SMPS metināšanas invertora shēma

Ja jūs meklējat iespēju nomainīt parasto metināšanas transformatoru, metināšanas invertors ir labākā izvēle. Metināšanas invertors ir ērts un darbojas ar līdzstrāvu. Pašreizējā vadība tiek uzturēta caur potenciometru.

Autors: Dhrubajyoti Biswas

Izmantojot divu slēdžu topoloģiju

Izstrādājot metināšanas invertoru, es pielietoju invertoru uz priekšu ar diviem slēdžu topoloģiju. Šeit ieejas līnijas spriegums šķērso EMI filtru, turpinot izlīdzināt ar lielu jaudu.

Tomēr, tā kā ieslēgšanas strāvas impulss mēdz būt augsts, ir nepieciešama mīkstās palaišanas ķēdes klātbūtne. Tā kā komutācija ir IESLĒGTA un primārā filtra kondensatori uzlādējas caur rezistoriem, jauda tiek vēl vairāk nulle, ieslēdzot releju.

Brīdī, kad strāva tiek pārslēgta, IGBT tranzistori tiek izmantoti un tālāk tiek izmantoti, izmantojot TR2 priekšējo vārtu piedziņas transformatoru, kam seko ķēdes veidošana ar IC 7812 regulatoru palīdzību.

IC UC3844 izmantošana PWM kontrolei

Šajā scenārijā izmantotā vadības ķēde ir UC3844, kas ir ļoti līdzīga UC3842 ar impulsa platuma ierobežojumu līdz 50% un darba frekvenci līdz 42 kHz.

Vadības ķēde piesaista jaudu no 17 V papildu barošanas avota. Lielu strāvu dēļ pašreizējā atgriezeniskā saite izmanto Tr3 transformatoru.

4R7 / 2W sensora reģistra spriegums ir vairāk vai mazāk vienāds ar pašreizējo izeju. Izejas strāvu var tālāk kontrolēt ar P1 potenciometru. Tās funkcija ir izmērīt atgriezeniskās saites sliekšņa punktu un UC3844 3. kontakta sliekšņa spriegums ir 1 V.

Viens svarīgs jaudas pusvadītāja aspekts ir tas, ka tam nepieciešama dzesēšana un lielākā daļa saražotā siltuma tiek izstumta izejas diodēs.

Augšējam diodam, kas sastāv no 2x DSEI60-06A, jābūt spējīgam apstrādāt strāvu vidēji ar 50A un zudumu līdz 80W.

Zemākajam diodem, t.i., STTH200L06TV1 vajadzētu būt arī vidējai strāvai 100A un zudumam līdz 120W. No otras puses, sekundārā taisngrieža kopējie maksimālie zaudējumi ir 140 W. L1 izejas droseli tālāk savieno ar negatīvo sliedi.

Tas ir labs scenārijs, jo siltuma izlietnei ir liegts augstfrekvences spriegums. Vēl viena iespēja ir izmantot diodes FES16JT vai MUR1560.

Tomēr ir svarīgi ņemt vērā, ka apakšējā diodes maksimālā strāvas plūsma ir divreiz lielāka par augšējā diodes strāvu.

IGBT zaudējumu aprēķināšana

Faktiski IGBT zaudējumu aprēķināšana ir sarežģīta procedūra, jo papildus vadošajiem zaudējumiem vēl viens faktors ir arī pārslēgšanās zudums.

Arī katrs tranzistors zaudē aptuveni 50W. Taisngrieža tilts arī zaudē jaudu līdz 30 W, un tas tiek novietots uz tās pašas siltuma izlietnes kā IGBT kopā ar UG5JT atiestatīšanas diode.

Ir arī iespēja nomainīt UG5JT ar FES16JT vai MUR1560. Atiestatīšanas diodes jaudas zudums ir atkarīgs arī no Tr1 uzbūves veida, lai gan zaudējumi ir mazāki nekā IGBT enerģijas zudumi. Taisngrieža tilts rada arī enerģijas zudumu aptuveni 30 W.

Sagatavojot sistēmu, ir svarīgi atcerēties arī metināšanas invertora maksimālo slodzes koeficienta mērogu. Pamatojoties uz mērījumu, jūs varat būt gatavs izvēlēties pareizo tinuma mērierīces, siltuma izlietnes utt.

Vēl viena laba iespēja ir pievienot ventilatoru, jo tas kontrolēs siltumu.

Ķēdes shēma

Informācija par transformatora tinumu

Tr1 komutācijas transformators ir ievainots ar diviem ferīta EE kodoliem, un abiem tiem ir 16x20 mm centrālā kolonnas daļa.

Tāpēc kopējais šķērsgriezums tiek aprēķināts līdz 16x40mm. Jāuzmanās, lai kodola zonā neatstātu gaisa spraugu.

Laba iespēja būtu izmantot 20 pagriezienu primāro tinumu, to savijot ar 14 0,5 mm diametra vadiem.

