden! Nach langer Suche habe ich jetzt ein Schaltplan eines baugleichen Gerätes gefunden. Ob dieser aber in allen Details gleich ist, speziell die Steuerung, kann ich nicht garantieren. Der Leistungsteil ist aber identisch zu meinem Gerät.
Tany schrieb: > Carsten R. schrieb: >> ...ist aber die unterschiedliche Form der steigenden und fallenden >Flanken. > > bedingt durch Laden(über Gatewidestand)/Entladen(über Diode) der > Gateladung ises normal. Ja, dank Schaltpan ist nun klar daß sich die steigenden Flanken von den fallenden Flanken i diesr Art und Weise unterscheiden. Die Ansteuerung scheint somit ok, auch wenn nicht alles ausgeschlossen ist. Für weitere Untersuchungen müßte man die Ein- und Ausgänge am Trafo betrachten, idealerweise bei Leerlauf und unter Last. Schön wäre auch die Ansteuerung unter Last zu betrachten um zu sehen ob da irgendeine Art von Strombegrenzung eingreift. Das sollte eigentlich so sein, auch wenn der Schaltplan teilweise nicht zu entziffern ist. Mein Chinesisch ist auch ein wenig eingerostet ;-) Ich würde mit dem Ausgang beginnen (weniger gefährlich). Bei den Eingängen sollte man wirklich wissen was man tut. Dort hat man es nicht nur mit über 300 Volt zu tun. Durch die Schaltvorgänge, insbesondere bei einem Fehler, können die Spannungen abermals deutlich höher liegen. Wenn man sich da nicht sicher ist sollte man es lassen. Das ist es dann nicht Wert, besonders bei einem Chinaböller.
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Carsten R. schrieb: > Schaltpan ist nun klar Klar ist nur, daß der Deckel zweier IGBTs aufging. Ob diese falsch angesteuert wurden oder der obere UND der untere IGBT gleichzeitig leitend wurden (aus anderen Gründen) ist noch nicht zu erkennen. Wenn nun die eine Hälfte der Brücke noch lebt, sollte man die Daten den restlichen gesunden Teile nochmals vergleichen. Evtl. sind die eingesetzten Neu-Teile auch mit etwas anderer Kennline während die Originale extra ausgemessen waren?
oszi40 schrieb: > Carsten R. schrieb: >> Schaltpan ist nun klar > > Klar ist nur, daß der Deckel zweier IGBTs aufging. Nimm doch nich nur ein paar Worte mitten aus einem Satz. Das "klar" bezog sich eindeutig auf die unterschiedliche Signalform zwischen steigenden und fallenden Flanken die sich bei der angegebenen Schaltung ergibt. Natürlich sind damit nicht alle Fehlermöglichkeiten ausgeschlosesen. Das steht da auch ein Satz tiefer. Darum wären ja weitere Mesungen unter Last interessant, insbesondere dort wo die IGBTs verreckt sind.
> weitere Mesungen unter Last interessant
Kommt darauf an, wieviel Transisitor-Nachschub noch verfügbar isr.
Wahrscheinlich stirbt erst der eine und reißt den anderen durch
Überlastung schnell mit in den Abgrund weil alles etwas knapper
dimensioniert wurde?
Bevor ich die nächsten IGBTs opfern würde, wäre ein gründlicher
Vergleich mit dem gesunden Brückenzweig mittels Komponententester
angesagt. Evtl. ist auch ein Snubber-Glied defekt wie weiter oben schon
vermutet wurde. Erst WENN die optische und stromlose Prüfung keine
Hinweise gibt, würde ich daran denken, Spannung anzulegen UND diese
Versorgungsspannungen auch mal genauer zu messen. Evtl. ist die
Impuls-Ansteuerung zwar schön symmetrisch aber durch Offset so
verschoben dass ein Zweig schon leicht angesteuert wird während der
andere noch voll angesteuert ist? Es gibt viele Möglichkeiten. Die
einfachste wäre gewesen, das ganze Gerät als Garantiefall gleich
zurückzusenden.
