Зварювальний інвертор кедр mma220f

Зварювальний інвертор китайського виробництва Кедр MMA220F

Вступ. Від даного ремонту ми безуспішно відбивалися, мовляв не наша специфіка, довго розбиратися зі схемотехнікою. Але розібравши апарат були здивовані, нічого складного, класичний ДБЖ подвійного перетворення, тільки дуже брудний, запорошений і виконаний набагато простіше. Приємним бонусом була наявність схеми на зварювальний інвертор Кедр MMA220F і ремонтної документації, але вони більше завадили, ніж допомогли, точніше збільшили час знаходження в ремонтній майстерні, схема наступила на хвору мозоль, свого часу намагалися зібрати саморобний ІБП, проте безуспішно, а тут такий приклад. Схему перешерстить уздовж і поперек, на предмет що б злизати у хитромудрих китайців. Поломка характерна для малопотужних інверторів, відповідно діагностика і ремонт не представляє особливих складнощів, але схема викликала заздрість.
Несправність зі слів замовника. Зварювальний інвертор китайського виробництва кедр MMA220F не вмикається.
Первинна діагностика. Чи не тому числі апарат в мережу, перевіряємо вхідні і вихідні ланцюги, благо це можна зробити не розбираючи. Перевірка вхідних ланцюгів діодного містка BD1 (S50VB100 - 1000В, 50А, піковий струм 500А) показала, вхідний опір інвертора в нормі (близько 6 МОм). На вихідних клемах продзвонювати діод, в одну сторону падіння напруги 0.350В, в іншу обрив, що теж відповідає нормі.

Зварювальний інвертор Кедр MMA220F зі знятим кожухом.

Ремонт. Так як практика ремонтів інверторів показує, що перевірку треба починати з силових елементів, як і слід було очікувати виявилися несправними IGBT транзистори G1, G14 (FGH60N60SMD), по одному ключу в кожному плечі. Розглянутий інвертор виконаний за схемою «косого моста», а значить в перевірці ланцюгів управління особливо не потребує так як ключі включаються одночасно, при цьому виключається можливість короткого замикання при виході драйверів або вузла управління. Не дивлячись на те що другий ключ в плечі виявився справним, вирішили не ризикувати і поміняли всі чотири IGBT транзистора G1 + G2 (FGH60N60SMD) і G13 + G14 (FGH60N60SMD), так як транзистори відносно дорогі. Заміна силових елементів повністю усунула несправність.
Висновок. Інвертор зібрали, заглянули в схему і ... знову розібрали, на цей раз для уважного вивчення схемотехніки, а подивитися було на що. Особливо вразили вторинні кола, не дивлячись на робочі напруги 22-30В і напруга холостого ходу в 60В, конденсатори вторинного фільтра мають робочу напругу 2-3 кВ, можна уявити яке пекло твориться у вторинних колах, власне «косою міст» передбачає наявність викидів у вторинних ланцюгах через дроселя L4 (16мкГн), він тут не фільтруючий, а накачують. Другим моментом, який здивував, це використання швидкодіючих діодів D1, D2 (MM60FU30 - 300В, 60А) разом 120А, при заявленому вихідному струмі 220А, «косою міст» це трёхактний перетворювач і розраховується трохи інакше, ніж класичний обратноход, але все ж 120А хоч і в одному такті при навантаженні в 220А, це як то напружує. Третім моментом, який більше розвеселив чим здивував, це ціна на силові ключі, так як ключі дорогі, ми вирішили заощадити і поставити більш дешевий IGBT транзистор FGH60N60SFD (діапазон робочих температур до 150С) замість рідного FGH60N60SMD (діапазон робочих температур до 175С), така заміна виправдана, так як на одному радіаторі ми виявили терморезистор для контролю температури, а значить перегрів в цьому инвертор не пущений на самоплив. Однак, як з`ясувалося, транзистор FGH60N60SFD мав більш високий цінник, ніж його більш кращий побратим FGH60N60SMD.

Сліди попадання рідини всередину зварювального інвертора.

На платі були виявлені сліди попадання рідини тому на питання замовника про причини несправності ми однозначну відповідь не змогли дати, або зварювання товстим електродом (4,0-6,0) тривалий час, або зварювальний інвертор був включений після заливки водою в непросушених стані.
Зовсім трохи теорії. Такий інвертор працює по однотактной схемою, значить управління не вимагає особливих зусиль від інженера розробника, все IGBT транзистори управляються однополярним імпульсами і відкриваються одночасно, що значно спрощує схему. В теорії схема працює в три такту.

прямий хід

Прямий хід, обидва ключа G1 + G2 (FGH60N60SMD) і G13 + G14 (FGH60N60SMD) відкриті і енергія зарядженого конденсатора вхідного випрямляча С1, С2, С3 (560мкФ * 400В) через трансформатор T1 передається у вторинну ланцюг через діод D1 + D2 (MM60FU30 - 300В, 60А) насичує дросель L4 (16мкГн) і безпосередньо йде в навантаження.

Зворотній хід

Зворотний хід, обидва ключа G1 + G2 (FGH60N60SMD) і G13 + G14 (FGH60N60SMD) закриті і насичений трансформатор T1 через діоди D5, D6 (MUR1560) віддає накопичену енергію назад в випрямляч. В теорії на цьому етапі сердечник трансформатора повинен повністю розмагнітиться. У вторинних ланцюгах дросель L4 (16мкГн) через діоди D3, D4 (MUR1560) живить навантаження.

Пауза.

Пауза обидва ключа G1 + G2 (FGH60N60SMD) і G13 + G14 (FGH60N60SMD) закриті і трансформатор T1 варто з розмагніченим сердечником. В теорії по трансформатору не повинні протікати струми. У вторинних ланцюгах дросель L4 (16мкГн) через діоди D3, D4 (MUR1560) живить навантаження.
На жаль на практиці все трохи інакше, отримати третій режим без точного розрахунку нереально за рахунок паразитних ємностей транзисторів, трансформатора і гріфліка випрямних діодів, скільки ми не намагалися зібрати подібний інвертор в результаті виходить прилад зі знищення силових ключів.