Вашему вниманию представлена схема сварочного инвертора, который вы можете собрать своими руками. Максимальный потребляемый ток - 32 ампера, 220 вольт. Ток сварки - около 250 ампер, что позволяет без проблем варить электродом 5-кой, длина дуги 1 см, переходящим больше 1 см в низкотемпературную плазму. КПД источника на уровне магазинных, а может и лучше (имеется в виду инверторные).
На рисунке 1 приведена схема блока питания для сварочного.
Рис.1 Принципиальная схема блока питания
Трансформатор намотан на феррите Ш7х7 или 8х8
Первичка имеет 100 витков провода ПЭВ 0.3мм
Вторичка 2 имеет 15 витков провода ПЭВ 1мм
Вторичка 3 имеет 15 витков ПЭВ 0.2мм
Вторичка 4 и 5 по 20 витков провода ПЭВ 0.35мм
Все обмотки необходимо мотать во всю ширину каркаса, это дает ощутимо более стабильное напряжение.
Рис.2 Принципиальная схема сварочного инвертора
На рисунке 2 - схема сварочника. Частота - 41 кГц, но можно попробовать и 55 кГц. Трансформатор на 55кгц тогда 9 витков на 3 витка, для увеличения ПВ трансформатора.
Трансформатор на 41кгц - два комплекта Ш20х28 2000нм, зазор 0.05мм, газета прокладка, 12вит х 4вит, 10кв мм х 30 кв мм, медной лентой (жесть) в бумаге. Обмотки трансформатора сделаны из медной жести толщиной 0.25 мм шириной 40мм обернутые для изоляции в бумагу от кассового аппарата. Вторичка делается из трех слоев жести (бутерброд) разделенных между собой фторопластовой лентой, для изоляции между собой, для лучшей проводимости высоко- частотных токов, контактные концы вторички на выходе трансформатора спаяны вместе.
Дроссель L2 намотан на сердечнике Ш20х28, феррит 2000нм, 5 витков, 25 кв.мм, зазор 0.15 - 0.5мм (два слоя бумаги от принтера). Токовый трансформатор – датчик тока два кольца К30х18х7 первичка продетый провод через кольцо, вторичка 85 витков провод толщиной 0.5мм.
Сборка сварочного
Намотка трансформатора
Намотку трансформатора нужно делать с помощью медной жести толщиной 0.3мм и шириной 40мм, ее нужно обернуть термобумагой от кассового аппарата толщиной 0.05мм, эта бумага прочная и не так рвется как обычная при намотке трансформатора.
Вы скажите, а почему не намотать обычным толстым проводом, а нельзя потому что этот трансформатор работает на высокочастотных токах и эти токи вытесняются на поверхность проводника и середину толстого провода не задействует, что приводит к нагреву, называется это явление Скин эффект!
И с ним надо бороться, просто надо делать проводник с большой поверхностью, вот тонкая медная жесть этим и обладает она имеет большую поверхность по которой идет ток, а вторичная обмотка должна состоять из бутерброда трех медных лент разделенных фторопластовой пленкой, она тоньше и обернуты все эти слои в термобумагу. Эта бумага обладает свойством темнеть при нагреве, нам это не надо и плохо, от этого не будет пускай так и останется главное, что не рвется.
Можно намотать обмотки проводом ПЭВ сечением 0.5…0.7мм состоящих из нескольких десятков жил, но это хуже, так как провода круглые и состыкуются между собой с воздушными зазорами, которые замедляют теплообмен и имеют меньшую общую площадь сечения проводов вместе взятых в сравнении с жестью на 30%, которая может влезть окна ферритового сердечника.
У трансформатора греется не феррит, а обмотка поэтому нужно следовать этим рекомендациям.
Трансформатор и вся конструкция должны обдуваться внутри корпуса вентилятором на 220 вольт 0.13 ампера или больше.
Конструкция
Для охлаждения всех мощных компонентов хорошо использовать радиаторы с вентиляторами от старых компьютеров Pentium 4 и Athlon 64. Мне эти радиаторы достались из компьютерного магазина делающего модернизацию, всего по 3…4$ за штуку.
Силовой косой мост нужно делать на двух таких радиаторах, верхняя часть моста на одном, нижняя часть на другом. Прикрутить на эти радиаторы диоды моста HFA30 и HFA25 через слюдяную прокладку. IRG4PC50W нужно прикручивать без слюды через теплопроводящую пасту КТП8.
Выводы диодов и транзисторов нужно прикрутить на встречу друг другу на обоих радиаторах, а между выводами и двумя радиаторами вставить плату, соединяющею цепи питания 300вольт с деталями моста.