Ich wollte nicht gleich noch einen Satz IGBTs vernichten, daher hatte ich die Messungen oben ohne IGBTs aufgenommen. Habe jetzt auch alle Bauteile, die zwischen Gate und GDT waren, herausgelötet und vermessen: eine Diode ist hin und zwei Widerstände. Ob die schon nach dem ersten IGBT Ausfall kaputt gehangen sind oder erst beim zweiten mal, kann ich nicht sagen. Da die Ersatz-IGBTs deutlich schneller sind, will ich jetzt auch die Vorwiderstände anpassen. Wäre es eventuell sinnvoll auch einen PNP-Transistor zum Entladen zu verwenden?
Schweißerjunge schrieb: >...Bauteile, die zwischen Gate und GDT waren, herausgelötet und vermessen: > eine Diode ist hin und zwei Widerstände. Ob die schon nach dem ersten > IGBT Ausfall kaputt gehangen sind oder erst beim zweiten mal, kann ich > nicht sagen. > oh...,das hättest du detaillierter angeben können. Sind die kaputte Widerstände und Diode an einem IGBT oder sind sie verteilt an mehrere? Ich habe deshalb oben gefragt, ob die IGBTs von selber Seite sterben. > Wäre es eventuell sinnvoll auch einen > PNP-Transistor zum Entladen zu verwenden? Nein. Die Entladung sieht gut aus.
Tany schrieb: > Schweißerjunge schrieb: > ...Bauteile, die zwischen Gate und GDT waren, herausgelötet und > vermessen: > eine Diode ist hin und zwei Widerstände. Ob die schon nach dem ersten > IGBT Ausfall kaputt gehangen sind oder erst beim zweiten mal, kann ich > nicht sagen. > > oh...,das hättest du detaillierter angeben können. Sind die kaputte > Widerstände und Diode an einem IGBT oder sind sie verteilt an mehrere? Habe erst alles ausgelötet und erst hinterher getestet, kann's also nicht sagen. Bin mir aber ziemlich sicher, dass die IGBTs an der selben Stelle sterben.
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Ich glaube so langsam kommen wir der Lösung näher. Ich habe jetzt neue Widerstände und Dioden zwischen GDT und IGBTs eingebaut. Anschließend habe ich das Gate-Emitter Spannung gemessen, zunächst ohne eingelötetem IGBT und anschließend mit. Bilder siehe Anhang (10V/DIV und 2µs/DIV). Wie man sieht sind die steigenden Flanken bei eingebautem IGBT deutlich verschliffen. Ist das noch im Rahmen? Die fallenden Flanken sind wohl ok? Zunächst hatte ich die High-side IGBTs eingebaut und gemessen. Anschließend habe ich einen Low-side IGBT eingebaut und wollte messen, doch bevor ich ein Foto machen konnte ist dieser Low-side IGBT aus einander geflogen(Foto). Die H-Brücke war natürlich unbelastet, d.h. der Trafo war abgeklemmt. Außerdem waren die IGBTs nicht an den Kühlkörper geschraubt (wie gesagt war auch keine Last dran), daher ist wohl der eine IGBT so schnell eingegangen. Die einzig mögliche Ursache kann doch nur ein Kurzschluss in dem Brückenzweig sein!? Entweder ist der eine IGBT eines Zweiges noch nicht vollständig gesperrt während der andere einschaltet oder er schaltet wieder ein. Schätze ich die Lage richtig ein?
Ich habe mich jetzt ein wenig in das Thema IGBTs Ansteuerung eingelesen und speziell die Problematik der wiedereinschaltenden IGBTs. Dabei bin ich auf die Lösung mit dem Namen "active miller clamping" gestoßen. Dabei wird das Gate niederohmig an Emitter gelegt, so dass der IGBT auch wirklich ausgeschaltet bleibt. Meine Frage ist jetzt, wie legt man so eine Ansteuerung aus? Hättet ihr ein paar Tipps?
