SMPS заваръчна инверторна верига

SMPS заваръчна инверторна верига

Ако търсите опция за подмяна на конвенционален заваръчен трансформатор, заваръчният инвертор е най-добрият избор. Заваръчният инвертор е удобен и работи с постоянен ток. Контролът на тока се поддържа чрез потенциометър.



От: Dhrubajyoti Biswas

Използване на топология с два превключвателя

При разработването на заваръчен инвертор приложих инвертор напред с два топологични ключа. Тук входното напрежение на линията преминава през EMI филтъра, като допълнително се изглажда с голям капацитет.





Тъй като импулсът на тока на включване има тенденция да бъде висок, се нуждае от наличието на схема за плавен старт. Тъй като превключването е включено и кондензаторите на първичния филтър се зареждат чрез резистори, мощността се нулира допълнително чрез включване на релето за включване.

В момента на превключване на захранването, IGBT транзисторите се използват и се прилагат допълнително чрез задвижващ трансформатор TR2 напред, последван от оформяне на веригата с помощта на регулатори IC 7812.



Използване на IC UC3844 за ШИМ контрол

Управляващата схема, използвана в този сценарий, е UC3844, която много прилича на UC3842 с ограничение на широчината на импулса до 50% и работна честота до 42 kHz.

Контролната верига черпи захранването от спомагателно захранване от 17V. Поради високите токове, обратната връзка за ток използва трансформатор Tr3.

Напрежението на сензорния регистър 4R7 / 2W е повече или по-малко равно на текущия изход. Изходният ток може да бъде допълнително контролиран от потенциометър P1. Неговата функция е да измерва праговата точка на обратната връзка и праговото напрежение на щифт 3 на UC3844 е 1V.

Един важен аспект на силовия полупроводник е, че той се нуждае от охлаждане и по-голямата част от генерираната топлина се изтласква в изходните диоди.

Горният диод, който се състои от 2x DSEI60-06A, трябва да има капацитет за справяне с тока при средно 50A и загуба до 80W.

Долният диод, т.е. STTH200L06TV1, също трябва да има среден ток от 100A и загуба до 120W. От друга страна, общата максимална загуба на вторичния токоизправител е 140W. Изходният дросел L1 е допълнително свързан с отрицателната шина.

Това е добър сценарий, тъй като радиаторът е блокиран от високочестотно напрежение. Друга възможност е да се използват диоди FES16JT или MUR1560.

Важно е обаче да се има предвид, че максималният токов поток на долния диод е два пъти по-голям от тока на този на горния диод.

Изчисляване на загубата на IGBT

Всъщност изчисляването на загубата на IGBT е сложна процедура, тъй като освен кондуктивните загуби превключването на загубите е друг фактор.

Също така всеки транзистор губи около 50W. Изправителният мост също губи мощност до 30W и е поставен на същия радиатор като IGBT заедно с диод за нулиране UG5JT.

Също така има възможност да замените UG5JT с FES16JT или MUR1560. Загубата на мощност на нулиращите диоди също зависи от начина на конструиране на Tr1, макар че загубата е по-малка в сравнение със загубата на мощност от IGBT. Изправителният мост също отчита загуба на мощност от около 30W.

Освен това при подготовката на системата е важно да запомните да мащабирате максималния коефициент на натоварване на заваръчния инвертор. Въз основа на измерването можете да сте готови да изберете правилния размер на намотката, радиатора и т.н.

Друг добър вариант е да добавите вентилатор, тъй като това ще поддържа проверка на топлината.

Електрическа схема

Подробности за намотката на трансформатора

Превключващият трансформатор Tr1 е намотан с две феритни EE сърцевини и двамата имат централна колонна секция от 16x20mm.

Следователно общото напречно сечение се изчислява на 16x40mm. Трябва да се внимава да не остане въздушна междина в зоната на сърцевината.

Добър вариант би бил да се използва първична намотка от 20 завъртания, като се навие с 14 проводника с диаметър 0,5 mm.

Вторичната намотка от друга страна има шест медни ленти с размери 36x0,55 mm. Трансформаторът Tr2 с предно задвижване, който е проектиран с ниска разсейваща се индуктивност, следва трифиларна процедура за навиване с три усукани изолирани жици с диаметър 0,3 mm и намотки от 14 навивки.