На схеме не указано нужно на эту плату в питание 300V припаять 12…14 штук конденсаторов по 0.15мк 630 вольт. Это нужно, чтобы выбросы трансформатора уходили в цепь питания, ликвидируя резонансные выбросы тока силовых ключей от трансформатора.
Остальная часть моста соединяется между собой навесным монтажом проводниками не большой длины.
Ещё на схеме показаны снабберы, в них есть конденсаторы С15 С16 они должны быть марки К78-2 или СВВ-81. Всякий мусор туда ставить нельзя, так как снабберы выполняют важную роль:
первая - они глушат резонансные выбросы трансформатора
вторая - они значительно уменьшают потери IGBT при выключении так как IGBT открываются быстро, а вот закрываются гораздо медленнее и во время закрытия емкость С15 и С16 заряжается через диод VD32 VD31 дольше чем время закрытия IGBT, то есть этот снаббер перехватывает всю мощь на себя не давая выделяться теплу на ключе IGBT в три раза чем было бы без него.
Когда IGBT быстро открываются, то через резисторы R24 R25 снабберы плавно разряжаются и основная мощь выделяется на этих резисторах.
Настройка
Подать питание на ШИМ 15вольт и хотя бы на один вентилятор для разряда емкости С6 контролирующую время срабатывания реле.
Реле К1 нужно для замыкания резистора R11, после того, когда зарядятся конденсаторы С9…12 через резистор R11 который уменьшает всплеск тока при включении сварочного в сеть 220вольт.
Без резистора R11 на прямую, при включении получился бы большой БАХ во время зарядки емкости 3000мк 400V, для этого эта мера и нужна.
Проверить срабатывание реле замыкающие резистор R11 через 2…10 секунд после подачи питания на плату ШИМ.
Проверить плату ШИМ на присутствие прямоугольных импульсов идущих к оптронам HCPL3120 после срабатывания обоих реле К1 и К2.
Ширина импульсов должна быть шириной относительно нулевой паузе 44% нулевая 66%
Проверить драйвера на оптронах и усилителях ведущих прямоугольный сигнал амплитудой 15вольт убедится в том, что напряжение на IGBT затворах не превышает 16вольт.
Подать питание 15 Вольт на мост для проверки его работы на правильность изготовления моста.
Ток потребления при этом не должен превышать 100мА на холостом ходу.
Убедится в правильной фразировке обмоток силового трансформатора и трансформатора тока с помощью двух лучевого осциллографа .
Один луч осциллографа на первичке, второй на вторичке, чтобы фазы импульсов были одинаковые, разница только в напряжении обмоток.
Подать на мост питание от силовых конденсаторов С9…С12 через лампочку 220вольт 150..200ватт предварительно установив частоту ШИМ 55кГц подключить осциллограф на коллектор эмиттер нижнего IGBT транзистора посмотреть на форму сигнала, чтобы не было всплесков напряжения выше 330 вольт как обычно.
Начать понижать тактовую частоту ШИМ до появления на нижнем ключе IGBT маленького загиба говорящем о перенасыщении трансформатора, записать эту частоту на которой произошел загиб поделить ее на 2 и результат прибавить к частоте перенасыщения, например перенасыщение 30кГц делим на 2 = 15 и 30+15=45, 45 это и есть рабочая частота трансформатора и ШИМа.
Ток потребления моста должен быть около 150ма и лампочка должна еле светиться, если она светится очень ярко, это говорит о пробое обмоток трансформатора или не правильно собранном мосте.
Подключить к выходу сварочного провода длиной не мене 2 метров для создания добавочной индуктивности выхода.
Подать питание на мост уже через чайник 2200ватт, а на лампочку установить силу тока на ШИМ минимум R3 ближе к резистору R5, замкнуть выход сварочного проконтролировать напряжение на нижнем ключе моста, чтобы было не более 360вольт по осциллографу, при этом не должно быть ни какого шума от трансформатора. Если он есть - убедиться в правильной фазировке трансформатора -датчика тока пропустить провод в обратную сторону через кольцо.
Если шум остался, то нужно расположить плату ШИМ и драйвера на оптронах подальше от источников помех в основном силовой трансформатор и дроссель L2 и силовые проводники.
Еще при сборке моста драйвера нужно устанавливать рядом с радиаторами моста над IGBT транзисторами и не ближе к резисторам R24 R25 на 3 сантиметра. Соединения выхода драйвера и затвора IGBT должны быть короткие. Проводники идущие от ШИМ к оптронам не должны проходить рядом с источниками помех и должны быть как можно короче.
Все сигнальные провода от токового трансформатора и идущие к оптронам от ШИМ должны быть скрученные, чтобы понизить уровень помех и должны быть как можно короче.
