Halbbrücke bei WIG-Schweißgerät - MOSFET Steuerkreis

[Andreas P. (mad_engineer)]

Hallo an alle,

ich bin grad dabei, mein Inverter-Schweißgerät älteren Baujahres 
(Migatronic LDH 160 H) zu reparieren und hab mir dazu mal die Halbbrücke 
nach dem Drehstrom-Gleichrichter angeguckt. Die ist aufgeteilt auf zwei 
fast idente Platinen mit identen Steuerkreisen, wobei bei der + Platine 
die BUZ 355 MOSFETs (4 Stk mit 33 Ohm Gate Widerstand) Highside und bei 
der der - Seite Lowside mit jeweils einem Sack voll Schutzschaltung 
sitzen (e klar).

Dabei sind die Steuerkreise jeweils ein Konstrukt aus einem BDX 34C 
Darlington Transistor mit interner CE-Diode (nennt man das auch 
Freilaufdiode?), einigen 16V Zenerdioden und einem Kondensator. Die 
beiden Steuerkreise werden jeweils vom selben Impulsübertrager (ZKB 
418/127) aber anderem Kanal gespeist.

Bezüglich Fehlersuche wurde ich bei den Zenerdioden fündig. Weiters sind 
ein paar Gate-Widerstände und MOSFETs hin. Die Darlington-Transistoren 
hab ich getestet und funktionieren noch.


Jetzt kann ich mir aber ehrlich gesagt noch nicht vorstellen, wie die 
Schaltung grundsätzlich funktionieren soll? Hat da jemand eine Idee?

Weiters habe ich die Spulenwiderstände des Impulsübertragers gemessen 
und festgestellt, dass diese für die beiden Steuerkreise mit 0,5 Ohm 
bzw. 0,7 Ohm nicht identisch sind. Könnte der auch einen weg haben?

Was mich noch interessieren würde ist, ob ich vielleicht gleich größere 
(= thermisch stabilere) Zener-Dioden einbauen kann, da hier mit "BZX55 
C16" die Miniaturausgabe verbaut wurde, oder ob dadurch dann die 
Schaltung beeinträchtigt wird?

LG
Andreas

[oszi40 (Gast)]

Strom kennt keine Freunde.
Andreas P. schrieb:
1.
> Weiters habe ich die Spulenwiderstände des Impulsübertragers gemessen
> und festgestellt, dass diese für die beiden Steuerkreise mit 0,5 Ohm
> bzw. 0,7 Ohm nicht identisch sind. Könnte der auch einen weg haben?

Was sagt der Oszi? Impulse sauber da?

2.
> Was mich noch interessieren würde ist, ob ich vielleicht gleich größere
> (= thermisch stabilere) Zener-Dioden einbauen kann,

Die höhere Kapazität dicker Z-Dioden könnte die Flanken verschleifen?

3.Dein BUZ355 hat verschiedene Hersteller. Die würde ich nicht mischen.
https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A100/DS_BUZ355-INF.pdf

4.Wahrscheinlich haben Deine BUZ von hinten eine Spannungsspitze nicht 
vertragen und sind legiert und haben dann die Z-Dioden gekillt? Also 
auch die Snubber kontrollieren!
Oder die Ansteuerung über die Übertrager lief schon nicht richtig. Evtl. 
hat da schon einer gelötet?

[Andreas P. (mad_engineer)]

Hallo,

danke für die Antwort.

> Was sagt der Oszi? Impulse sauber da?
Mit dem Oszilloskop habe ich bisher noch nicht gemessen und jetzt hab 
ich auch schon das meiste zerlegt und ausgelötet. Mit einer 
Ersatzschaltung könnte ich den Impulsübertrager vl aber messen, indem 
ich das Steuerteil mit Spannung versorge.

> Die höhere Kapazität dicker Z-Dioden könnte die Flanken verschleifen?
Genau das fürchte ich auch, weswegen ich mir da noch unsicher bin.

> 3.Dein BUZ355 hat verschiedene Hersteller. Die würde ich nicht mischen.
Ja, es werden natürlich alle ausgewechselt.

