Инвертор схема бармалея: СВАРОЧНЫЙ ИНВЕРТОР БАРМАЛЕЙ
alexxlab | 20.06.2020 | 0 | Разное
Собираем самодельный инверторный сварочный аппарат Бармалея
Время чтения: 10 минут
Сейчас у инверторного сварочного аппарата есть множество сценариев применения: от устройства для соединения металлических деталей до пуско-зарядного аппарата для беспроблемного пуска двигателя в морозный день. Инверторы поистине изменили мир и превратились из дорогой игрушки в полноценный и при этом доступный каждому инструмент. Сейчас инвертор можно найти и в мастерской у профессионального мастера, и в гараже у начинающего сварщика. И этому способствует большой ассортимент в магазине. В продаже представлены аппараты на любой вкус и кошелек.
Тем не менее, мы не рекомендуем покупать самые дешевые инверторы. На наш взгляд, начальная планка — от 100 долларов и выше. Это будет рациональная покупка, и аппарат не потребует скорого ремонта. Но что делать, если сумма в 100$ оказалась для вас слишком серьезной, и вы не готовы тратить половину зарплаты на инвертор, которым будете пользоваться пару раз в году? В такой ситуации вы можете собрать сварочный инвертор своими руками.
Существует множество схем, инструкций и видеороликов по сборке недорого инвертора. В них непросто сходу разобраться даже если вы опытный мастер и разбираетесь в электронике. Поэтому мы предлагаем проверенный временем и множеством сварщиков вариант — самодельный инвертор Бармалея. Самодельный инверторный сварочный аппарат Бармалея известен уже много лет, его испробовали многие сварщики и остались довольны.
В этой статье мы подробно расскажем, какие компоненты мы используем для сборки этого инвертора, предоставим схему, расскажем о принципе работы и обратим внимание на основные особенности. Эта статья не является пошаговым руководством. Мы просто делимся опытом от себя и других мастеров.
Содержание статьи
Общая информация
Инвертора Бармалея — это знаменитый сварочный аппарат, который известен домашним мастерам уже более 15 лет. Свое название он получил благодаря пользователю под ником Бармалей, который как раз и предложил схему этого аппарата на одном из тематических форумов. Схема сварочного аппарата простая и понятная. При этом многие компоненты можно заменять на другие, удорожая или удешевляя изготовление.Главная особенность инвертора Бармалея — это небольшая цена и функциональность. Он надежный и ремонтопригодный. Такой вариант понравится мастерам, не готовым платить от 100 долларов и более за заводской аппарат из магазина.
Сварочный инвертор Бармалея можно собрать без особых знаний в области силовой электроники. Но это не значит, что вам совсем не понадобится теория. Без нее как раз не обойтись. Потому что есть ряд нюансов, которые стоит учитывать. Также отметим, что существует множество вариантов инвертора Бармалея. Поскольку сварщики со временем стали модифицировать классическую схему и что-то добавлять, что-то убирать. Мы не претендуем на истину и не говорим, что наш аппарат самый правильный. Мы просто расскажем об одной бюджетной и функциональной разновидности аппарата Бармалея. Ниже две схемы.
Используя информацию из этой статьи, вы сможете собрать не только обычный сварочный инвертор, но и инвертор с пуско-зарядной функцией. Но для этого, конечно, понадобятся дополнительные навыки и ваша смекалка. В этой статье мы расскажем только про сварочный аппарат. Поскольку самодельный пуско-зарядный инвертор — это тема для отдельной статьи.
Читайте также: Инвертор с функцией пуско-зарядного устройства
Кстати, будьте готовы к тому, что при первом включении транзисторы сгорят и вам придется делать новый аппарат. Это на заметку тем мастерам, которые не хотят разбираться в силовой электронике и думают, что можно обойтись без этого. Нет, нельзя.
Принцип работы
Инвертор, собранный по схеме Бармалея, не отличается особым принципом работы. Он питается от однофазной сети с напряжением в 220 В. Получаемый ток выпрямляется, затем сглаживается с помощью конденсаторов. На данном этапе ток постоянный. После сглаживания он подается на транзисторные ключи. Они преобразовывают постоянный ток в переменный.
Переменный ток подается на трансформатор. Он ферритовый, поскольку используется ток высокой частоты, из-за этого можно использовать трансформатор меньших габаритов и соответственно не применять металл. После трансформатора ток подается на понижающий трансформатор. За ними идет выпрямитель и дроссель.
Как видите, принцип работы практически идентичен обычному заводскому инвертору из магазина. Тем не менее, прелесть схемы Бармалея как раз в том, что такой самодельный инвертор можно видоизменять и многократно модифицировать. Что мы и будем делать в этой статье. Существует множество модификаций этого известного аппарата. Мы остановились на самом недорогом и при этом функциональном.
Особенности сборки
В этой статье мы не будем подробно объяснять каждый шаг: что, куда и зачем. Поскольку в интернете все сказано уже до нас и даже есть наглядные видеоролики. Мы расскажем об особенностях сборки и тех компонентах, которые мы несколько видоизменили, чтобы получить нужные нам характеристики. Материал создан на основе опыта одного из мастеров.
Силовые ключи
Для начала о силовых ключах. В схеме Бармалея рекомендуется использовать ключи типа IRG4PC50U. Но мы заменили их на ключи IRGP4063DPBF, они современнее и надежнее. Также вместо стабилитрона типа КС213Б мы использовали два встречно включенных стабилитрона по 15 Вольт каждый. Мощность — 1.3 Вт. Замена обусловлена тем, что КС213Б могут сильно нагреваться. Больше никаких изменений. Остальные компоненты мы брали из схемы.
Силовой трансформатор
Теперь о силовом трансформаторе. Его мы намотали на готовый сердечник типа E70/33/32 (или B66371-G-X187, N87) от производителя EPCOS. Мы не видим причин делать сердечник самому, поскольку готовый стоит не так уж дорого. Наматывали так: сначала намотали половину витков для первичной обмотки, потом намотали всю вторичную обмотку, а после этого домотали вторую половину витков на первичной обмотке.
На первичной и на вторичной обмотке использовали одинаковые провода. Выбрали диаметр 0.6 мм. На первичную обмотку наматывали 18 витков. 9 витков на первый ряд и 9 витков на второй. Не забывайте делать изоляцию между слоями. Для изоляции можно использовать обычную бумагу для кассовых аппаратов. Вариант недорогой и действенный. Также каждый слой нужно пропитать эпоксидной смолой.
При желании первичную обмотку можно намотать проводами с диаметром 1.2 мм или 0.4 мм. Тогда вам придется сделать либо больше, либо меньше витков. И провести дополнительные расчеты. Но если вы впервые собираете аппарат, то лучше пользуйтесь нашими первоначальными рекомендациями.
Также мы рекомендуем и первичку, и вторичку обмотать малярным (строительным) скотчем. Это необходимо для дополнительной изоляции. При намотке помечайте концы проводов. Так вам будет проще все собирать воедино. Также вам будет проще проводить фазировку. А если фазировку сделать неправильно, то ваш аппарат задействует лишь 50% своего потенциала.
При сборке учитывайте микрозазор между половинками сердечника. С крайних кернов нужно положить прокладку, сделанную из той же кассовой бумаги. Все нужно крепко стянуть и склеить. Дополнительно всю эту конструкцию можно покрасить баллончиком и сверху покрыть лаком.