Дальше начинаем повышать ток сварочного с помощью резистора R3 ближе к резистору R4 выход сварочного замкнут на ключе нижнего IGBT, ширина импульса чуть увеличивается, что свидетельствует о работе ШИМ. Ток больше - ширина больше, ток меньше - ширина меньше.
Ни какого шума быть не должно иначе выйдут из строя IGBT.
Добавлять ток и слушать, смотреть осциллограф на превышение напряжения нижнего ключа, чтобы не выше 500вольт, максимум 550 вольт в выбросе, но обычно 340 вольт.
Дойти до тока, где ширина резко становиться максимальной говорящим, что чайник не может дать максимальный ток.
Все, теперь на прямую без чайника идем от минимума до максимума, смотреть осциллограф и слушать, чтобы было тихо. Дойти до максимального тока, ширина должна увеличиться, выбросы в норме, не более 340вольт обычно.
Начинать варить, в начале 10 секунд. Проверяем радиаторы, потом 20 секунд, тоже холодные и 1 минуту трансформатор теплый, спалить 2 длинных электрода 4мм трансформатор горечеватый
Радиаторы диодов 150ebu02 заметно нагрелись после трех электродов, варить уже тяжело, человек устает, хотя варится классно, трансформатор горяченький, да и так уже не кто не варит. Вентилятор, через 2 минуты трансформатор доводит до теплого состояния и можно варить снова до опупения.
Ниже вы можете скачать печатные платы в формате LAY и др. файлы
Евгений Родиков (evgen100777 [собака] rambler.ru). По всем возникшим вопросам при сборке сварочника пишите на E-Mail.
Список радиоэлементов
Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Блок питания | |||||||
Линейный регулятор | LM78L15 | 2 | Поиск в магазине Отрон | ||||
AC/DC преобразователь | TOP224Y | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||||
ИС источника опорного напряжения | TL431 | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||||
Выпрямительный диод | BYV26C | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||||
Выпрямительный диод | HER307 | 2 | Поиск в магазине Отрон | ||||
Выпрямительный диод | 1N4148 | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||||
Диод Шоттки | MBR20100CT | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||||
Защитный диод | P6KE200A | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||||
Диодный мост | KBPC3510 | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||||
Оптопара | PC817 | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||||
C1, C2 | Электролитический конденсатор | 10мкФ 450В | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
Электролитический конденсатор | 100мкФ 100В | 2 | Поиск в магазине Отрон | ||||
Электролитический конденсатор | 470мкФ 400В | 6 | Поиск в магазине Отрон | ||||
Электролитический конденсатор | 50мкФ 25В | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||||
C4, C6, C8 | Конденсатор | 0.1мкФ | 3 | Поиск в магазине Отрон | |||
C5 | Конденсатор | 1нФ 1000В | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
С7 | Электролитический конденсатор | 1000мкФ 25В | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
Конденсатор | 510 пФ | 2 | Поиск в магазине Отрон | ||||
C13, C14 | Электролитический конденсатор | 10 мкФ | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
VDS1 | Диодный мост | 600В 2А | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
NTC1 | Терморезистор | 10 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R1 | Резистор | 47 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R2 | Резистор | 510 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R3 | Резистор | 200 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R4 | Резистор | 10 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
Резистор | 6.2 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||||
Резистор | 30Ом 5Вт | 2 | Поиск в магазине Отрон | ||||
Сварочный инвертор | |||||||
ШИМ контроллер | UC3845 | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||||
VT1 | MOSFET-транзистор | IRF120 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
VD1 | Выпрямительный диод | 1N4148 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
VD2, VD3 | Диод Шоттки | 1N5819 | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
VD4 | Стабилитрон | 1N4739A | 1 | 9В | Поиск в магазине Отрон | ||
VD5-VD7 | Выпрямительный диод | 1N4007 | 3 | Для понижения напряжения | Поиск в магазине Отрон | ||
VD8 | Диодный мост | KBPC3510 | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
C1 | Конденсатор | 22 нФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
C2, C4, C8 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 3 | Поиск в магазине Отрон | |||
C3 | Конденсатор | 4.7 нФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
C5 | Конденсатор | 2.2 нФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
C6 | Электролитический конденсатор | 22 мкФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
C7 | Электролитический конденсатор | 200 мкФ | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
C9-C12 | Электролитический конденсатор | 3000мкФ 400В | 4 | Поиск в магазине Отрон | |||
R1, R2 | Резистор | 33 кОм | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
