Power Electronics

Прямоход. Поступил с жалобой на сгоревший резистор плавного пуска и отсутствие признаков жизни.

Проверка выявила два (из четырёх, два плеча по два в параллель) пробитых силовых ключа IRGP20B60PD, плюс два (из двух) пробитых рекуперационных диода STTH15R06FP. Все корпуса целые, т.е. по всей видимости выход из строя произошёл из-за перегрузки по напряжению. Кроме того, в затворной цепи одного из плеч был выявлен 1206 резистор с "фальшивой обоймой" номиналом 10 Ом (стрелка "2"). Он был припаян только одной стороной - прилип к жалу паяльника после касания припаянной стороны.

Все компоненты схемы управления и драйверов силовых ключей проверялись тестером без выпайки их из платы: конденсаторы на пробой, резисторы на обрыв, диоды и ключи на одностороннюю проводимость. Перед проверкой тестером, все СМД-компоненты были предварительно пропаяны на предмет "фальшивых обойм" (односторонних паек) и незаметных расколов. Никаких аномалий не выявлено. ТГР был выпаян и успешно продавлен 500-вольтовым мегаомметром.

За неимением применённых производителем компонентов, силовые ключи были заменены на FGH40N60SMD, а рекуперационные диоды - на HFA15TB60 (пласт. втулка + слюда). Резистор плавного пуска был заменён на два запараллеленных пятиваттных 100 Ом.

Поскольку схему аппарата найти не удалось, пришлось провести небольшое расследование. Как выяснилось, с целью упрощения и снижения себестоимости, в аппарате применено самопитание схемы управления: импульсы с отдельной обмотки самопитания в силовом импульсном трансформаторе приходят на разъём "1" на фото, выпрямляются диодом и конденсатором (рядом с этим разъёмом), откуда получается постоянка около +24 В. Эти +24В приходят на вход 7815, на выходе которого, соответственно, получаем +15 В стабилизированного питания для 3844 и 393. Т.е. получается, что штатное, "крейсерское" питание схемы управления появляется только после того, как уже завёлся силовой прямоходный мост.

В первый же момент (сразу после подачи сети на вход аппарата) питание 3844, судя по всему, приходит через какой-то мощный гасящий резистор, либо через мощный резистивный делитель напряжения, который и обеспечивает запуск всей системы до момента самоподхвата, после чего "стартовое питание" отключается (не без помощи реле плавного пуска, надо понимать), и система переходит на самопитание.

Это моя версия, так что если заметите неточности или ошибки, прошу меня поправить.

Теперь о самом процессе. После того, как были заменены неисправные компоненты, первое включение схемы управления было решено произвести от стороннего источника пост. напряжения +24В, которое было подано на разъём "1", "плюсом" на выпрямительный диод, и "минусом" на массу. Вилка разъёма самопитания при этом, понятно, была вынута из разъёма, чтобы обмотка самопитания не нагружала собой выход стороннего источника питания. Через пару секунд щёлкнуло реле и загорелись ОБА светодиода на передней панели.

Проверка осциллографом напряжений на выводах 3844 ни к чему не привела: везде чистый ноль, включая Uref (нога 8). Только лишь на ноге 7 обнаружилась красивая постоянка +15В. На выходе ШИМ (нога 6) также чистый ноль.

Предположив, что в данной конфигурации питания происходит глушение ШИМ, я принял решение о сборке всей системы и подаче штатного сетевого питания на весь аппарат в сборе. Аппарат запустился нормально: через пару секунд после подачи 220В на вход сетевого выпрямителя щёлкнуло реле плавного пуска и включился белый светодиод на передней панели. Второй светодиод (перегрузка) остался погашенным. Вентилятор охлаждения откинут (выключен). Из силового трансформатора слышится лёгкое шипение-свиристение. Пальпация мощных компонентов на плате управления выявила довольно интенсивный нагрев двух десятиваттных резисторов в снабберах ключей (на фото показаны большими жёлтыми стрелками). Выключил аппарат, дал остыть резисторам.

Подготовил осциллограф, сел на один из ключей (E_G). Синхронизация неустойчивая - либо качание частоты, либо прерывистость. Из того, что можно однозначно определить по картинке - только амплитуда импульсов: от нулевой линии вверх две клетки (+20 В). Фронты крутые (насколько можно рассмотреть). Радиаторы ключей на ХХ не греются совершенно. Греются только десятиваттные резисторы в снабберах. Снабберные конденсаторы (которые впослед с этими резисторами) исправны - проверил. Получается, что снабберные резисторы двух плечей греются совершенно одинаково и сильно. Поскольку они стоят НЕ в обдуве, то я практически уверен, что такой нагрев не есть нормально.