Schweißerjunge schrieb: > Im Anhang zwei Bilder der Signale > vor dem GDT und dahinter (also an den IGBTs) Schweißerjunge schrieb: > Ich wollte nicht gleich noch einen Satz IGBTs vernichten, daher hatte > ich die Messungen oben ohne IGBTs aufgenommen. Das ist natürlich gemein. Erst antäuschen und dann doch anders machen. Messungen an den IGBTs durchführen die dann doch nicht vorhanden sind. Schweißerjunge schrieb: > Dabei bin > ich auf die Lösung mit dem Namen "active miller clamping" gestoßen. Das hilft dir nicht wirklich, da die IGBTs hier sogar mit einer negativen Spannung abgeschaltet werden. Die würde dadurch auch reduziert, auch wenn ein nicht ganz so niederohmiger Widerstand die Schwingung um die Nulllinie etwas reduzieren könnte. Ich kann auf dem Schaltplan den Regel-IC nicht entziffern. Kannst du den mal in deiner Schaltung identifizieren? Ich würde die deadtime erhöhen um eine möglicherweise vorhandene Überschneidung durch die verschliffenen Signale zu verhindern. Du hast ja selbst gesehen wie die Ecken runder werden mit den IGBTs am Treiber. Du hast nicht zufälligerweise ein 2-Kanal-Oszi zur Hand? Paul hat ja schon vor einiger Zeit auf diese Möglichkeit hingewiesen. Das wurde aber noch nicht abgeklärt. Leider können wird den Leistungstrafo nicht durchmessen, bzw können dies schon, haben aber nicht sie Spezifikatioen zum Vergleich, was den Aufwand erhöht.
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Carsten R. schrieb: > Schweißerjunge schrieb: > Im Anhang zwei Bilder der Signale > vor dem GDT und dahinter (also an den IGBTs) > > Schweißerjunge schrieb: > Ich wollte nicht gleich noch einen Satz IGBTs vernichten, daher hatte > ich die Messungen oben ohne IGBTs aufgenommen. > > Das ist natürlich gemein. Erst antäuschen und dann doch anders machen. > Messungen an den IGBTs durchführen die dann doch nicht vorhanden sind. Sorry, hab mich nicht immer verständlich ausgedrückt. > Schweißerjunge schrieb: > Dabei bin > ich auf die Lösung mit dem Namen "active miller clamping" gestoßen. > > Das hilft dir nicht wirklich, da die IGBTs hier sogar mit einer > negativen Spannung abgeschaltet werden. Die würde dadurch auch > reduziert, auch wenn ein nicht ganz so niederohmiger Widerstand die > Schwingung um die Nulllinie etwas reduzieren könnte. > Ich vermute, das ein IGBT einer Halbbrücke wieder einschaltet, in dem Moment in dem der andere einschaltet. Wegen der Miller-Kapazität. Da der Ersatz IGBT scheller schaltet, ist die Ansteurung kritischer. Da in dem Momemt in dem ein IGBT einschaltet ist sein Halbbrücken-Gegenstück noch nicht negativ vorgeladen. Wird ja nur ein GDT für die ganze h-Brücke verwendet. > Ich kann auf dem Schaltplan den Regel-IC nicht entziffern. Kannst du den > mal in deiner Schaltung identifizieren? Ich würde die deadtime erhöhen > um eine möglicherweise vorhandene Überschneidung durch die > verschliffenen Signale zu verhindern. Du hast ja selbst gesehen wie die > Ecken runder werden mit den IGBTs am Treiber. Regler ist ein uc3846 > > Du hast nicht zufälligerweise ein 2-Kanal-Oszi zur Hand? Paul hat ja > schon vor einiger Zeit auf diese Möglichkeit hingewiesen. Das wurde aber > noch nicht abgeklärt. Ja, ist ein 2-Kanal. Habe aber keine Differential-tastköpfe. > > Leider können wird den Leistungstrafo nicht durchmessen, bzw können dies > schon, haben aber nicht sie Spezifikatioen zum Vergleich, was den > Aufwand erhöht. Kann ein Foto hochladen, wenn es hilft. Der war aber auch abkeklemmt beim letzten Versuch, steht auch da.
