Elektro Schweißgerät als Schaltnetzteil

Keine Ahnung ob es da Unterschiede gibt, aber ich habe ein defektes 
rumstehen das einen Halbbrücken Durchflusswandler besitzt (Ich musste 
auch erstmal nachschauen was das genau ist, denn dieser Typ wird eher 
selten verwendet http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/hdw_hilfe.html).
Primärseitig sind 2 IGBTs verbaut, sekundärseitig sind normale Dioden 
verbaut die zumindest bei meinem sehr grenzwertig dimensioniert sind (2x 
BYV52 für die eine und 1x BYV52 für die andere Diode für 130A. Alle auf 
einem großen Kühlkörper + aktiv gekühlt.
Vom Aufbau genau wie auf dem Bild im obigen Schaltplan, nur der 
Ausgangselko fehlt. Desweiteren gibt es natürlich keine 
Spannungsregelung, sondern nur eine primärseitige Strombegrenzung. Keine 
Ahnung ob man das auf eine Spannungsregelung umbauen kann.

Hat das Gerät denn irgendeine Art von PFC mit drinnen?
Könnte mit vorstellen, dass Brückengleichrichter + Großer 
Primärseiten-Elko den Netz-Sinus eher in Richtung Rechteck 
zusammenstauchen...
Oder gibts da für Schweissgeräte andere Vorschriften?
Oder hat das Gerät einen Drehstromanschluss, und das ist nicht mehr so 
wild?

Es sind 3x 470µF verbaut.
Der eine Übertrager links neben dem Elko dürfte zur Strommessung dienen, 
denn durch den dicken Draht fließt der Strom zum Übertrager. Im Leerlauf 
liegt das Tastverhältnis bei fast 50%, bei entsprechendem Stromfluss 
wird es entsprechend reduziert werden. Eigentlich reicht es ja beim 
Überschreiten eines bestimmten Wertes abzuschalten, denn der Strom muss 
erstens nicht allzu genau sein, und zweitens ist der Primärstrom 
(abgesehen von dem Strom durch die Induktivität des Übertragers) ein 
Abbild des sekundärseitigen Stromes. Wozu der andere dient, keine 
Ahnung.
Abgesehen von einem normalen Netzfilter (unscharfe Block rechts oben im 
Bild) und einer Einschaltstrombegrenzung aus ein paar 10 Ohm die von 
einem Relais überbrückt werden ist nichts weiter verbaut. Der 
Brückengleichrichter ist auch auf dem Kühlkörper montiert.

Es sind übrigends je 2 IGBTs parallel, nicht 2 insgesamt. Die beiden 
Dioden sind an den kleinen Kupferkühlkörpern auf der Platine montiert. 
Durch diese fließt ja kaum Strom, nur der Entmagnetisierungsstrom des 
Übertrags. Sekundärseitig wird der große Strom von der dortigen Diode 
übernommen.

Ein wichtiges Kriterium bei Schweißgeräten ist die Auslastung. Während 
Hobby-Schweißgeräte vielleicht nur eine Auslastung von 5 bis 10% haben, 
sind Industrie-Schweißgeräte bis zu 100% auslastbar.
D.h. wenn man eine Elektrode binnen 30 Sekunden 'verschweißt' hat und 
das Gerät darf nur zu 10% ausgelastet werden, so ist dann eine 
mindestens 250 Sekunden lange Pause einzuhalten, damit das Schweißgerät 
auskühlen kann.
In wie weit dies (überhaupt) noch für die neuen elektronisch gesteuerten 
Schweißgeräte gilt, ist mir leider nicht bekannt - aber in der 
Bedienungsanleitung dürfte solch ein Auslastungswert sicher angegeben 
sein (evtl. heißt er aber auch anders).

Vielleicht hilft es euch was:

Was was vermeidlich wie ein Halbbrücken-flusswandler aussieht ist im 
Falle eines Schweißgerätes wahrscheinlich ein (Serien-)Resonanter 
Konverter, der unterhalb der Resonanzfrequenz betrieben wird.
Vorteile:
Kaum Schaltverluste.
Die Topologie verhält sich von allein schon ähnlich ner Stromquelle mit 
Spannungsbegrenzung, genau das richtige hier.

Geregelt wird der Strom über die Frequenz.

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   |             o-----UUU--. ,---.     A A
   |             |          )|(   ------+ |
   |          ||-+          )|(   ------(-+
  /+\         ||<-       o--' '---'     A A
 (   )       -||-+       |              +-+--
  \-/            |       |
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   |             |       |
   '---------------------o
   '                  |
                     ===
                     GND
(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

Als Spule im Primärkreis kann auch gleich die Streuinduktivität des 
Übertrager genutzt werden. oder man macht die Intuktivität 
sekundärseitig, dann wird das Funktionsprinzip aber nicht mehr so 
übersichtlich und man verwechselt es mit dem Flusswandler... ;-) nur 
dass die Dioden eben hinter, und nicht vor der Spule sitzen.

Bei dem das ich habe handelt es sich definitiv um den Halbbrücken 
Durchflusswandler, denn die IGBTs sind zusammen mit den Dioden quasi in 
einer Vollbrücke angeordnet.

Auf dem Typenschild sind 4,8kVA, 22A Eingangsstrom angegeben.
Wenn ich das Typenschild richtig deute, dann sind bei <100A 100% 
Einschaltdauer erlaubt und bei 130A nur noch 40%.

Ahnungslos_0815 schrieb:

> Ich habe erst mal gedacht, die beiden Übertrager dienen zum Ansteuern
> der IGBT's. Zumindest T1 (Halbbr_cken_Durchflusswandler.PNG) muss
> galvanisch getrennt angesteuert werden.

Kann sein dass der zweite dazu dient. Daneben sitzt ein kleiner Mosfet 
der diesen vermutlich ansteuert.

> Ich sehe auf deinem Bild auf dem Alu-Kühlkörper drei Bauteile im
> TO247-Gehäuse. Wahrscheinlich die BYV52 Dioden.

Ja.

> Trotzdem, ich als Entwickler
> hätte vieleicht die Dioden durch geschaltete MOS-FET's ersetzt und den
> Lüfter eingespart.

Da die Dioden rund 1V Spannungsabfall haben, macht das bei 130A also 
rund 130W Verlustleistung. Da könnte man sicher noch was einsparen, 
allerdings würde das dann natürlich alles aufwendiger und teurer machen.

Auch die IGBTs haben vermutlich nicht gerade wenige Verluste, so groß 
wie die Kühlkörper sind. Die Schaltfrequenz liegt glaube ich irgendwo 
bei um die 40kHz.

Ahnungslos_0815 schrieb:
> ... Trotzdem, ich als Entwickler
> hätte vieleicht die Dioden durch geschaltete MOS-FET's ersetzt und den
> Lüfter eingespart.
> (Vieleicht auch nicht schlau?)

Es kostet halt ein Lüfter weniger als einige geschaltete MOSFET & 
Ansteuerung derselben.

Und da diese Geräte mehr in Richtung Pris als in Richtung Wirkungsgrad 
optimiert werden, hat man es so gelöst wie es Benedikt im Bild zeigt.