Inverter Elektroden-Schweißgerät abgeraucht -> IGBT defekt

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?

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.

Snubber geprüft?

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.

> 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.

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?

> 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.

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?

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?

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.

Da wurde Problembehebung beschrieben
http://service.bm-trading.de/anleitungen/AT-9302.pdf

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?

> 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.

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?

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:
>> 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.

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?

push

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?

Es schwingt mal wieder am WE !

Senner auf der Heidi schrieb:
> Es schwingt mal wieder am WE !

wow, ist das hilfreich.

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.

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.

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.