Schweißerjunge schrieb: > Der war aber auch abkeklemmt > beim letzten Versuch, steht auch da. Mein Fehler, das hatte ich überlesen. Schweißerjunge schrieb: > Ja, ist ein 2-Kanal. Habe aber keine Differential-tastköpfe. Das wird auch nicht benötigt. Mit geht es darum die Steuersignale vom Ausgang des GDT sowohl von der Higside also auch von den Lowside der abgerauchten Halbbrücke in einem Bild zu haben um zu sehen wie groß die deadtime zwischen den beiden Seite ist. Um nicht noch einen Satz IGBTs zu Grillen kannst du mal schauen wie du die IGBTs an den Treiber anschleßen kannst ohne die 3xx Volt anzulgen. Ein wenig gebastelt könnte man auch mit kleinen Kerkos die kapazitive Last der IGBTs näherungsweise simulieren, sofern passende Größen vorhanden wären. Aber daß ist auch nur eine Näherung. Schweißerjunge schrieb: > Regler ist ein uc3846 Den Kondensator an Pin 8 auslöten und nachmessen. Was ist der Sollwert und was ist der Istwert, sofern die Möglichkeit besteht den bei hohen Frequenzen einzumessen? Ansonsten einfach nur ersetzen und Sollwert bitte nennen. Ist die Kapazität zu gering macht es PFUPP. Testweise kann man die Kapazität erhöhen sollte der Kondensator wider erwarten in Ordnung sein. Dann würde ich die Kapazität um ca 50% aufstocken und ein neues Oszibild mit 2 Kanälen von den Treiberausgängen der Halbbrücke machen um zu sehen wie stark sich die deadtime geändert hat. Schweißerjunge schrieb: > Da in dem > Momemt in dem ein IGBT einschaltet ist sein Halbbrücken-Gegenstück noch > nicht negativ vorgeladen. Wird ja nur ein GDT für die ganze h-Brücke > verwendet. Daran hatte ich nicht gedacht. Ich bin davon ausgegangen daß du als "Masse" den Emitter genommen hast und man das daher auf dem Oszibild sehen müßte. Genaugenommen sieht man da auch so einen Ausreißer. Aber wenn ich gerade nicht verkehrt herum denke ist dieser Ausreißer exakt anders herum als es für ein falsches Auslösen nötig wäre. Tany hat das auch schon so festgestellt.
> Schweißerjunge schrieb: >> Ja, ist ein 2-Kanal. Habe aber keine Differential-tastköpfe. > > Das wird auch nicht benötigt. Mit geht es darum die Steuersignale vom > Ausgang des GDT sowohl von der Higside also auch von den Lowside der > abgerauchten Halbbrücke in einem Bild zu haben um zu sehen wie groß die > deadtime zwischen den beiden Seite ist. > Naja, bei einem 2-Kanal Oszi, wie dem bei mir, ist die Masse gemeinsam ausgeführt. Man hat immer das Problem, dass die Zwischenkreisspannung mal dazwischen und mal weg ist, je nachdem welcher IGBT durchschaltet. Aber um die Totzeit zu sehen, braucht man das garnicht. In den Oszi-Fotos von oben ist die Totzeit doch ganz gut zu sehen. Wie gesagt, es ist nur ein GDT, wenn also die Gate-Spannung negativ wird, so wird sie beim Gegenstück einer Halbbrücke positiv. Hat dann aber die selbe Form wie das positive Signal. Die Verzerrung/Asymmetrie rührt ja nur daher, dass die Lade- und Entladewiderstände am Gate unterschiedlich sind. > > Den Kondensator an Pin 8 auslöten und nachmessen. Was ist der Sollwert > und was ist der Istwert, sofern die Möglichkeit besteht den bei hohen > Frequenzen einzumessen? Ansonsten einfach nur ersetzen und Sollwert > bitte nennen. Ist die Kapazität zu gering macht es PFUPP. Testweise > kann man die Kapazität erhöhen sollte der Kondensator wider erwarten in > Ordnung sein. Dann würde ich die Kapazität um ca 50% aufstocken und ein > neues Oszibild mit 2 Kanälen von den Treiberausgängen der Halbbrücke > machen um zu sehen wie stark sich die deadtime geändert hat. > Ich habe mal mit den Werten für den Kondensator die Totzeit nachgerechnet: das passt ziemlich gut zum Oszi-Signal, mit rund 1µs. > Schweißerjunge schrieb: >> Da in dem >> Momemt in dem ein IGBT einschaltet ist sein Halbbrücken-Gegenstück noch >> nicht negativ vorgeladen. Wird ja nur ein GDT für die ganze h-Brücke >> verwendet. > > Daran hatte ich nicht gedacht. Ich bin davon ausgegangen daß du als > "Masse" den Emitter genommen hast und man das daher auf dem Oszibild > sehen müßte. Genaugenommen sieht man da auch so einen Ausreißer. Aber > wenn ich gerade nicht verkehrt herum denke ist dieser Ausreißer exakt > anders herum als es für ein falsches Auslösen nötig wäre. Tany hat das > auch schon so festgestellt. Also Masse des Tastkopfes war auch jeweils am Emitter. Signal am Gate ist also auch richtig herum im Bild zu sehen.
