Funktionsbeschreibung der einphasigen Plasma-Stromquelle 200–240 V

Bei CSA-Modellen fließt der Wechselstrom (AC)-strom über den Netzschalter (S1) in das Gerät. Bei CE/CCC-Modellen wird der AC-Strom zuerst über die Elektromagnetische Interferenz (EMI)-Platine (PCB2) geleitet, bevor er den Netzschalter erreicht. Der AC-Strom fließt dann weiter vom Netzschalter zur Eingangsdiodenbrücke (D6). Die Spannung aus der Diodenbrücke versorgt den Blindleistungskompensation (Power Factor Correction, PFC)-Hochsetzer, der am Bus eine Nennspannung von 400 VDC liefert. Die Busleitungen versorgen dann den Inverter (Wechselrichter) und den Sperrwandler (Gleichstrom (DC)-DC-Wandler) auf der Leistungsplatine (PCB3) mit Spannung und Strom. Die Leistungsplatine ist auch für Rauschunterdrückung und Störspitzenschutz verantwortlich. Ein weicher Stromanstieg („Soft-Start“) wird durch den Widerstand der Leistungsplatine und die Relais erzielt.

Der PFC-Hochsetzsteller besteht aus einem bipolaren Transistor mit isoliertem Gate (IGBTQ2), einer PFC-Drossel (Blindleistungskompensation) und dem Steuerkreis. Er erzeugt eine Busspannung von 400 VDC bei einer AC-Eingangsspannung von 200–240 VAC.

Der Inverter besteht aus einem Dual-Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT)-Paket (Q1), dem Leistungstransformator, einem Ausgangsstromsensor und dem Steuerkreis. Der Inverter ist als pulsbreitenmodulierte Halbbrückenschaltung ausgeführt, die einen Trenntransformator ansteuert. Die Ausgangsspannung des Trenntransformators wird durch die Ausgangsbrücke (Q10) gleichgerichtet.

Die Ausgangsschaltung besteht aus zwei auf der Leistungs-Platine (PCB) befindlichen Stromsensoren, dem Pilotlichtbogen-IGBT (im Modul Q10) und der Ausgangsdrossel.

Der Digitaler Signalprozessor (DSP) der Leistungs-Platine überwacht und regelt den Betrieb und die Sicherheitsstromkreise des Geräts. Mit dem Einstellknopf auf der Anzeige-Platine (PCB1) wird der Ausgangsstrom auf den gewünschten Wert zwischen 9–45 A eingestellt. Das Gerät vergleicht den Sollwert mit dem Ausgangsstrom, indem es die Stromsensoren überwacht und die Pulsbreitenmodulation jedes Inverter-IGBTs (Q1) anpasst. Eine Auslösespule am Netzschalter sorgt für Überspannungsschutz.