Ограничители заряда конденсаторов
Перейдем к ограничителям заряда конденсаторов. У аппарата Бармалея по умолчанию используется два резистора, по 30 Ом каждый, с мощностью 5 Вт. Эти резисторы мы не стали менять, они отлично справляются с функцией зарядки конденсаторов. После зарядки питание можно подать напрямую благодаря реле.
Это необходимо. Все дело в резком скачке тока при первом включении аппарата. Из-за большой силы тока диодный мост может просто перегореть, как и конденсаторы. И чтобы этого избежать как раз используются описанные выше резисторы.
Реле
Кстати, о реле. В инверторе Бармалея используется реле типа WJ115-1A-12VDC-S. Катушка у него питается от 12 Вольт DC, а коммутируемая нагрузка составляет около 20 Ампер. Питание от 220 Вольт AC. Эти реле стоят очень недорого, их можно без проблем найти в продаже. С задачей справляется отлично. Мы не стали использовать что-то другое.
Резисторы
Что касается резистора, ограничивающего ток, то мы рекомендуем использовать простой проволочный резистор типа С5-37 В 10. Он нормально работает, при этом стоит существенно меньше, чем импортные. Также при желании вместо резисторов можно использовать конденсаторы токоограничивающие. Например, конденсаторы типа К73-17. В цепь их стоит подключать последовательно.
Испытания
Соберите все детали воедино и проведите первый запуск. Не забудьте перед этим выставить ограничение по максимальному току. В нашем случае это 160 Ампер. Работает? Значит можно всю «начинку» засунуть в какой-нибудь корпус от электроприбора. Либо сделайте корпус самостоятельно. Себестоимость такого аппарата — не более 50 долларов на начало 2019 года. Перед сваркой проведите испытания. В идеале аппарат должен без проблем варить электродами до 4 мм в диаметре.
Практически все детали можно найти в интернете. Что касается проводов, то их можно взять из старого лампового телевизора. У него есть размагничивающий контур на кинескопе. Вот там можно снять провода. Также выгодно покупать детали на китайских сайтах. Там они продаются буквально за копейки и можно здорово сэкономить.
Техника безопасности
Большинство наверняка пропустит этот раздел, но мы все же расскажем об основных правилах безопасности. Поскольку есть мастера, которые надеются на чудо, когда выполняют сборку аппарата с нарушением всех норм. А чудо порой не происходит…
Прежде всего, не проводите сборку и ремонт аппарата в помещении с повышенной влажностью. И ни в коем случае не трогайте регуляторы, вилку включения, сам аппарат, если у вас мокрые руки. Это элементарное правило, которым многие пренебрегают и затем сильно жалеют об этом. Вы должны знать, что 100 миллиампер уже достаточно для смертельного случая. А сварочный аппарат способен генерировать куда большое значение. И в лучшем случае все закончится пожаром. О худшем раскладе вы можете додуматься самостоятельно.
Кстати, о пожаре. Если по несчастливой случайности ваш аппарат загорится, то не смейте тушить его и окружающие вещи водой. Это в случае, когда аппарат включен в розетку и у вас нет возможности выключить его. Поэтому имейте рядом небольшой порошковый или углекислотный огнетушитель. Но если у вас есть возможность быстро все обесточить, то лучше сделать это и потом тушить пожар.
Если при первом включении аппарата вы видите, что он искрится или дымится, то естественно выключите его и не используйте. Именно по этой причине не стоит сразу паковать всю «начинку» в корпус. Сначала проведите все испытания. Также заземлите аппарат, не игнорируйте этот этап.
Редко кто задумывается об инструменте, который использует. Но ведь и его необходимо изолировать. Не важно, что у вас в арсенале: пассатижи, отвертки или кусачки. Все ручки должны быть изолированы материалом, который не проводит ток. У большинства инструментов изоляция есть по умолчанию. Но если вы используете, скажем, обычные металлические кусачки, то хотя бы перемотайте ручки изолентой.
И не используйте треснувшие/лопнувшие/старые инструменты. Они редко становятся причиной печальных последствий, но случаи бывали. Не испытывайте судьбу. Соблюдайте эти простые правила и берегите свое здоровье. А если ваш сосед десять лет чинит электроприборы и ни одно из правил не соблюдает, то это не значит, что вы должны поступать так же.
Вместо заключения
Сварка с применением инвертора — это недорогой и надежный метод соединения металлических заготовок. Каждый мастер и дачник должен иметь у себя в арсенале простенький аппарат, чтобы без проблем подварить ворота у гаража или собрать теплицу.
Вы можете купить аппарата в магазине, потратив не менее 100 долларов на более-менее надежную модель, либо собрать свой сварочник. Недорогой, надежный и функциональный. Мы считаем, что затея стоит того. Лучше собрать сварочный инвертор Бармалей схема которого есть в нашей статье и ее несложно найти в интернете. Этот аппарат проверен временем. Его собрали десятки мастеров по всему СНГ и поделились своим опытом. Так что вы можете лично убедиться в его работоспособности.
Некоторые могут задаться вопросом: «А зачем вообще мучиться с самостоятельной сборкой, пытаться понять основы электротехники, если можно просто накопить и приобрести заводской аппарат?». На самом деле, причина не только финансовая. Дело в том, что заводские бюджетные аппараты часто изготавливаются из некачественных комплектующих, которые вы не можете проконтролировать. Поэтому, покупая даже именитый инвертор, вы не можете знать наверняка, как долго он проживет. А в самодельный аппарат вы сами подбираете детали и знаете их особенности. Самоделка так же проще в техническом обслуживании и ремонте. Желаем вам удачи в сборке и тестировании самодельного инвертора Бармалея! Делитесь своим опытом в комментариях ниже. Так вы поможете многим новичкам лучше разобраться в теме.
что это такое, его характеристики, плюсы и минусы
На сегодняшний день инверторные сварочные аппараты получили широкое распространение благодаря своим характеристикам и областям применения.
В самом деле, аппараты эти достаточно универсальны и могут выполнять целый ряд функций, от соединения металлических деталей до запуска двигателя вашего автомобиля в морозный день.
Выбор таких аппаратов огромен, на рынке присутствует множество моделей. Вы всегда можете подобрать себе сварочный аппарат с необходимыми вам характеристиками и по приемлемой цене.
Слишком экономить при покупке такого аппарата не рекомендуется, если вы не хотите в скором времени его ремонтировать. Считается, что оптимальная цена на такие аппараты начинается где-то со 100 $.
Однако не все согласны тратить такие деньги на аппарат, который будет использоваться несколько раз в год. Проще собрать собственный сварочный аппарат Бармалея.
Содержание статьиПоказать
Общая информация
Что же из себя представляет данный аппарат, и почему он имеет такое странное название? Более 15 лет схема этого аппарата была представлена на одном из тематических форумов назад пользователем с ником Бармалей.
Схема оказалась простой и понятной, а сам аппарат – достаточно функциональным, удобным в работе и простым в обслуживании.
Что немаловажно – при сборке данного аппарата пользователь может сам выбирать многие компоненты для сборки, тем самым самостоятельно регулирую его окончательную стоимость.