Schweißerjunge schrieb: > In den > Oszi-Fotos von oben ist die Totzeit doch ganz gut zu sehen. Ja natürlich sieht an die Totzeit eines Sinals. Mir geht es aber darum zu sehen wieviel von der deadtime zwischen den beiden Signalen noch übrig ist wenn die Treiber auch einen IGBT als Last haben. Du siehst doch selbst wie stark das Signal dadurch verschliffen ist. Schweißerjunge schrieb: > Wie gesagt, > es ist nur ein GDT, wenn also die Gate-Spannung negativ wird, so wird > sie beim Gegenstück einer Halbbrücke positiv. Hat dann aber die selbe > Form wie das positive Signal. Das ist alles sehr schön in der Theorie, aber trotz der beiden Gegensätzlichen Signale sind die IGBTs dann noch nicht aus, da sie nicht verzögerungsfrei schalten. Darum ist es wichtig zu sehen wie groß die tote Zone zwischen den beiden verschliffenen Signalen bei belastetem Treiber ist, um bei Bedarf den Kondensator für die deadtime wie beschrieben zu vergrößern. Die IGBTs sind komplett ohne Trafo und Last abgeraucht. Da halte nicht nur ich einen shoot through für die wahrscheinlichste Erklärung. Warum da groß herumdiskutieren wenn man das dank 2-Kanal-Oszi ausmessen kann? Nicht vermuten sondern methodisch prüfen lautet die Devise. Die Vermutungen geben nur die Reihenfolge vor was zuerst geprüft wird, sollten aber keine Ergebnisse vorab ungeprüft in den Raum hineindefineren.
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Hatte die letzten Tage wenig Zeit, jetzt geht's aber weiter. Habe jetzt die beiden Gate Signale gleichzeitig gemessen. Dabei waren die IGBTS natürlich raus und stattdessen die untere E-C Strecke kurzgeschlossen, obere offen und zwischen G-E bei beiden Schalten einen 2,4nF Kondensator um die Gate Kapazität (ca. 2,8nF) nachzubilden. Also die Totzeit erscheint mir mit ca. 1µs groß genug, die IGBTs brauchen zum Anschalten ca. 90ns. Ich vermute das Problem an anderer Stelle: Sobald ein IGBT einschaltet, ist der andere der Halbbrücke noch nicht negativ vorgeladen. Auf Grund der Miller-Kapazität bekommt der andere IGBT (der aus bleiben soll) daher eine Spannungsspitze am Gate, die zum Durchschalten ausreicht. Wie also dagegen vorgehen? Active miller clamping?
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So habe jetzt noch etwas ausprobiert: Da von den original verbauten IGBTs noch zwei am Leben waren, habe ich einen zum testen wieder eingebaut (high-side). Trafo war auch diesmal wieder abgeklemmt. Dabei war die Gate Spannung recht ordentlich, zwar etwas verschliffen, wie in den Bildern oben, aber sonst absolut sauber. Dann habe ich an der selben Halbbrücke einen Lastwiderstand eingebaut (low-side, 200 Ohm / 300 W). Dabei habe ich die GE und CE Spannungen am Oszi aufgenommen (siehe Bild). Wie zu sehen: entstehen an der CE-Strecke recht hohe Schwingungen (bis 50V) im eingeschalteten Zustand. Was aber viel schlimmer ist, das selbe passiert auch an der GE-Strecke. Hatte anfangs parallel zur Last eine Freilaufdiode eingebaut (direkt auf Platine, fast recovery diode), falls die Zuleitungen zu lang sein sollten (parasitäre Induktivitäten). Aber nach Entfernen dieser Diode gab es absolut keinen Unterschied. Warum sind die Schwingungen so heftig, besonders am Gate?