R4 | Резистор | 510 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R5 | Резистор | 1.3 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R7 | Резистор | 150 Ом | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R8 | Резистор | 1Ом 1Ватт | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R9 | Резистор | 2 МОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R10 | Резистор | 1.5 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R11 | Резистор | 25Ом 40Ватт | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R3 | Подстроечный резистор | 2.2 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
Подстроечный резистор | 10 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | ||||
K1 | Реле | 12В 40А | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
K2 | Реле | РЭС-49 | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
Q6-Q11 | IGBT-транзистор | IRG4PC50W | 6 | Поиск в магазине Отрон | |||
MOSFET-транзистор | IRF5305 | 8 | Поиск в магазине Отрон | ||||
D2, D3 | Диод Шоттки | 1N5819 | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
VD17, VD18 | Выпрямительный диод | VS-HFA30PA60CPBF | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
VD19-VD22 | Выпрямительный диод | VS-150EBU02 | 4 | Поиск в магазине Отрон | |||
VD31, VD32 | Выпрямительный диод | VS-HFA25PB60PBF | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
VD36-VD41 | Стабилитрон | 1N4744A | 12 | Поиск в магазине Отрон | |||
Оптопара | HCPL-3120 | 2 | Поиск в магазине Отрон | ||||
C13, C21 | Электролитический конденсатор | 10 мкФ | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
C15-C18 | Конденсатор | 6.8 нФ | 4 | К78-2 или СВВ-81 | Поиск в магазине Отрон | ||
C20, C22 | Электролитический конденсатор | 47мкФ 25В | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
L2 | Катушка индуктивности | 35 мкГн | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R12, R13, R50, R54 | Резистор | 1 кОм | 4 | Поиск в магазине Отрон | |||
R14, R15 | Резистор | 1.5 кОм | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
R17, R51 | Резистор | 10 Ом | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
R24, R25 | Резистор | 30Ом 20Ватт | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
R26 | Резистор | 2.2 кОм | 1 | Поиск в магазине Отрон | |||
R27, R28 | Резистор | 5Ом 5Ватт | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
R36, R46-R48, R52, R42-R44 | Резистор | 5 Ом | 8 | Поиск в магазине Отрон | |||
R45, R53 | Резистор | 1.5 Ом | 2 | Поиск в магазине Отрон | |||
Скачать список элементов (PDF)
Прикрепленные файлы:
- welding.rar (495 Кб)
Комментарии (110) | Я собрал (0) | Подписаться
Для добавления Вашей сборки необходима регистрация
Трансформатор силовой сварочный подключил через Лампу 220 вольт, 40 Ватт, но потом еще обнаружил, что питание плюс 310 вольт подал на оптомикросхему А3120, верхний драйвер Заменил .А также сгорел резистор 12 Ом.
1 намотка в две намотки ,через слой вторички тоесть все обмотки например 12 витков, потом слой 4 витка вторички потом опять слой 12 витков далее 4 витка вторички.Все обмотки паралелно соеденины.
Габариты 55 на 55 Толщина 22 мм.ферит незнаю.
Как правильно настроить.
Почему светится лампа и когда замыкаю вторичку сигнал схлопывается как правильно настроить.
Ток падает смысл при казе как тогда варить.
Пробовал намотать токовый трансформатора 32 витков вместо 85 но при регулировки тока напряжением 180 вольт на диодный мост сеть.
При регулировки тока трансформатор более 20 процентов, резко пропадает линейность регулировки и резко включается в скважность более 40 процентов.
Что видно по лампе накаливания.
Далее перемотал токовый трансформатор в 100 витков линейность снова появилась. Вот снимаю лампу вешаю на прямую и вот регулировка уже другая.
Также не стоит дроссель.
Повесил трансформатор через резистор 1 ватт транзисторы стали меньше греется, но при замере осликом (осциллографом) появилась маленькая пила скос.
Дроссель на выходе обязательно ставить без дросселя так и будет все плохо работать и всякие линейности и транзисторы греть
Можно еще спросить я ставлю транзисторы на радиаторы с расстоянием от платы где то около 7см.
И почему первый инвертированный каскад с оптронов сильно нагревается,а именно (VT 1;VT 7 и VT11;VT 9) в течение около минут 2.
Погонял на 30 минут и вообще горячие, но только когда сигнал без сигнала холодные.
Может поменять входной резистор на более выше сопротивление например с 12 ом на 50 ом.
И поменял сопротивление на RC фильтре с 5 на 12 ом 2 ватт (R52,R36).
Так же почему то на входе затворов полевых транзисторов, а именно IGBT 60n60 в сигнале появился маленькие синусоиды.
Признаки большого тока открывания предоконечных транзисторов.
Предполагаю возможно микросхема оптронов А3120 питание +15 вольт, нужно тоже поставить RC фильтр.
Частоту завысили крути подстроечником или меняй микросхему UC 3845 если все по схеме нормально.
Пила появляется если вы подключили на затворе емкость должна быть 3 нанофарад транзистора на прямую без микросхемы А3120 она на выходе усиливает до 2 ампер.может к ста-те то же выйти из строя не любит рук в включенном состоянии.
Где правильно?