> 4.Wahrscheinlich haben Deine BUZ von hinten eine Spannungsspitze nicht
> vertragen und sind legiert und haben dann die Z-Dioden gekillt? Also
> auch die Snubber kontrollieren!
Hab die Diode und den Kondensator gemessen, sieht alles noch ok aus. Die 
beiden Hälften der Halbbrücke sind noch zusätzlich miteinander 
verbunden. Was das macht, hab ich aber noch nicht ganz verstanden. EDIT: 
Namen der Bilder sind verkehrt rum, aktualisiertes Halbbrückenfoto 
hinzugefügt

> Oder die Ansteuerung über die Übertrager lief schon nicht richtig. Evtl.
> hat da schon einer gelötet?
Beim Steuerteil hab ich noch keine verdächtigen Stellen entdeckt.

Die Funktionsweise des Steuerkreises habe ich auch noch nicht 
verstanden, wie schaltet dieser das Gate durch?

LG
Andreas

[Sven S. (schrecklicher_sven)]

Andreas P. schrieb:
> Die Funktionsweise des Steuerkreises habe ich auch noch nicht
> verstanden, wie schaltet dieser das Gate durch?

So wie Du das gezeichnet hast garnicht.

[Andreas P. (mad_engineer)]

So habe jetzt nochmal alles genau durchgeguckt und den Fehler gefunden - 
hatte den Sternpunkt beim Widerstand übersehen. Damit macht der 
Steuerkreis jetzt Sinn...

Die platinenübergreifend parallel geschalteten 0,1µF Kondensatoren an 
der Halbbrücke sind dann wohl einfach zur Spannungsstabilisierung?

Der Plan ist jetzt einmal, die Zenerdioden + Glaskugeldioden, 
Gate-Widerstände und die MOSFETs zu wechseln. Dann schalt ich das mal 
ein und mess die Ansteuerung mit dem Oszi durch.

[Andreas P. (mad_engineer)]

Kleines Update:
Habe bei den Steuerkreisen alle Dioden (BYV28-100), 16V Z-Dioden und zur 
Sicherheit auch den Darlington Transistor ersetzt.

Bei den Snubbern habe ich die MUR480 ersetzt (waren noch intakt). 
Weiters habe ich alle alten MOSFETs durchgemessen (Widerstand D-S 
on/off, Widerstand G-D, G-S,...) und vorerst nochmal verwendet.

Wollte mit dem Oszi (Hameg 407, Tastkopf auf 10x) nach der Reparatur 
noch das Signal vom Impulsübertrager angucken, aber mangels 
Trenntrafo/Differenzialtastkopf hab ich das dann sein lassen.

Das Gerät lief dann einige Stunden sehr gut im Elektroden-Modus, wobei 
ich bis 125A geschweißt hab. Im Leerlauf gabs dann aber einen Knall, 
wobei es bei der + Seite der Halbbrücke ein Source-Beinchen an einem der 
FETs und die BYR29-800 Diode gesprengt hat. Die anderen Bauteile - 
insbesondere auch die neuen - sind alle i.O. Ich werde jetzt die neuen 
MOSFETs verbauen, welche ich eh schon rumliegen hab und eine aktuelle, 
stärkere Version von den BYR29-800 (vermutlich STTH1210D) verbauen, da 
es die ohnehin nicht mehr gibt.


Um Symptombekämpfung zu vermeiden, möchte ich noch verstehen, wieso es 
zu dem Schadensfall gekommen ist. Könnte eine (nicht messbar) 
angeschlagene BYR29-800 von Anbeginn der Hauptgrund für den Defekt 
gewesen sein?

Bitte korrigiert mich, wenn ich falsch liege: grundsätzlich sind die 
BYR29-800 dazu da, die Abschaltspannung der Spule abzuleiten?

[oszi40 (Gast)]

Andreas P. schrieb:
> Im Leerlauf gabs dann aber einen Knall

Spannungsspitze?
Eine Schutzdiode sollte auch die Leistung vertragen?