Ремонт сварочного аппарата Бармалея также несложен, с ним сможет справиться даже пользователь, не имеющий серьезного опыта в данной области.
Не нужно быть специалистом в области электроники, чтобы собрать этот инвертор. Однако есть ряд нюансов, которые требуют базовых теоретических знаний.
Также следует отметить, что существует множество вариаций этой схемы, которые появились за все эти годы благодаря тому, что было предпринято множество попыток улучшить эту схему и привнести в нее что-то свое.
Мы хотим рассказать вам об одной из этих бюджетных схем, не претендуя на то, что наш вариант является самым лучшим.
Используя информацию из нашей статьи вы сможете собрать и аппарат с пусково-зарядной функцией, но для этого вам понадобятся дополнительные навыки, так как это тема для отдельной статьи, здесь мы рассмотрим только модель для сварки.
Хотя для сборки сварочного аппарата Бармалея особые знания не требуются, мастера, которые не разбираются в силовой электронике и не стремящиеся в ней разобраться, должны быть готовы к тому, что при попытке первого включения аппарата после сборки, транзисторы могут сгореть, и придется начинать все с начала. Для успешной сборки основные понятия силовой электроники должны быть вам знакомы.
Принцип работы
Сварочный аппарат Бармалея не отличается от своих заводских собратьев принципом работы. Для питания используется однофазная сеть напряжением 220 В. Ток на данном этапе постоянный.
Он выпрямляется, сглаживается при помощи конденсаторов и после этого подается на транзисторные ключи. Там ток перед подачей на трансформатор преобразовывается в переменный.
Так как мы используем ток высокой частоты, трансформатор может быть малогабаритный и не обязательно металлический. Мы используем ферритовый трансформатор.
Затем ток подается на понижающий трансформатор, после него – на выпрямитель и дроссель.
Принцип работы сварочного Бармалея, как вы можете заметить, ничем не отличается от заводских моделей, однако прелесть данного варианта в том, что схему можно модифицировать, получая в итоге вариации, отличающиеся стоимостью и функциональностью.
Мы предлагаем вам выбранный нами вариант, считая его недорогим и достаточно функциональным.
Отличительные особенности сборки
Наша статья не является пошаговой инструкцией, таких инструкций в интернете достаточно, существует достаточное количество подробных видео-инструкций.
Мы опишем особенности сборки и предоставим список необходимых деталей, которые мы подработали под себя для получения необходимых нам характеристик.
Данный вариант сварочного аппарата Бармалея уже использован и проверен мастерами, его работоспособность уже проверена.
Силовые ключи
Начнем с силовых ключей. Изначально в схеме сварки Бармалея присутствовали ключи RG4PC50U. Однако мы попробовали заменить их на ключи IRGP4063DPBF, считая их более надежными и современными.
Изменения также коснулись стабилитрона. Изначально присутствующий в схеме стабилитрон КС213Б проявил себя как не очень надежный в работе.
Такая версия сварочного Бармалея подвержена сильному нагреву. Мы заменили его на два встречно подключенных стабилитрона по 15 В каждый, мощностью по 1.3 Вт. Все остальные детали мы оставили без изменений.
Силовой трансформатор
Что касается силового трансформатора, сердечник для него мы рекомендуем брать уже готовый, типа E70/33/32 (или B66371-G-X187. Можно сделать его и самому, но стоимость его не настолько велика, чтобы отвлекаться на это.
Сначала мы рекомендуем сделать ½ витков первичной обмотки сварочного Бармалея, затем выполнить всю вторичную, после этого закончить с первичной.
Провода для обмотки используются одинаковые, их диаметр – 0.6 мм. Первичная обмотка состоит из 18 витков, по 9 на каждый ряд.
Необходимо сделать изоляционную прокладку между слоями, для нее хорошо подходит обычная бумага, применяемая в кассовых аппаратах. Достаточно простой и дешевый способ. Также мы рекомендуем пропитать каждый слой эпоксидной смолой.
Также для первичной обмотки можно использовать провода диаметром 1.2 или 0.4 мм, при этом число витков изменится, в этом случае вам необходимо будет сделать дополнительные расчеты. Если вы не готовы к этому, рекомендуем использовать наши рекомендации.
Рекомендуется также выполнить дополнительную изоляцию обмоток. Для этого можно использовать малярный (строительный) скотч.
Также рекомендуем при намотке помечать концы проводов для удобства дальнейшей сборки и проведения фазировки. Фазировку сварочного Бармалея необходимо делать обязательно, в противном случае есть вероятность того, что аппарат будет использовать только половину потенциала.
При сборке необходимо обязательно учитывать микро-зазор между половинками сердечника. Необходимо положить прокладку из той же кассовой бумаги с крайних кернов.
Всю конструкцию сварочного Бармалея необходимо стянуть и склеить, также можно дополнительно покрыть ее краской из баллончика и сверху покрыть лаком.
Ограничители заряда конденсаторов
Поговорим об ограничителях заряда конденсаторов. В первоначальной схеме Бармалей использовал два резистора по 30 Ом, мощностью 5 Вт.
Со своей функцией они справляются великолепно, поэтому мы решили их не менять. Благодаря реле, питание можно подавать напрямую после зарядки.
Когда мы включим аппарат Бармалея первый раз ,возникнет резкий скачок тока, и большая сила тока может вызвать перегорание конденсаторов и диодного моста. Рекомендованные резисторы как раз могут предотвратить данную проблему.
Реле
Теперь несколько слов о реле. Эту деталь мы также не рекомендуем менять, оставив вариант, присутствующий в первоначальной схеме. Это реле типа WJ115-1A-12VDC-S.
Катушка сварочного Бармалея питается от 12 В DC, коммутируемая его нагрузка составляет около 20 А, питается от 220 В AC.
Со своей задачей данное реле справляется отлично, а его невысокая цена и широкое распространение в торговой сети позволяет считать это отличным выбором.
Резисторы
Обыкновенный проволочный резистор типа С5-37 В 10 мы считаем отличным выбором для резистора, ограничивающего ток. Стоимость его намного ниже импортных аналогов, работает он достаточно надежно.
Вместо резисторов вы также можете использовать токоограничивающие конденсаторы, например модели К73-17. Такие конденсаторы необходимо подключать в цепь последовательно.
Испытания
После сборки аппарата перед его испытанием необходимо выставить необходимое ограничение максимального тока. В данной схеме это 160 А.
Проверяем, если все работает нормально, помещаем собранную конструкцию в корпус. Можно использовать уже имеющийся корпус от какого либо электроприбора, либо в самостоятельно его изготовить.
Себестоимость такого сварочного аппарата Бармалея составляет не более 50$ на начало 219 года. Проводим испытания. Мы все сделали правильно, если аппарат справляется со сваркой электродами диаметром до 4мм
Все детали для сборки доступны, их можно легко найти в интернете. Провода для сборки можно найти, разобрав старый телевизор, в ламповых телевизорах они использовались для сборки размагничивающего контура кинескопа.
Рекомендуем вам поискать детали для сборки на китайских сайтах, там часто можно неплохо сэкономить.
Правила техники безопасности
Очень рекомендуем вам не игнорировать данный раздел. Основные правила техники безопасности необходимо знать всем, независимо от опыта и уровня подготовки.
