Sostituzione del modulo IGBT nella saldatrice. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Oggi i generatori per saldatura inverter sono ampiamente utilizzati. I loro vantaggi sono ben noti: saldatura DC e sua facile regolazione, alta efficienza, peso ridotto. Forse c'è solo un inconveniente: il costo elevato.

Sfortunatamente, come qualsiasi altro dispositivo elettronico, le fonti di saldatura a volte falliscono. Il motivo più comune è il "bruciore" dei potenti transistor di uscita dell'inverter. Questo è esattamente quello che è successo con l'inverter ETALON ZX7-180R, che ho acquistato già difettoso, ma molto economico.

Il modulo IGBT era rotto (Fig. 1). Questo, secondo il venditore, è un tipico malfunzionamento di tali dispositivi e il prezzo di un nuovo modulo raggiunge la metà del costo dell'intero inverter e non vi è alcuna garanzia che il modulo appena installato non si guasti dopo un po'.

Fig. 1

Come risultato del controllo del dispositivo, si è scoperto che quando la tensione di rete è inferiore a 190 V, la forma dei segnali forniti alle porte IGBT inizia a essere distorta. Pertanto, un calo della tensione di rete può portare all'apertura incompleta di questi transistor e, di conseguenza, al loro surriscaldamento e guasto. Inoltre, i circuiti RC (15 Ohm, 0,015 µF) tra gli avvolgimenti del trasformatore di uscita dell'unità di controllo e i gate IGBT ritardano notevolmente la salita e la discesa degli impulsi di controllo. Il risultato è lo stesso: riscaldamento eccessivo del modulo iGBT.

Non è presente alcun condensatore di blocco nel circuito di alimentazione di questo modulo e, senza di esso, le correnti reattive create dall'induttanza di dispersione del trasformatore di uscita, dalla capacità dei suoi avvolgimenti e dall'installazione, circolano attraverso i circuiti di alimentazione. Ciò peggiora anche le condizioni termiche dell'IGBT e del dispositivo nel suo insieme.

Si è deciso di sostituire il modulo con diversi IGBT separati, il che è stato molte volte più economico rispetto all'acquisto di un nuovo modulo, cercando allo stesso tempo di eliminare le carenze riscontrate. Lo schema di modifica è mostrato in Fig. 2. Qui T1 è il trasformatore di uscita dell'unità di controllo della sorgente di saldatura, T2 è il trasformatore di corrente nel circuito di uscita dell'inverter, T3 è il suo potente trasformatore di uscita. I circuiti RC R24C12 e R25C13 sono stati rimossi e sostituiti con ponticelli, come mostrato nello schema. I condensatori C2, C3 (numeri convenzionali) e C11 erano già presenti nella sorgente.

Riso. 2 (clicca per ingrandire)

I numeri dei pin del nuovo nodo (nello schema è cerchiato con una linea tratteggiata), che sostituisce il modulo IGBT, coincidono con i numeri dei pin di quest'ultimo. L'unità è assemblata su un circuito stampato mostrato in Fig. 3. I pin IGBT VT3-VT6 vengono inseriti nei fori dei corrispondenti pad della scheda e saldati ad essi.

Fig. 3

I transistor stessi si trovano sul retro della scheda. vengono pressati al dissipatore di calore con viti M3 fatte passare attraverso fori di diametro 3,3 mm sulla scheda. Il dissipatore di calore deve disporre di fori filettati per queste viti. vengono forati utilizzando come dima la tavola stessa. Non dimenticare di levigare il dissipatore di calore nei punti in cui sono installati i transistor, lubrificare questi punti e le superfici del dissipatore di calore dei transistor con pasta KPT e isolarli con guarnizioni in mica.

Le conclusioni dei diodi di protezione VD5 e VD6 sono saldate secondo lo schema ai conduttori stampati 1-3. Su questi conduttori, attraverso i quali scorre una grande corrente, è necessario saldare segmenti della treccia di filo schermato lungo i percorsi del suo flusso. I terminali del condensatore C1 sono anche rinforzati avvolgendoli con uno strato di filo stagnato o mettendo su di essi una treccia e saldandoli accuratamente.

Tra gli altri miglioramenti va segnalata la sostituzione del trasformatore di alimentazione dell'unità di controllo e del raddrizzatore a onda intera ad esso collegato con un caricabatterie per cellulare con una tensione di uscita di 15,V con una corrente di 200.300 mA. Qualsiasi diodo deve essere collegato al circuito aperto del filo comune (pin 2) installato nell'inverter dello stabilizzatore integrato 7812 (anodo al pin 2). Ciò aumenterà la tensione stabilizzata (fino a 12,7 V) e l'ampiezza dell'impulso sui gate IGBT. Dopo tale modifica, la funzionalità della sorgente di saldatura viene mantenuta anche quando la tensione di rete viene ridotta a 80 V.

Alla prima accensione dopo la modifica è consigliabile applicare all'IGBT una tensione di 310 V tramite una lampada ad incandescenza da 220 V, 75 W. Impostando il regolatore della corrente di saldatura al massimo e utilizzando LATR aumentando gradualmente la tensione fornita alla sorgente di saldatura dalla rete da 80 a 250 V, ci assicuriamo che funzioni. Se non c'è tensione sui terminali di uscita, collegare ad essi la stessa lampada a incandescenza. Questo dovrebbe avviare il generatore.

La lampada nel circuito da 310 V dovrebbe illuminarsi in modo appena percettibile.

Utilizzare il regolatore della frequenza operativa dell'inverter (situato sulla scheda dell'unità di controllo più vicino al bordo) per ottenere un bagliore minimo. Ora, rimuovendo le pompe e ripristinando il circuito a 310 V, potrete finalmente montare la sorgente di saldatura e iniziare a lavorarci.

La corrente massima di saldatura non deve superare 180 A con una tensione di 24...25 V e la corrente di cortocircuito non deve superare 190...200 A. È ancora meglio ridurre la corrente massima (circa 170 A). utilizzando il regolatore disponibile nella sorgente, che aumenterà la durata consentita del funzionamento continuo della sorgente sotto carico. Eseguire questa operazione solo a sorgente spenta! Ruotando il resistore del trimmer in senso orario si riduce la corrente massima, mentre in senso antiorario la si aumenta.

Le saldatrici così modificate (in totale sette pezzi mi sono passati per le mani) possono lavorare anche da una rete debole (nel mio garage, ad esempio, la tensione non supera i 180 V), il loro regime termico è facilitato e la manutenibilità è assicurata .

Autore: Chesnokov S.

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