Попробовал запитать управу от стороннего источника, только теперь в сборе с силой. Сначала подаём питание на управу, потом подаём силу. Ничего путного не получается: щёлкает реле и на передней панели включаются ОБА светодиода ("питание" и "перегрузка"). Т.е. всё как при первом включении (без силы), с той только разницей, что теперь на банках (а стало быть и на прямоходе) имеем +300В чистенькой постоянки.

Вот такие пирожки. Пока упёрся в тупичок. Не пойму, куда дальше. Беру помощь зала. ))

зы: Да, на выходе аппарата - сильный "звон" на осциллограмме - после каждого переключения плеч (прямоугольный импульс высотой примерно 50В, наложенный на постоянку 50В): всё пространство между этими прямоугольниками заполнено убывающей по амплитуде гребёнкой звона. Забыл сегодня телефон, нечем сфоткать... Между клеммами висят два керамических синих дисковых кондёра впослед с шестикилоомным резистором (два кондёра впослед от клеммы до клеммы, а резистор их шунтирует). Может они звенят?.. Надо будет попробовать откнуть...
ззы: Не подошла замена IRGP20B60PD -> FGH40N60SMD либо STTH15R06FP -> HFA15TB60 ?
зззы: После выключения аппарата из сети, реле плавного пуска щёлкает раз десять с частотой примерно раз в секунду. Промежутки между щелчками постепенно увеличиваются, и примерно через двадцать секунд щелчки прекращаются. Каждый щелчок сопровождается вспышкой светодиода "питание".

Откинул керам. синий дисковый кондёр 4700 пФ на выходных клеммах. Звон исчез. Но напрочь исчезла и постоянная составляющая на выходе. )) На холостом выходе теперь имею чистенький, правильный меандр амплитудой около 90 В (вверх от нулевой линии) и периодом 15 мкс. Нижние полки меандра - в аккурат на нулевой линии. Транс тихонько шипит и шуршит. Резисторы в снабберах горячие.

Грузанул выход нихромовой спиралью 2 Ом массой примерно 1 кг. Под рукой ничего более путного не нашлось. Полёт нормальный! ))

Когда грузишь, свиристенье силового транса пропадает. Нагрев снабберных резисторов тоже заметно снижается. Надо пробовать цвиркать. Вечером отпишу, что получилось.

зы: Посмотрел осциллограмму под нагрузкой 2 Ома. Меандр поднялся над нулевой линией на одну клетку, т.е. на 50 В. Снял нагрузку, сажусь осциллографом на выход - блин, не опустился меандр нижними полками на ноль, как было до этого! Чюдеса. Осциллограф вообще не трогал. Несколько раз включил-выключил аппарат - нижние полки выходного меандра теперь на уровне 50 В над нулём. Чюдеса...

Посмотри схему тут: http://www.rlocman.ru/forum/forumdisplay.php?f=32

_________________
Измерить, проанализировать, отремонтировать!

Посмотрел, спасибо за наводку! С наскоку, правда, не находится, надо заниматься... Но вроде в схеме на данный момент особой нужды нет, разве что на будущее.

И да, "Кайзеров" я уже знаю как минимум две разновидности: попадались несколько штук одноплатных (вертикально плата стоит), и вот впервые попался двуплатный, с самопитанием. На одноплатный аппарат (который полный мост с тороидом R68) схема ищется без проблем, но без управы - там она белым прямоугольником обозначена. А вот на двуплатную конфигурацию (видимо старшую по возрасту) ничего толком не находится, только фотки плат.

schabanow
Вот все что вам понадобится:
http://peredayka.com/download/4be4f2cfc ... d5df8.html

Вот какие заметки я сделал себе после первого ремонта такого инвертора:

Рассоеденить разъём J18 через который запитывается плата управления
от силового трансформатора. Замкнуть сетевые сглаживающие конденсаторы
(что бы они не накапливали заряд способный повредить силовые IGBT).
Удобно замкнуть выводы сетевого выпрямительного моста. Подключить
внешний источник питания к аноду D9. Увеличивать входное напряжение от 0 В;
при 13,5 В слышен слабый щелчок реле, при 16,4 В более сильный щелчок
(ток потребления 48 мА). Довести внешнее напряжение до 20 В, при этом ток
потребления около 50 мА. При таком запитывании напряжение на UC3844B
15 В, генерации нет, и на выводе 8 нет опорных +5 В.