Категорически запрещается проводить сборку сварочного аппарата Бармалея при наличии высокой влажности в помещении, также запрещается прикасаться к вилке включения, регуляторам, к самому аппарату влажными руками.
Очень простое правило, которое, к сожалению, многими игнорируется.
Для летального случая зачастую достаточно 100 mA, а наш аппарат генерирует намного большее значение силы тока. Также нарушение этого правила может привести к пожару.
При возникновении пожара ни в коем случае не пытайтесь тушить его водой, если у вас нет возможности его предварительно обесточить. Для таких случаев вам необходимо запастись порошковым или углекислотным огнетушителем.
Запрещено использование сварочного аппарата Бармалея при искрении или появлении дыма. Именно поэтому рекомендуется проверить его работоспособность до упаковки начинки в корпус. Также не забудьте заземлить аппарат, это важно.
Все инструменты, используемые вами в работе пассатижи, (отвертки, кусачки и т.д.), должны быть изолированы не проводящим ток материалом.
Чаще всего инструменты изначально имеют изоляцию, однако при использовании, например, обычных металлических кусачек, необходимо, как минимум, перемотать ручки изолентой.
И не используйте для работы старый, треснувший либо неисправный инструмент. Невыполнение этого правила очень часто приводит к печальным последствиям.
В заключение
Использование сварочного инверторного аппарата Бармалея – удобный, надежный и недорогой способ соединения металлических деталей, а наличие такого аппарата в хозяйстве существенно облегчает жизнь.
Выбор таких аппаратов достаточно широк, однако если вы хотите иметь недорогой и надежный аппарат с отличным функционалом – наши советы могут быть вам полезны. Наш аппарат достаточно прост в сборке и проверен в работе десятками мастеров.
Выбор варианта самостоятельного изготовления может быть обусловлен не только стоимостью, многие заводские бюджетные модели зачастую собираются из не очень качественных деталей.
Покупая инвертор даже самой известной марки, вы не можете знать, как долго он проживет. Также не следует забывать о том, что наша модель проще большинства заводских моделей в обслуживании и ремонте.
Надеемся, что наша статья была для вас полезной. Желаем вам удачи в сборке и работе!
cxema.org – Простой миниатюрный сварочный инвертор
Представляю самый маленький, лёгкий и достаточно простой в повторении сварочный инвертор. Он позволяет проводить сварочные работы электродами диаметром до 3мм.
Характеристики инвертора
- Размеры (ДхШхВ) — 180х105х80;
- Вес — 1100 грамм;
- Ток — 80А, можно выжать до 100А;
- Ток холостого хода — 170-200мА;
- Напряжение холостго хода — 60 вольт.
Инвертор собран в корпусе компьютерного блока питания.
Из-за нехватки места в этом корпусе не удалось обеспечить хороший обдув радиаторов силовых компонентов, поэтому он не предназначен для долговременной работы, но спалить несколько электродов подряд с его помощью можно.
Делать инвертор с нуля достаточно дорого, хорошие оригинальные детали дорогие, нужен опыт работы с импульсными источниками питания и в силовой электронике в целом, лучше и выгоднее купить заводской инвертор, а если решили собрать – то делайте полноразмерный инвертор и не скупитесь на охлаждении.
Схема инвертора
Данный сварочный инвертор — это однотактный прямоходовый преобразователь построенный на ШИМ контроллере UC3844. Выход микросхемы через драйвер управляет IGBT транзистором. Схема снабжена плавным пуском, защитой по перегреву. Обратная связь по току реализована через токовый трансформатор.
Инвертор собран на трёх платах:
- все силовые компоненты, трансформатор, дроссель, выпрямители, силовой транзистор и входная цепь размещены на материнской плате;
- схема управления;
- дежурный источник питания.
Схема управления
Больше половины компонентов, которые есть на схеме находятся на этой компактной печатной плате
В авторской версии вся схема собрана на одной плате, в моем же случае чтобы аппарат был максимально компактным управление перенес на отдельную плату. Она получилась очень компактная, меньше сделать крайне трудно если использовать выводные компоненты, а не смд. Монтаж очень плотный, на плате всего одна перемычка.
После сборки плата была проверена. На вход стабилизатора или диода подается напряжение около 30 вольт. База и эмиттер транзистора VT1 замыкаем между собой имитируя замкнутый термовыключатель, иначе сработает защита по перегреву и реле замкнет регулятор тока и как следствие микросхема перестанет вырабатывать последовательность импульсов. К выходу драйвера подключаем щуп осцилографа и наблюдаем красивый меандр с частотой порядка 30 кГц и заполнением около 44-х процентов. Проверяем защиту, убрав ранее установленную перемычку. Должно сработать реле, засветиться красный светодиод и заблокироваться работа микросхемы ШИМ. Плата управления готова, в дополнительной наладке эта часть не нуждается, если все собрано правильно, компоненты исправны и нет соплей на плате.
Исходная схема работает на частоте в 30 кГц, изначально хотел поднять ее, а также изменением соотношения количества витков обмоток снять с сердечника большую мощность, но конечные расчеты показали, что с сердечника даже при 30-и килогерцах спокойно можно взять мощность около 2-2,2кВт, а это где-то 80-90 Ампер тока, если учитывать просадку напряжения при сварке, примерно до 24-х вольт.
С учетом этого аппарат без проблем справляется с электродами в 3мм, но в моем агрегате для страховки максимальный ток ограничен на уровне 80 Ампер.
Силовой трансформатор
Так как сварочный аппарат планировался на небольшой выходной ток в районе 80 ампер, трансформатор покажется маленьким, но его хватает, хотя и работает он почти на пределе своих возможностей.
Схема однотактная и между половинками сердечника нужен немагнитный зазор 0,1-0,2мм, такой зазор без проблем можно сделать если использовать сердечник из двух половинок, например Ш-образный. Но проблема заключалась в том, что у меня в наличии не было такого сердечника с необходимой габаритной мощностью, единственные более менее хорошие сердечники были колцевого типа размером 47х26,5х15,5мм. Такой сердечник отлично будет работать в двухтактной схеме, в однотактной же нужен зазор.
Сначала делаем разметки, затем пилим сердечник, не полностью, пол миллиметра сполна хватит.
Далее устанавливаем сердечник на деревянные бруски примерно так, как это показано, по центру на месте пропила ставим металлический прут и аккуратно, но сильно бьем по нему молотком. В итоге получаем две ровные половинки. Далее берем чек от банкомата, нарезаем две полоски и приклеиваем на одну из половинок с помощью суперклея, клея много не надо.
Стягиваем половинки сердечника например каптоновым скотчем. В целом данный сердечник имеет изоляцию в виде краски, но дополнительная изоляция не будет лишней.
После мотаем первичную обмотку, в моем случае для намотки использован провод 1,2мм, расчет производился по программе, естественно в случае иных сердечников получим иные намоточные данные, поэтому количество витков указывать не вижу смысла. В данной схеме очень важно солблюдать начало намотки, на схеме они указаны точками, поэтому после намотки каждой из обмоток начала намотки желательно промаркировать.
Витки равномерно растянуты по всему кольцу, после намотки ставим изоляцию и мотаем фиксирующую обмотку.
Количество витков тоже самое, что и в случае первичной обмотки, но провод естественно тоньше, я использовал провод 0,3мм.