Сърцевинната секция е направена от H22 със среден диаметър на колоната 16 мм и не оставя празнини.

Токовият трансформатор Tr3 е направен от дросели за потискане на EMI. Докато първичният има само 1 завой, вторичният е ранен със 75 завъртания от 0,4 mm тел.

Един важен въпрос е да се запази полярността на намотките. Докато L1 има феритна ЕЕ сърцевина, средната колона има напречно сечение 16x20mm, като има 11 завъртания на медна лента от 36x0.5mm.

Освен това общата въздушна междина и магнитната верига са настроени на 10 mm и нейната индуктивност е 12uH cca.

Обратната връзка с напрежението всъщност не пречи на заваряването, но със сигурност влияе върху консумацията и загубата на топлина, когато сте в режим на празен ход. Използването на обратна връзка за напрежение е доста важно поради високото напрежение около 1000V.

Освен това, ШИМ контролерът работи при максимален работен цикъл, което увеличава степента на консумация на енергия, а също и отоплителните компоненти.

310V DC може да бъде извлечен от мрежата 220V след ректификация чрез мостова мрежа и филтриране през няколко електролитни кондензатора 10uF / 400V.

Захранването 12V може да се получи от готов адаптер 12V или да се изгради у дома с помощта на предоставената информация тук :

Алуминиева заваръчна верига

Това искане ми беше изпратено от един от посветените читатели на този блог, г-н Хосе. Ето подробности за изискването:

Моят заваръчен апарат Fronius-TP1400 е напълно функционален и нямам интерес да променя конфигурацията му. Тази машина, която има възраст, е първото поколение инверторни машини.

Това е основно устройство за заваряване с електрод с покритие (MMA заваряване) или газ от волфрамова дъга (TIG заваряване). Превключвателят позволява избора.

Това устройство осигурява само постоянен ток, това е много подходящо за голям брой метали, които трябва да бъдат заварени.

Има няколко метала като алуминий, че поради неговата бърза корозия в контакт с околната среда е необходимо да се използва пулсиращ променлив ток (квадратна вълна 100 до 300 Hz), което улеснява елиминирането на корозията в цикли с обърната полярност и завъртане на топене в циклите на директна полярност.

Съществува убеждението, че алуминият не се окислява, но е неправилно, това, което се случва, е, че в нулевия момент, в който той получи контакт с въздуха, се получава тънък слой на окисляване и който от този момент нататък го запазва от следващото следващо окисление. Този тънък слой усложнява работата при заваряване, затова се използва променлив ток.

Моето желание е да направя устройство, което да бъде свързано между клемите на моята машина за заваряване с постоянен ток и горелката, за да получи този променлив ток в горелката.

Това е мястото, където имам затруднения в момента на изграждането на това преобразуващо устройство CC към AC. Обичам електрониката, но не съм експерт.

Така че разбирам теорията перфектно, разглеждам HIP4080 IC или подобен лист с данни, виждайки, че е възможно да го приложа към моя проект.

Но голямата ми трудност е, че не правя необходимите изчисления на стойностите на компонентите. Може би има някаква схема, която може да бъде приложена или адаптирана, не я намирам в интернет и не знам къде да търся, затова моля за вашата помощ.

Дизайнът

За да се гарантира, че процесът на заваряване е в състояние да елиминира окислената повърхност на алуминий и да наложи ефективно заваръчно съединение, съществуващата заваръчна пръчка и алуминиевата плоча могат да бъдат интегрирани с пълен етап на мост, както е показано по-долу:

заваряване на алуминий чрез елиминиране на окисляването

Rt, Ct могат да бъдат изчислени с известни проби и грешки, за да се получат мосфетите, осцилиращи на всяка честота между 100 и 500Hz. За точната формула, към която бихте могли да се обърнете тази статия .

Входът 15V може да се доставя от всеки адаптер 12V или 15V AC към DC.




Предишен: Променлива верига на контролера за интензивност на LED Напред: SMPS верига за трансформатор на халогенни лампи