نقد و بررسی برد درایور IGBT در دستگاه جوش 500 آمپر
برد درایور IGBT در دستگاههای جوش 500 آمپر یکی از حساسترین و حیاتیترین بخشهای مدار قدرت است. این برد وظیفه دارد سیگنالهای کنترلی PWM را از مدار کنترل دریافت کرده و آنها را با توان مناسب به گیت IGBTها منتقل کند تا سوئیچینگ قدرت بهدرستی انجام شود.
در دستگاههای 500 آمپر به دلیل جریان و توان بسیار بالا، کیفیت و طراحی برد درایور اهمیت دوچندان دارد.
وظایف اصلی برد درایور
• تقویت سیگنال PWM
• ایزولاسیون بین مدار کنترل و قدرت
• تولید پالس گیت مناسب برای IGBT
• ایجاد Dead Time بین سوئیچها
• حفاظت از IGBT در برابر شرایط خطرناک
در واقع این برد رابط بین برد کنترل و بخش قدرت دستگاه جوش است.
بخشهای اصلی برد درایور
آیسی درایور
معمولاً از آیسیهایی مانند:
- IR2110
- IR2113
- HCPL3120
- TLP250
- TLP350
استفاده میشود.
وظیفه آنها تقویت پالس PWM و اعمال آن به گیت IGBT است.
ترانس درایور (Pulse Transformer)
در بسیاری از دستگاههای جوش 500 آمپر از ترانس درایور استفاده میشود تا:
- ایزولاسیون ایجاد کند
- پالس متقارن به چند IGBT منتقل کند
مقاومتهای گیت
معمولاً بین:
5Ω تا 33Ω
هستند و وظیفه دارند:
- سرعت سوئیچینگ را کنترل کنند
- از نوسان گیت جلوگیری کنند
دیودهای سریع
برای:
- تخلیه سریع گیت
- جلوگیری از نوسان
خازنهای فیلتر
معمولاً:
- 1µF
- 4.7µF
- 10µF
برای پایدار کردن تغذیه درایور استفاده میشوند.
مزایای برد درایور استاندارد
پالس گیت پایدار
پالس صحیح باعث میشود IGBT:
- کامل روشن شود
- کامل خاموش شود
در نتیجه تلفات کم میشود.
افزایش عمر IGBT
درایو مناسب باعث کاهش:
- گرما
- سوئیچ ناقص
میشود.
کاهش نویز
برد درایور خوب باعث کاهش نویز EMI میشود.
معایب بردهای ضعیف
در دستگاههای ارزان 500 آمپر معمولاً مشکلات زیر دیده میشود:
پالس نامتقارن
باعث میشود:
یک IGBT بیشتر کار کند و بسوزد.
تغذیه ضعیف درایور
افت ولتاژ گیت باعث:
- نیمه روشن شدن IGBT
- داغ شدن شدید
میشود.
طراحی PCB ضعیف
مسیرهای طولانی گیت باعث:
- نویز
- ناپایداری سوئیچینگ
میشود.
ایزولاسیون ضعیف
میتواند باعث آسیب به:
- آیسی کنترل
- مدار PWM
شود.
خرابیهای رایج برد درایور
سوختن آیسی درایور
به دلیل:
- اتصال IGBT
- ولتاژ برگشتی
خراب شدن ترانس درایور
علائم:
- پالس ناقص
- تقارن خراب
تغییر مقدار مقاومت گیت
باعث:
- سوئیچینگ نامتعادل
- خشک شدن خازن تغذیه
باعث:
- ریست شدن درایور
- نوسان پالس
- لحیم سرد
در اثر:
- گرما
- لرزش دستگاه
- علائم خرابی برد درایور در دستگاه 500 آمپر
• ترکیدن مکرر IGBT
• جوش ناپایدار
• صدای غیرعادی ترانس
• روشن شدن دستگاه بدون خروجی
• داغ شدن سریع IGBT
• سوختن فیوز ورودی
تست حرفهای برد درایور
قبل از نصب IGBT حتماً باید این تستها انجام شود.
تست ولتاژ تغذیه درایور
معمولاً:
12V تا 18V
باید پایدار باشد.
- تست پالس گیت با اسیلوسکوپ
پالس باید:
- مربعی
- متقارن
- بدون نویز
باشد.
دامنه معمول:
10V تا 15V تست Dead Time
نباید دو IGBT همزمان روشن شوند.
تست ترانس درایور
خروجی دو طرف باید:
کاملاً مشابه باشد.
نکات مهم هنگام تعمیر
در دستگاههای 500 آمپر چند نکته حیاتی وجود دارد:
اول درایور را تعمیر کنید
نه اینکه مستقیم IGBT عوض کنید.
مقاومت گیت همیشه تعویض شود
هزینه کم ولی تاثیر زیاد دارد.
خازن تغذیه درایور تعویض شود
خصوصاً:
4.7µF
10µF
بررسی کامل اسنابر
خرابی اسنابر قاتل IGBT است.
اولین روشن کردن با لامپ سری
این کار از ترکیدن دوباره IGBT جلوگیری میکند.
مشکل رایج در دستگاههای 500 آمپر بازار
خیلی از دستگاههای چینی:
- درایور ضعیف
- PCB نازک
- قطعات ارزان
دارند.
به همین دلیل:
IGBT مرتب میترکد.
جمعبندی
برد درایور IGBT در دستگاه جوش 500 آمپر مغز کنترل بخش قدرت محسوب میشود.
اگر این برد:
- پالس صحیح
- تغذیه پایدار
- تقارن مناسب
نداشته باشد، حتی بهترین IGBT هم خیلی سریع میسوزد.
به همین دلیل در تعمیرات حرفهای دستگاه جوش، اولین جایی که باید بررسی شود برد درایور است نه IGBT .
برای خرید این محصول و محصولات دیگر به سایت جوش و برش مقدم مراجعه کنید.