Мотать нужно так, чтобы витки фиксирующей обмотки находились между витками первичной обмотки.
После намотки фиксирующей обмотки опять ставим изоляцию и мотаем вторичную обмотку из 80 параллельных жил проводом 0,22мм. Жгут дополнительно изолирован каптоновым скотчем.
Трансформатор тока намотан на небольшом кольцевом ферритовом магнитопроводе, проницаемость сердечника 2400.
Сначала сердечник был изолирован каптоновым скотчем, затем намотана вторичная обмотка. Количество витков около 80, для намотки был использован провод с диаметром 0,24мм. Обмотка равномерно растянута по всему кольцу. Вторичная обмотка один виток двойным проводом по 1,2мм.
Для выходного дросселя в качестве сердечника взят тор размером 38,8х21х11,4 мм из порошкового железа. Кольцо имеет зелено синий окрас, специально предназначено для работы в качестве выходного дросселя.
Для намотки был использован жгут из 80 жил изолированных друг от друга проводов с диаметром 0,22мм каждая жила, то есть точно тоже самое, что и в случае вторичной обмотки трансформатора.
Индуктивность дросселя получилась около 35 микрогенри и этого мало, желательно индуктивность сделать в районе от 80 до 120 мкГн.
Выводы обмотки дросселя были очищены от лака, залужены.
Несколько слов о комплектующих
Входной электролит 450 вольт с низким внутренним сопротивлением, от хорошего производителя, емкость 470мкФ.
Реле в схеме плавного пуска полноразмерное 30-и амперное, как у больших инверторов, хотя плату изначально разрабатывал для установки более компактного реле.
Силовой IGBT транзистор, диоды в высоковольтной цепи преобразователя те, что по схеме, никаких отклонений.
В выходном выпрямителе использованы быстродействующие диодные сборки STTH6003. В одной такой сборке 2 диода с током в 30 ампер, катод общий, аноды также включены параллельно, в итоге получаем аналог 60-и амперного диода, обратное напряжение сборки 300 вольт.
Сборки установлены на общий радиатор, подложки не изолированы, т.к. катоды общие, выходной плюс снимается с радиатора.
Входной выпрямитель – в виде готового диодного моста KBJ2510, с током в 25 ампер и обратным напряжением в 1000 вольт.
Резистор в цепи плавного пуска на 5-10 ватт, сопротивление 10-30 Ом.
Дежурный блок питания
Это готовый источник питания универсального типа, который куплен на али и предназначен для работы в индукционных плитах в качестве дежурки, мощностью около 7 ватт.
Он выдает три напряжения: 5 вольт, 12 вольт и 18 вольт. Выходные напряжения задаются стабилитроном на 18 вольт. Этот стабилитрон я заменил на 24-х вольтовый, выкинул цепь 5 вольт, заменил некоторые конденсаторы на выходе на более высоковольтные и в итоге дежурка стала выдавать два напряжения: 15 вольт и 24 вольта.
Первое напряжение нужно для питания вентилятора, он у меня на 12 вольт, второе напряжение питает управление и реле. Такая дежурка имеет плавный пуск, защиту от коротких замыканий, построена всего на одной микросхеме.
Радиаторы охлаждения взяты от компьютерных блоков питания, с учетом наличия активного охлаждения и максимального тока сварки их хватает.
После сборки аппарат заработал сразу, без каких-либо отклонений. Первый запуск делался через страховочную лампу на 100 ватт, на осциллографе форма импульсов на всех обмотках правильная, напряжение холостого хода около 60Вольт.
Проверяем работу системы ограничения тока. Для начала ставим регулятор тока на минимум, цепляемся осциллографом на затвор силового транзистора и делаем короткое замыкание на выходе, видим, что длительность управляющих импульсов резко уменьшается, ток ограничивается, если этого не происходит, меняем местами начало и конец вторичной обмотки токового трансформатора.
Силовые дорожки на печатной плате дополнительно армированы медными лентами.
Выходные клеммы от мощного преобразователя 12-220 Вольт.
Для надёжности трансформаторы, дроссель и пара вертикальных плат были дополнительно приклеены к материнской плате с помощью эпоксидной смолы.
На балласте инвертор выдал честные 80 ампер, минимальный ток сделал в районе 20 ампер, при этом имеем уверенный розжиг дуги. Благодаря малому значению минимального тока можно сваривать даже тонкую жесть.
Печатная плата
С уважением – АКА КАСЬЯН
Сварочный инвертор Бармалей: самостоятельная сборка оборуодвания
Сварочный инвертор – полезная вещь, причем как в хозяйстве, так и в производстве. Особенно приятно, когда сварочный инвертор выполнен своими руками, а не приобретен в магазине. Сварочный инвертор Бармалей, сделанный собственными руками, располагает двумя важными преимуществами: экономия средств и гарантия качества. Можно собрать сварочный аппарат Бармалей, который будет насчитан на 160 А, при этом инвертор этот будет располагать одноплатным вариантом.
Технические характеристики:
- Питающая сеть – 220В;
- Частота сети – 50 Гц;
- Предназначение – ручная дуговая сварка металлов и сплавов;
- Максимальный ток -160 А;
- Тип оборудования – инверторный.
Работа оборудования, и его сборка
Сварочный инвертор питается за счет обыкновенной сети переменного тока напряжением 220В, после чего напряжение выпрямляется, сглаживается посредством конденсаторов. Далее производится подача на транзисторные ключи, которым посильно, в свою очередь, из постоянного тока сделать высококачественное переменное значение, которое подается на ферритовые трансформаторы.
С помощью частоты у нас появляется возможность уменьшить габариты силовой части установки, вследствие чего применяется не железо, а, как правило, феррит. Далее следует трансформатор, выпрямитель для последующего преобразования сварочного тока, а также дроссель. Управление полевыми транзисторами производится посредством осциллограммы. Замеры на стабилитроне показывают, что коэффициент заполнения и частота равны 43 и 33 соответственно. В собственноручном варианте исполнения оборудования силовые ключи IRG4PC50U могут быть заменены наиболее усовершенствованные IRGP4063DPBF.
Таким образом, стабилитрон СК2136 заменяется двумя рассчитанными на 15В и мощность 1,3 Вт встречно включенных стабилитронов, поскольку в былом варианте аппарата КС2336 стабилитроны греются. После того как была произведена замена греющихся элементов оборудования проблемы подобного рода полностью не исчезли. Всё остальное остается прежним, как указано на схематическом рисунке.
Осциллограмма коллектор-эмиттер нижнего ключа также заслуживает внимания собирающего сварочный инвертор самостоятельно. Во время подачи напряжения 310В посредством лампы, рассчитанной на 150 Вт, происходит нужная нам картинка. Силовой трансформатор наматывается на сердечнике B66371-G-X187, №87, E70/33/32 EPCOS. Данные обмотки: сперва половина первичной обмотки, после чего наматывается вторичная обмотка, остатки первичной обмотки.
Провод, находящийся на первичной обмотке, а также на вторичной имеет диаметр 0,6 миллиметра. Первичная обмотка располагает 10 проводами толщиной 0,6 миллиметра, которые находятся в скрученном положении в 18 витков. Первый ряд аккуратно вмещает 9 витков обмотки. После этого остатки причиной обмотки идут в сторону, а начинается наматывание 6 витков посредством применения провода толщиной 0,6 миллиметра в полста штук также в скрученном положении.