No otras puses, sekundārajā tinumā ir sešas vara sloksnes 36x0,55mm. Transformators uz priekšu Tr2, kas paredzēts zemai klaiņojošai induktivitātei, veic trīspilnu tinumu procedūru ar trim savītiem izolētiem vadiem ar 0,3 mm diametru un tinumiem ar 14 pagriezieniem.

Kodola daļa ir izgatavota no H22 ar vidējo kolonnas diametru 16 mm un neatstājot atstarpes.

Strāvas transformators Tr3 ir izgatavots no EMI slāpēšanas droselēm. Kamēr primārajam ir tikai 1 pagrieziens, sekundārais tiek ievainots ar 75 apgriezieniem 0,4 mm stiepli.

Viens svarīgs jautājums ir saglabāt tinumu polaritāti. Kamēr L1 ir ferīta EE serde, vidējās kolonnas šķērsgriezums ir 16x20mm ar 11 vara sloksnes pagriezieniem 36x0,5mm.

Turklāt kopējā gaisa sprauga un magnētiskā ķēde ir iestatīta uz 10 mm, un tās induktivitāte ir 12 uH cca.

Sprieguma atgriezeniskā saite faktiski neapgrūtina metināšanu, bet tas noteikti ietekmē patēriņu un siltuma zudumus, darbojoties tukšgaitā. Sprieguma atgriezeniskās saites izmantošana ir diezgan svarīga, jo augsts spriegums ir aptuveni 1000 V.

Turklāt PWM kontrolieris darbojas ar maksimālo darba ciklu, kas palielina enerģijas patēriņu un arī apkures komponentus.

310 V līdzstrāvu varēja izvadīt no tīkla 220V pēc tam, kad tas tika izvadīts caur tilta tīklu un filtrēts caur pāris 10uF / 400V elektrolītiskajiem kondensatoriem.

12 V barošanas avotu var iegūt no gatavā 12 V adaptera bloka vai uzbūvēt mājās, izmantojot sniegto informāciju šeit :

Alumīnija metināšanas ķēde

Šo pieprasījumu man iesniedza viens no veltītajiem šī emuāra lasītājiem Hosē kungs. Šeit ir sīkāka informācija par prasību:

Mana metināšanas mašīna Fronius-TP1400 ir pilnībā funkcionāla, un man nav intereses mainīt tās konfigurāciju. Šī mašīna, kurai ir vecums, ir pirmās paaudzes invertora mašīnas.

Tā ir pamata ierīce metināšanai ar pārklātu elektrodu (MMA metināšana) vai volframa loka gāzi (TIG metināšana). Slēdzis ļauj izvēlēties.

Šī ierīce nodrošina tikai līdzstrāvu, tas ir ļoti piemērots lielam skaitam metināmu metālu.

Ir daži metāli, piemēram, alumīnijs, kura ātrās korozijas dēļ, nonākot saskarē ar vidi, ir jāizmanto pulsējoša maiņstrāva (kvadrātveida viļņi no 100 līdz 300 Hz), kas atvieglo korozijas novēršanu ciklos ar apgrieztu polaritāti un pagriež kušana tiešās polaritātes ciklos.

Pastāv uzskats, ka alumīnijs neoksidējas, bet tas ir nepareizi. Notiek tā, ka nulles brīdī, kad tas nonāk saskarē ar gaisu, rodas plāns oksidēšanās slānis un kas no tā brīža to saglabā no nākamās nākamās oksidēšanās. Šis plānais slānis sarežģī metināšanas darbu, tāpēc tiek izmantota maiņstrāva.

Mana vēlme ir izveidot ierīci, kas to savieno starp manas līdzstrāvas metināšanas iekārtas spailēm un lāpu, lai iegūtu šo maiņstrāvu lāpā.

Tieši šeit man ir grūtības, veidojot šo CC uz AC pārveidotāju. Esmu iecienījis elektroniku, bet ne eksperts.

Tāpēc es lieliski saprotu teoriju, es skatos uz HIP4080 IC vai līdzīgu datu lapu, redzot, ka to ir iespējams piemērot savam projektam.

Bet man ir lielas grūtības, ka es neveicu nepieciešamo komponentu vērtību aprēķināšanu. Varbūt ir kāda shēma, kuru var piemērot vai pielāgot, es to neatrodu internetā un nezinu, kur meklēt, tāpēc es lūdzu jūsu palīdzību.

Dizains

Lai nodrošinātu, ka metināšanas process spēj novērst alumīnija oksidēto virsmu un nodrošināt efektīvu metināšanas savienojumu, esošo metināšanas stieni un alumīnija plāksni var integrēt ar pilnu tilta vadītāja pakāpi, kā parādīts zemāk:

Rt, Ct varētu aprēķināt ar zināmu izmēģinājumu un kļūdu, lai panāktu, ka mosfeti svārstās jebkurā frekvencē no 100 līdz 500Hz. Precīzu formulu, uz kuru jūs varētu atsaukties Šis raksts .

15V ieeju var piegādāt no jebkura 12V vai 15V maiņstrāvas līdz līdzstrāvas adaptera.