Nach allem, was ich jetzt weiß hätte ich es vielleicht folgendermaßen probiert, wenn ich es gleich gewusst hätte:




Die Schaltung erfordert so zwei dicke Ferritkerne aus Computer-Netzteilen. Die sind auch für den richtigen Frequenzbereich. Man kann sich natürlich auch dumm und dämlich zahlen für zwei riesige Amidon gelb-weiss Ringkerne.Eventuell kann man eine sehr dicke Sekundär-Wandler-Drossel aus dem Schaltnetzteil für die 100A Drossel umwickeln.Und den Trafo-Kern für die Hochspannungserzeugung verwenden. Die 100A Drossel hat die Aufgabe, zu verhindern, dass die Hochspannungsimpulse durch die IGBT-Spannungsversorgung kurzgeschlossen werden, oder durch die Transienten-Suppression am Eingang der Schaltung kurzgeschlossen werden. Denn die Transienten-Impulse die wir am Ausgang haben wollen, dürfen ja nicht auf den Inverter durchschlagen, da sie dort wahrscheinlich die Gleichrichter zerstören würden. Und wenn nicht, dann wären sie jedenfalls wirkungslos versackt. Ich habe mal „10 Windungen“ in den Schaltplan eingetragen, denn, wenn man keine Anzapfung hat, schafft man vielleicht ein paar mehr. Diese müssen gut isoliert werden, da am einen Ende ja mehrere 1000Volt liegen sollen beim Impuls und am anderen Ende nur 60Volt. Nicht dass die Funken schon hier überspringen zwischen den beiden Enden der Spule. Andererseits braucht die Spule nicht aus Hochfrequenz-Litze gewickelt zu werden, da ja eigentlich nur konstanter Schweiss-Strom dadurch fliessen soll, kein Wechselstrom, oder höchstens 50 Hz. Hochfrequenz-Widerstand durch Skin-Effekt wäre da ja eher günstig.

Die Spannung für den IGBT wird gleichgerichtet, so, dass man auch mit Wechselstrom schweissen kann und das Tastverhältnis des Schweiss-Stroms aus dem Inverter nicht durch den dicken Kondensator untergraben wird. Andererseits hat man so gleich einen Spitzenwert von 130Volt eingangsseitig am Trafo,so dass das Rauftransformieren leichter fällt. Man darf sich aber keine Illusionen machen, dass man dabei mit kleinen Leistungen auskäme. Erstens hätte der prasselnde Funke vermutlich selbst bis zu 10 oder 20 Watt, zweitens muß man mit großen Verlusten rechnen, bis der Hochspannungsimpuls an der Schweissspitze angekommen ist. Auch mit 10 Windungen ist die 100A Drossel für einen 10uSek-Impuls scheinwiederstandsmäßig sicher sehr niederohmig und viel mehr als 10 Windungen wird man nicht draufmachen können, weil für den dicken Draht sonst kein Platz ist oder der Kern in die Sättigung käme, was sowieso ohne Rechnung oder Messung nicht ganz auszuschliessen ist bei 100 Ampere. Ich habe also damit gerechnet, dass die Schaltung mit dem IGBT bis zu 1 Ampere Strom aufnehmen könnte. Vor noch viel größeren Strömen könnte ein niederohmiger Drahtwiderstand in Reihe mit dem 3A/200V Gleichrichter schützen (besser 3A 400V). Für die 16 Volt Versorgung und das Gate-Signal gilt dasselbe wie in der von mir tatsächlich gebauten Schaltung.

Was die 100A Drossel betrifft, so ist fraglich, wie der Ausgang des Inverters auf diese Beschaltung reagieren würde. Da er Spannungspulse liefert, könnte nach dem Abschalten des Impulses bei starkem Strom eingangsseitig eine negative Freilaufspannung an dieser beträchtlichen Induktivität entstehen, so, dass man vielleicht noch eine Schottky-Diode als Freilauf bzw. Wandler-Diode brauchen würde. Also Anode an Masse und Katode an die Eingangsspannung. Wenn die dann nicht im Verpolungsfalle direkt kaputt gehen soll, muß sie also eine Zeitlang 100A vertragen. Sonst reichen vielleicht 30A/200V. Mit dieser Diode wäre dann allerdings nichts mehr mit Wechselstrom-Schweissen aus dem Trafo,in welchem Falle man sie allerdings auch nicht braucht.

Um die 130Volt von der Schweiss-Spannung zu trennen, andererseits aber die Hochspannungsimpulse durchzulassen ist ein Hochpass erforderlich. Dieser Kondensator liegt mit einem Ende auf festem Gleichspanungspotential am dicken Elko auf 130Volt, am anderen Ende liegt er an den Spannungsimpulsen vom Inverter und vom Lichtbogen/Kurzschluss, das heisst, dass er bei relativ hoher Frequenz an einer sehr niederohmig dargebotenen Wechselspannung liegt. Er wird ständig mit extremen Strömen ge- und entladen. Hinzu kommen die Hochspannungsimpulse, die aber wohl bei dieser Kapazität nicht mehr so starke Spannungsänderungen hervorrufen.(?) Ich würde dafür den impulsfestesten Kondensator nehmen, den ich kriegen kann, vielleicht so einen X-Kondensator aus einem Netzteil, oder mehrere davon parallel.

Der Trafo am IGBT kann aber wohl doch mit etwas dünnerem Draht gewickelt werden, da er ja nur noch für die Wandlung zuständig ist, nicht dafür, den ganzen Schweiss-Strom durchzulassen. Deshalb habe ich mal die doppelte Windungszahl eingetragen. Ich denke, dass damit die Güte dieser Induktivität beträchtlich steigt und die verschiedenen Leistungs-Verluste geringer werden. Diese Wicklung würde ich mit dicker HF-Litze durchführen.

Für die 100A-Drossel würde ich ca10 dicke Kupferlackdrähte parallel verwickeln, da man ja ganz dickes Material nicht wickeln kann, und jedes Bündel mit temperaturfestem Klebeband isolieren.

Aber es könnte natürlich sein, dass das Ganze am Ende auch aus irgendeinem Grund nicht so funktioniert....

Nachtrag: Wenn man einen richtig dicken Ferritkern kriegt könnte man auf die 100A-Drossel vielleicht noch eine dünnere zweite von der ersten isolierte Wicklung aufbringen zum Einkoppeln der Hochspannung und würde so den Koppelkondensator und den zweiten Ferritklotz einsparen. Dann müsste man aber am Eingang ziemlich gründlich dafür sorgen, dass keine Spannungsspitzen entwischen und den teuren Inverter schrotten. Und das Ferrit müßte auch bei 100A noch fern der Sättigung sein.

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