Затем снова остаточная масса первичной обмотки в количестве 9 витков должна найти место. Не следует забывать об изолирующем слое, который будет располагаться между слоев. Для межслойной обмотки можно вполне удачно применить кассовую бумагу, в противном случае обмотка не будет влезать в окно. Каждый из слоев следует пропитать тщательно эпоксидной смолой.
Производим сборку. Между половинками Е70 феррита понадобится зазор в 0,1 миллиметра. Таким образом, кладем прокладку из простого кассового чека по крайним кернам, после чего всё складывается и склеивается. Можно покрасить матовой краской, после чего нанести для закрепления слой лака. Также стоит знать, что каждая обмотка должна вдобавок ко всему обматываться малярным скотчем для пущей изоляции.
Не следует забывать делать метки начала и конца обмоток, поскольку это пригодиться для последующей разделения по фазам, а также сборки оборудования. Неправильная фазировка гарантирует то, что сварочный инвертор вообще не буде работать, либо будет функционировать в полсилы. При включении устройства в сеть, происходит зарядка выходных конденсаторов. Первичный ток довольно велик, и может привести при КЗ к возгоранию диодного моста. В связи с этим рекомендуется поставить ограничители заряда конденсаторов.
Сварочный инвертор по указанной выше схеме имеет реле WJ115-1A-12VDC-S. Питание катушки составляет 12В DC, нагрузка коммутируемая 20 А, входное напряжение составляет 220В АС. Токоограничивающий резистор ставится обычный проволочный к примеру – С5-37 В 10. Альтернативой резисторам может служить токоограничивающие конденсаторы, вставленные в цепь последовательно.
Похожие статьи
Сварочный инвертор своими руками. От теории к практике. ЧАСТЬ 2
СВАРОЧНЫЙ АППАРАТ СВОИМИ РУКАМИ
НАЧАЛО СТАТЬИ
СБОРКА МОЩНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ ПО СХЕМОТЕХНИКЕ СВАРОЧНОГО АППАРАТА
Откровенно говоря сразу убивать не дешевые силовые транзисторы не захотелось, поэтому было принято решение собрать некий примежуточный вариант, в котором используется тот же принцип работы, но более дешевая элементная база. Ну а чтобы сохранить вероятность дальнейшего использования данного вариант было решено собрать блок питания, но ввести в него некоторые функции, которые позволят его использовать как пуско-зарядное устройство для автомоблиля.
Принципиальная схема данного пуско-зарядного устройства приведена ниже:
УВЕЛИЧИТЬ
В качестве донора моточных деталей и блока питания будет использоваться блок питания от тюнера Триколор. Основных видов данного блока питания два – с вертикальным и горизонтальным расположением трансформатора. В обоих случаях используется микросхема FSDM0365RN, маркируется как DM0365.
У меня с горизонатльным трансформатором больше, поэтому буду использовать их. Прежде всего блок питания будет выступать в роли блока питания для схемы управления, поскольку данный БП оснащен всем необходимым для надежной долгосрочной работы. Единственно, что нужно сделать это проверить исправность электролитов, а еще лучше поменять их на новые. Ну и разумеется перемотать трансформатор. Я решил намотать две обмотки – одна для питания UC3845, вторая – для питания вентилятора принудительного охлаждения.
Более подробно об этом блок питания можно посмотреть здесь:
Архив с печатной платой и схемой можно взять ЗДЕСЬ.
Кроме самого БП использую еще два таких же трансформатора. Первый пойдет на изготовление трансформатора управления, второй – трансформатор тока.
Кстати сказать, по ходу подготовки сердечников к намотке решил проверить один вопрос, который частенько видел в интернете и которым сам задавался не единожды – ЧТО ПРОИСХОДИТ С ФЕРРИТОМ ВО ВРЕМЯ НАГРЕВА???
Ответ на этот вопрос в видео ниже:
ТРАНСФОРМАТОР ТОКА
Трансформатор тока обычно содержит 1 виток первичной обмотки и N-ое количество витков вторичной обмотки. Расчитать трансформатор тока можно по следующей формуле:
Imax = N x U / R
где:
Imax – максимальный ток
N – количество витков вторичной обмотки
U – требуемое выходное напряжение
R – нагрузочный резистор
Для удобства переведем формулу в другой вид, а именно для расчета витков, поскольку нагрузочный резистор придется выбирать либо из того, что есть, либо из стандартного ряда.
N = Imax x R / U
Итак, предположим, что нам нужно ограничить ток на уровне 50 А, в наличии имеется резистор на 1 Ом и 2,2 Ома. Напряжение компаратора защелки (вывод 3) у нас равно 1 В.
N = 50 x 1 / 1 = 50 витков для резистора 1 Ом
N = 50 x 2,2 / 1 = 110 витков для резистора 2,2 Ома.
Ну а поскольку у нас пока не сварочный аппарат и силовые транзисторы от таких токов просто разлетятся в клочья ограничим ток на уровне 5 А, а резистор возьмем на 15 Ом. При необходимости мы всегда можем эти цифры исправить. Итого получаем:
N = 5 x 15 / 1 = 75 витков для резистора 15 Ом.
Тут пожалуй следует оговорится – трансформатор тока должен быть перегружен, в этом случае исключается его насыщение. Однако в былые времена на базе трансформаторов тока я делал и управление принудительным охлаждение и само принудительное охлаждение – вентиляторы как раз и выступали в роли нагрузочного резистора. Правда одного витка на первичку было малова то – моталось 2-3 витка и сердечник хоть и терпимо, но все таки грелся.
УПРАВЛЯЮЩИЙ ТРАНСФОРМАТОР
По поводу управляющего трансформатора тоже есть некоторые не состыковки с оригинальной схемой – он значительно больше. Я намеренно взял такой “огромный” трансформатор. Ну во первых у меня их много, во вторых найти их не составит труда даже Вам, в третьих – запас по габаритной мощности должен позволить избавится от драйверных транзисторов – на затворы и MOSFET и IGBT можно подавать отрицательное напряжение для ускорения закрытия. Вот этой особенностью я и хочу воспользоваться.
В оригинальном блоке питания на DM0365 для стабилизации 15 вольт выходного напряжения требуется 18 витков, трансформатор работает на частоте 67 кГц, выходное напряжение сохранятеся вплоть до 150 вольт входного, следовательно трансформатор намотан с ОГОРОМНЫМ запасом. Можно конечно воспользоваться программой Динисенко, но решил намотать “на галазок” 4 обмотки по 30 вольт.
Намотка первичной осуществлялась сразу двойным проводом 0,35 мм виток к витку, затем было вызвонены начало-конец обмоток и они соединялись последовательно. Затем слой изоляции и намотка вторичных обмоток, так же с межслойной изоляцией. Размеется, что все обмотки мотались в одну сторону. Единственно, что не было сделано – момечено где начало на вторичках, но это проблемой не будет. Дело в том, что на плате управления выхода с управляющего трансформатора одинаковы и нагружены только на резистор. Выяснить какой вывод должен идти на затвор силового транзистора можно при помощи осциллографа.
СБОРКА БЛОКА ПИТАНИЯ ДЛЯ БЛОКА ПИТАНИЯ.