Hallo, nach meinen leidvollen Erfahrungen, kommt Schwingen zu mindesten 50% vom (ungünstigen) Messaufbau. Koppel den Oszi mal über ein paar Kiloohm an. Old-Papa
> nach meinen leidvollen Erfahrungen, kommt Schwingen zu mindesten 50% vom > (ungünstigen) Messaufbau. Koppel den Oszi mal über ein paar Kiloohm an. Habe ich ausprobiert, aber leider ohne Erfolg. Habe dann zwischen Gate und Emitter den Kondensator von 10nF auf rund 100nF erhöht und den Gate Wwderstand auf rund 5 Ohm verkleinert. Dabei wurde die Amplitude der Schwingung etwas kleiner, aber immer noch recht stark ausgeprägt. Waran liegt das? Ist die Ansteuerung (-Schaltung) so bescheiden?
Die Schwingung ist, auch wenn's nicht so schön aussieht, völlig normal. Schweißerjunge schrieb: > Habe dann zwischen Gate und Emitter den Kondensator von 10nF auf rund > 100nF erhöht Damit machst du die Sache noch schlimmer. Schweißerjunge schrieb: > So habe jetzt noch etwas ausprobiert: Da von den original verbauten > IGBTs noch zwei am Leben waren, habe ich einen zum testen wieder > eingebaut (high-side). Trafo war auch diesmal wieder abgeklemmt. Dabei > war die Gate Spannung recht ordentlich, zwar etwas verschliffen, wie in > den Bildern oben, aber sonst absolut sauber. Dann... und die andere Seite? Hast du den Trafo mal geprüft? Um die Brücken auf Kurzschluß zu überprüfen, kann man die , statt 300V DC, mit einem Labornetzteil mit Strombegrenzung versorgen. Die Stromversorgung für die Steuerung muß natürlich auch gewährleistet sein. Anstelle von Trafo hängt man ein Lastwiderstand ran und man kann alles in der Ruhe messen, dokumentieren.
Tany schrieb: > Die Schwingung ist, auch wenn's nicht so schön aussieht, völlig > normal. > Dass es am Gate ein wenig nachschwingt, ok 2-3V, geschenkt, aber hier mit bis zu 7-8V finde ich ziemlich heftig. Wie könnte man das verbessern? > Schweißerjunge schrieb: >> Habe dann zwischen Gate und Emitter den Kondensator von 10nF auf rund >> 100nF erhöht > Damit machst du die Sache noch schlimmer. > Wieso schlimmer? Die Schwingung wurde in der Amplitude kleiner. > und die andere Seite? Hast du den Trafo mal geprüft? Naja, wenn auch ohne Trafo die IGBTs auseinander fliegen, kann man den erst einmal ausschließen. (siehe oben) > Um die Brücken auf Kurzschluß zu überprüfen, kann man die , statt 300V > DC, mit einem Labornetzteil mit Strombegrenzung versorgen. Die > Stromversorgung für die Steuerung muß natürlich auch gewährleistet sein. > Anstelle von Trafo hängt man ein Lastwiderstand ran und man kann alles > in der Ruhe messen, dokumentieren. Eine komplette Laborausstattung habe ich leider nicht. Ich werde mir dafür aber noch was überlegen.
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Habe jetzt aus Verzweiflung einen anderen GDT besorgt und angebaut. Ergebnis siehe Bild. Oben ist die Gate-Spannung unten die C-E Spannung. Als Last ist jetzt ein Widerstand von rund 1400 Ohm dran. Kann doch wirklich nicht normal sein, das das Gate Signal so kacke aussieht, oder?