Для включения генерации UC3844B нужно уменьшить внешнее напряжение
до 18 В. Кратковременно замкнуть вход и выход стабилизатора напряжения
U1 7815. Замкнуть можно проводом от тестера: острый конец поставить в
точку металлизации возле вывода 8 микросхемы LM393, а другим концом
кратковременно коснуться анода диода D9 или вывода "1" разъёмиа J1.
Это приводит к началу работы UC3844B. Появляются опорные +5 В и
генерация на выводе 6 UC3844B (частота ~65 кГц). Довести внешнее
напряжение до 20 В, ток потребления 185 мА.


Какая частота работы ШИМ в Вашем инверторе?

Gena2
Частота и формы сигналов указаны в "кратеньком фотоотчете" в предыдущей ссылке. Прямо на экране осциллографа (правый верхний угол экрана).

Сергей, я видел. Спросил у schabanow.

Большое спасибо за ответы!

Сергею - за схемы: это чётко то, что нужно. Всё сходится!
Геннадию - за методику запуска ШИМа от стороннего источника. Тоже думал-ломал голову, как её заставить запуститься без силы. Оказывается, всё решается элегантно и просто.

Остался один вопрос знатокам: почему аппарат, управа которого запитана от стороннего источника +24В, при поданной силе отказывается стартовать? Я последовательно включал питание управы, а потом подавал силу на входной выпрямитель. Видимо, всё дело в этом временнОм зазоре - нужно всё подавать одновременно? Другого объяснения не нахожу...

По частоте преобразования. На экране осциллографа наблюдаю период (от фронта до фронта) длительностью около 15 мкс. Стало быть,
1 / 15 * 10^-6 =~ 66 кГц.

Решил пропитать-запечь транс лаком МЛ-92, чтобы посмотреть, уйдёт ли свиристенье. Поэтому осциллограммы привести не могу, только местные виды на платы. Решил сфотографировать подробнее "причинные места", ибо в инете подробных, крупноплановых фоток пока не встречал. Буду рад, если кому-то это пригодится.

Общий вид платы управления


ТГР + драйвера ключей


ШИМ + LM393


7815 + трансформатор тока


Вход самопитания + выпрямитель


Выходные клеммы. Виден выпаянный 4n7 - без этой цепочки звон пропадает


Силовой дроссель: 13 витков шинкой 10 мм.кв; диам. оправки 20 мм; длина обмотки 75 мм


"Причина и следствие": возможная "причина" - вверху, "следствие" - внизу


Вероятный виновник торжества: резистор как резистор (R38)


То же, вид снизу


То же, вид снизу (вариант)

schabanow
Особой необходимости пропитывать трансформатор невижу. Лучше не будет ничего, а вот его охлаждение станет немного хуже - это точно.
Свист трансформатора, а также неуверенный запуск аппарата от штатного (220В) питания возможен по другой причине, а именно: треснутый конденсатор в частотозадающей цепи при ШИМе. Вот его заменить это будет очень полезно. Трескаются очень часто.
Кроме того, на неуверенный запуск влияет транзистор, который стоит по ножке 2 стабилизатора 7815 на землю, а также резистивный делитель в цепи базы этого транзистора. Об этом я писал раньше в ссылке.
Кроме того, есть немножко, на мой взгляд, более простой способ запитки управы от внешнего питания. При этом вообще аппарат "не касается" питающей сети 220В. Этот способ (аж два способа), вот здесь:
http://peredayka.com/download/5e3bb3dbb ... 9391c.html

Спасибо! Ct и Rt по даташиту на 3844 в моём случае получаются С15 и R20 (позиции по фотке выше): конденсатор от четвёртой ноги 3844 на землю, а резистор оттуда же на восьмую ногу 3844 (на опорку). На всякий случай заменю оба компонента!

Неуверенного запуска я не заметил, аппарат пускается вполне себе исправно и устойчиво. Вопрос у меня был (и остаётся) по запуску при СТОРОННЕМ питании управы. В этом случае аппарат не то что "неуверенно" стартует - он у меня не запускается вообще: щёлкает реле, включаются оба светодиода на передней панели, и - тишина. Возможно, дело в том, что я сначала включаю источник питания управы (при этом включаются светодиоды и щёлкает реле), а уже потом уже подаю силу. Наверное, это надо делать одновременно.

А зачем вам подавать силу вообще при запуске от внешнего питания? Сделайте так, как это описано в моих двух вариантах при последней ссылке. Сила при этом не нужна, а вот все сигналы просмотреть можно. При этом, на то, что горят оба сетодиода, обращать внимание не нужно. Белый будет гореть потому, что он увидел питание +24В, а желтый - потому, что он не видит напряжения на сварочных клемах. Он и будет гореть. Ключи то еще не установлены, а даже если и установлены, то сила (от 220В) ведь еще не подана.

Я понял насчёт безопасного запуска. Совершенно ясно, что так делать лучше и безопаснее во всех отношениях. Полностью согласен.