Монтаж элементов на плату лучше осуществлять в 2 этапа. На первом этапе устанавливаются все элементы, относящиеся к блоку питания контроллера. Блок питания проверяется до того, как у него появится “потребитель”.
Сразу следует отметить, что однотактыне преобразователи напряжения ОЧЕНЬ не любят оставаться без нагрузки и выходное напряжение может быть не очень то стабильным. И колебания эти могут достигать 0,2..0,4 вольта.
Это вызвано тем, что выходное напряжение успевает поднятся до такой величины, что влияние ОС буквально останавливает микросхему и на трансформатор перестает подаваться напряжение. На фото ниже показаны осциллограммы на выходе трансформатора блока питания с очень маленькой нагрузкой:
Тут следует поделится опытом – при намотке трансформатора я попутал начало-конец вспомогательной обмотки вторичного питания. На схеме эта обмотка не обозначена, но на плате она есть и предназначена она для питания вентилятора принудительного охлаждения. Я ее на всякий случай решил внести в схему, если вдруг внутри корпуса будет жарковато. Как следствие такой не внимательности пока я соображал почему блок питания стартует и тутже уходит в защиту от перегрузки у меня стрельнул конденсатор на 25 вольт. Именно тогда меня и посетила мысль о том, что я что то перемудрил с обмотками. “Крокодил” ослиллографа установил на минусовой вывод, а шупом стал на вывод трансформатора до диода. Действительно обмотка с неправильной фазировкой и на конденсатор подавалось порядка 50-ти вольт. Было бы глупо ему не стрельнуть. Для наглядности ниже приведены фото осциллограмм при правильной фазировке и не правильной. Измерения относительно минусового вывода:
Ну с блоком питания разобрались, теперь можно паять и сам контроллер и его обвязку. В качестве контролируемого напряжения использовалось собственное напряжение питания контроллера. Вход контролирующий ток был посажен на “землю”.
На первых парах после включения возникло не понимание происходящего – вместо плавного изменения длительности контроллер попросту отключал управляющие импульсы. Не вольно возникал вопрос – а какой же это тогда ШИМ???
Прочитав несколько статей по этой микросхеме и более подробно изучив даташник стало понятно, что изначально этот контроллер затачивался как стабилизатор тока и именно поэтому у него особый упор сделан на ISENSE (вывод 3) который и контролирует ток через токоизмерительный резистор.
Конечно его можно заставить и контролировать напряжение, как это сделано тут:
|
Но в любом случае стабилизация выходного напряжения будет осуществляться не линейно, а пакетами импульсов. Именно поэтому на выходе блоков питания с использованием этой микросхемы обязательно должен стоять дроссель и довольно большой емкости электролит.
Порыскав по интернету нашел еще одну схему включения UC3844 (она такая же, как и UC3845) в обратноходовом блоке питания, выпускаемом серийно.
Не буду врать – данная схема меня озадачила – регулировка выходного напряжения в ней осуществлялась методом подачи “земли” на ВЫХОД усилителя ошибки. Разумеется, что подобными действиями можно отжечь этот самый выход, но блок питания выпускается серийно, следовательно разработчики учли вероятность перегрузки выхода усилителя ошибки и не исключено, что в структурной схеме не показан имеющийся резистор на выходе усилителя ошибки, ведь если он там есть, тогда этот операционник не будет попросту задействован. Ну вот собственно и сама схема этого “загадочного” блока питания:
|
Удержаться от опыта имея уже запаянную плату конечно же довольно трудно. Поэтому к выводу 1 был подпаян переменный резистор на 1 кОм и в результате на выходе микросхемы получились вот такие осциллограммы:
В принципе, если использовать вариант стабилизации, предложенный на схеме выше, то конечно же он работать будет, причем выходное напряжение будет гораздо стабильней, чем при стабилизации пакетами импульсов, но лично меня все равно смущает то, что на выход услителя в наглую подается “земля”. Я оставлял это добро во включенном состоянии на 30 минут – ни чего не нагрелось, не слетело, т.е. как бы это можно использовать. Но осадок не понимания остался.
ПРОВЕРКА УПРАВЛЯЮЩЕГО ТРАНСФОРМАТОРА
Теперь вернемся не много назад и разберемся с осцилограммами на управляющем трансформаторе. Назад потому, что описанная проверка стабилизации ШИМом была уже после того, как была проверена работоспособность управляющего трансформатора.
Тут с гордостью могу заметить, что делая ставку на излишнюю габаритную мощность я не ошибся – трансформатор держит нагрузку замечательно, а закрепленный на управляющий транзистор радиатор едва греется.
При работающем контроллере на затвор управляющего транзистора приходит напряжение следующей формы:
На управляющем трансформаторе, на первичной обмотке амплитуда напряжения достигает 30 вольт, поскольку после закрытия транзистора накопленная в сердечнике энергия меняет полярность напряжение и приложенные пятнадцать вольт во время открытия транзистора теперь добавляются к имеющимся пятнадцати вольтам напряжения питания, поскольку полярность напряжения самоиндукции обратно приложенному напряжению. Здесь стоит обратить внимание на то, что в конце этого вольтодобавочного скачка имеется ниспадающий участок, который как раз и говорит о том, что энергии в сердечнике больше нет – он полностью размагнитился. Если трансформатор нагрузить, то высота этой ниспадающей кривой уменьшится, а по времени она начнется раньше, ведь нагруженный трансформатор гораздо раньше избавится от накопленной энергии:
Тоже самое можно наблюдать и на вторичной обмотке, только напряжение теперь будет иметь переменное значение. В этом месте необходимо отметить, что на затвор силового транзистора как раз должно приходить напряжение прямоугольной формы, находящеяся в положительном полупериоде, т.е. тот вывод трансформатора к которому подключен щуп осциллографа. Вывод трансформатора к которому подключен “крокодил” должен идти на исток силового транзистора. В этом случае фазировка управляющего трансформатора правильная.
Тому, что дочитал до этих слов, но все равно мало что понял предлагаю видеовариант данной статьи:
Итак, подводим итоги проделанной работы:
UC3845 – контроллер, предназначенный для стабилизации тока широтно-импулсьной модуляцией, стабилизацию напряжения он может осуществлять только в преривисто-импульсном режиме, либо имитацией ШИМ. Данную имитацию можно организовать подавая “землю” на первый вывод микросхемы.
При перемотке трансформатора однотактного блока питания следует особое внимание уделять фазировке – даже приличный опыт в электронике не является гарантией ошибки.
Управляющий трансформатор на основе сердечника от Триколоровского БП работает замечательно и держит довольно приличную нагрузку. В паузах полностью успевает размагнитится, что говорит о возможности его использования как для можных блоков питания, так и для сварочных аппаратов.