Kann es sein, dass einfach der IGBT einen weg hat?
Nehmen wir mal an, die Ansteuerung hat früher besser funktioniert? So könnte es auch sein, daß z.B. nun die Betriebsspannung durch gealterete Elkos instabil wird und die Schwingungen nur eine Folgeerscheinung sind? Außerdem wurde ich die IGBTs in ihren Daten nochmals gründlicher vergleichen. Ein anderer Typ kann andere Kapazitäten und andere Verstärkung haben.
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Wie gesagt: es waren die original verbauten IGBTs (zwei hatten ja überlebt). Inzwischen habe ich die H Brücke wieder komplett aufgebaut. Dabei besteht eine Halbbrücke aus den original IGBTs und die andere aus viel langsameren Exemplaren, die ich noch gefunden habe. Auf den Fotos zusehen (je 100V/DIV): Ausgangsspannung der H Brücke unbelastet und belastet mit 200 Ohm. Schwingungen sind sehr schön zu sehen. Habe mir natürlich auch alle vier Gate Signale angeschaut: Das Kuriose ist, die Schwingungen (wie die von oben) sind nur an den High-Side IGBTs zu sehen, die Low-Side Signale absolut sauber. Wie gesagt (wenn auch implizit) sowohl low-side wie auch high-side IGBTs sind jeweils unterschiedlich.
Hallo Schweisserjunge, hallo Leistungsbastler... was ist denn aus dem Projekt geworden? Ich habe hier auch so ein defektes Gerät, das ich mir mal anshen soll. Leider bin ich in Leistungselektronik auch nicht so fit, und mit IGBTs hatte ich noch nie zu tun. Ich habe mir das Gerät noch nicht genau angesehen, aber es sind wohl Widerstände an den IGBTs abgebrannt, also sind diese sicherlich auch (teilweise) kaputt. Normalerweise würde ich 4 x neue IGBTs in etwas stärker holen und die anderen kaputten Bauteile ersetzen. Die IGBTs wären dann z.B. RJH60F6 (statt RJH60F5), die sind dann für Ic=45A @ 100°C (statt 40A). Allerdings haben die gleich deutlich mehr Gate-Kapazität: 3,8 nF statt 2,8 nF. (Es gibt auch noch einen RJH60F7 für 50A, dann mit 4,7 nF Cgate) Ich fürchte, ohne Änderung der Treiberschaltung kann man nicht einfach größere IGBTs einbauen, oder? Gibt es schon neue Erkenntnisse oder Ideen zu dem Thema, bevor ich anfange Bauteile wegzubrennen? (bei Digikey kosten die IGBTs über 5 EUR pro Stück) Paul
Hi hallo Ich habe ein ähnliches Problem in einem anderen Gerät mit einem RJH60F7. Leider finde ich hierfuer keine Bezugsquelle. Kennt denn jemand eine ? oder sogar ein Alternativmodel ? Gruesse Daniel
Mein 250A IGBT Schweißgerät AI9302 hat einen Kurzschluß zwischen dem Netzinverter und dem Kühlkörper. Im Netzinverter vieles abgeraucht. Nach längeren Suchen fand ich durchgeschlagene Gummiwärmeleitscheibe unter dem einem IGBT. Nach Austausch der Gummi gegen Glimmerscheiben und natürlich der abgebrannten Elkos, Brückengleichrichter und NTC- Widerständen funktioniert das Gerät wieder. Grundsätzlich alle Wärmeableitscheiben überprüfen, vor weiteren Aktion.
Gibt es an dem Ding eine Sicherung, meins hat tadellos funktioniert. Bis ich den Stecker gezogen habe. Beim wieder einstecken macht das Ding keinen Mucks mehr. Evtl ist der AN AUS Schalter innen hin. Weiß jemand wo es Ersatzteile gibt?? Sonst muss ich was basteln...
Bernhard Schwanitz schrieb: > Evtl ist der AN AUS Schalter innen hin. Weiß jemand > wo es Ersatzteile gibt? Das ist ein Standardteil, das hat jeder Elektronikteilehändler auf Lager.
OK dann baue ich es mal aus. Danke für den TiP.
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