Приступаем к подготовке моточных деталей к монтажу и проверяем на работоспососбность уже весь блок питания, но это уже в следующей серии, описание которой будет в
ПРОДОЛЖЕНИИ
Адрес администрации сайта: [email protected]
Power Electronics • Просмотр темы
Ссылки на описания самодельных инверторных сварочных источников, опубликованные на сайте http://valvolodin.narod.ru1. Внешние виды сварочника Бармалея – http://valvolodin.narod.ru/schems/Barmaley2.zip
2. Инверторного сварочного источника от Большакова Александра (схемы смотреть в программе Splan) – http://valvolodin.narod.ru/schems/2006_10_31.rar
3. Фотографии некоторых узлов инверторного сварочного источника от Большакова Александра – http://valvolodin.narod.ru/schems/Foto_Svarki.rar
4. Инверторный источник на однотранзисторном однотактном прямоходовым преобразователе (проще сварочника Бармалея) – http://valvolodin.narod.ru/articles/fiksatyi.html
5. Описание самодельного тиристорного резонансного сварочного источника – http://valvolodin.narod.ru/articles/tir_inv.pdf
6. Подробное описание сварочного источника, собранного по мотивам Colt-1300 (моя статья в журнале Радио №4 за 2007 год в скрепочке) – http://valvolodin.narod.ru/articles/Kolt.pdf
7. Материалы по сварочному источнику RytmArc – http://valvolodin.narod.ru/rytmarc.html
8. Сварочник из польского журнала Elektronika Praktyczna 11,12 за 1999 год – http://valvolodin.narod.ru/articles/amat_spawarka.pdf
9. Самодельный сварочник с мостовым инвертором. Статья на чешском языке – http://valvolodin.narod.ru/articles/invertor_popis.pdf
10. Самодельный сварочник из города Брно (по мотивам Cemont) – http://valvolodin.narod.ru/articles/invertor_brno.zip
11. Печатные платы в формате Орла (Eagle) для сварочника из польского журнала Elektronika dla Wszystkich 1-2 за 2009 год (вариант сварочника Бармалея) – http://valvolodin.narod.ru/articles/Spawarka.rar
12. Описание, схема, печатные платы в формате laoyt5, а также внешние виды сварочного источника с выходным током 5-120А – http://valvolodin.narod.ru/articles/rw4hdl.pdf , http://valvolodin.narod.ru/articles/rw4hdl.rar
13. Сварочный источник по мотивам инвертора Вадима Негуляева – http://valvolodin.narod.ru/articles/LeeOn23.pdf
14. Сварочный аппарат на ток 240А – http://valvolodin.narod.ru/articles/svarochnik.rar
15. Схема инверторного сварочного аппарата с синхронным выпрямителем и выходным током 5-120А – http://valvolodin.narod.ru/articles/swarkainwerter.JPG
16. Архив с принципиальной электрической схемой и внешними видами самодельного инверторного сварочного источника с рекуперативным снаббером – http://valvol.qrz.ru/articles/svar.rar
17. Схемы и печатные платы сварочника на ток 250 ампер – http://valvol.qrz.ru/articles/svarochnik1.rar
18. Схема, описание и печатная плата сварочного источника, построенного на основе моста с фазовым управлением на микросхеме UC3875 – http://valvolodin.narod.ru/articles/arcweld_UC3875.pdf
19. Схема и описание очередного сварочного источника от RW4HDL – http://valvolodin.narod.ru/articles/svarochnik2.rar
20. Как сделать надёжный и качественный инвертор – http://valvolodin.narod.ru/articles/taranenko.zip
Добавлено администрацией
Продолжение темы Делаем сварочник, окончание которой расположено на старом форуме
Перенос сообщений с промежуточного форума:
Mister
Да, так вот – дело в том, что для транзисторов, работающих в режиме hard switch выделяют 2 вида потерь: при переключении и потери в открытом канале. И, совершенно понятно, что их величина определяется частотой переключения и коэффициентом заполнения сигнала. Я рассматриваю полный мост. Если условно принять коэффициент заполнения 1/2 (грубо говоря, потому, что надо время, чтоб первая пара транзисторов успела закрыться, перед тем, как начнёт открываться вторая – иначе пойдёт сквозной ток), то фактически потери при пререключении и потери в открытом канале как бы «перетягивают» друг друга в частотной области. То есть, можно условно расчитать «золотую середину» где они бы пересекались:
как видно, точка пересечения находится на частоте 116КГц, правда, расчёт производился немного для другой схемы и для других ключей, но идея впринципе должна быть такая же?
valvolodin
Цитата:
… фактически потери при пререключении и потери в открытом канале как бы «перетягивают» друг друга в частотной области. То есть, можно условно расчитать «золотую середину» где они бы пересекались…
Всё хорошо, но почему-то на этом графике потери проводимости падают с ростом частоты!!! На самом деле потери проводимости стабильны или даже возрастают с ростом частоты.
Multik
Цитата:
Да, так вот – дело в том, что для транзисторов, работающих в режиме hard switch выделяют 2 вида потерь: при переключении и потери в открытом канале… Я рассматриваю полный мост… расчёт производился немного для другой схемы и для других ключей, но идея впринципе должна быть такая же?
Нет, идея не такая. Валентин уже объяснил.
Но меня интересует другое. Где Вы собираетесь применять результаты исследования транзисторов, работающих в режиме hard switch?
В реальной схеме этот switch не такой уж и hard.
Если используются IGBT транзисторы, то включение будет мягким из-за наличия в трансформаторе индуктивности рассеивания. Если МОП, то выключение не будет жёстким из-за высокой выходной ёмкости, и определяется током через транзистор в момент выключения. То есть, нужно знать параметры конкретной схемы и рассчитывать для конкретного случая. Сегодня проще сделать Soft, и не париться с расчётами.
Помнится, у нас все депо были забиты паровозами, но всё равно пришлось их выбросить. КПД сделал своё дело.
Mister
Multik, так я ж и не против, что soft, просто я его так назвал.
На счёт потрерь проводимости – тут по идее если транзистор чаще переключается, то время нахождения его в насыщении за единицу времени будет уменьшаться, то есть, согласно закону Ватта, эта доля мощности тоже будет уменьшаться. Другое дело, как я уже написал, что расчёт проводился не именно для этого случая, там, даже, по-моему не учитывалось нагревание транзистора
Ceйчас буду даташит изучать, в котором полностью алгоритм приведён, там оказывается ещё какой то вид потерь присутствует …
GYGY
Mister
по вашей схеме моста.
1.Зачем такие навороты с раскачкой ?
2. посмотрите включение сигнального транса – все 4 ключа откроются одновременно и бабахнет.
3. мост в выходном выпрямителе – это лишние 200-300Вт тепла(применительно к сварочным мощностям)
А какие экперименты с частотой вы планируете провести (заполнение импульсов ЛЧМ)?
Mister
1. Потому, что боюсь, что можно драйверы спалить .
2. Как же это все 4 мосфета могут открыться одновременно, если у TL494 на вход OTC подаётся плюс и оба эммитера приподняты от земли резисторами, а входы драйверов соединены крест-накрест, посмотрите повнимательнее ещё раз схема впринципе классическая!
3. Согласен, тем более, что с ростом частоты эта цифра может достигнуть больших значений
4. И почему никто не написал, что в схеме неточность: токовй ТР3 должен стоять перед основным трансформатором
Эксперименты такие: расчитываю и делаю пару-тройку трансформаторов и дросселей под разные частоты вплоть до 100КГц, сравниваю потери на ключах, трансформаторе, дросселе и выпрямителе (на счёт последних 100% будет хуже), короче – чистый эксперимент…
На счёт управления затворами, есть вообще такая идея: подключить управляющий трансфторматор прямо к выходам драйвера, что то типа этого:
где полевики – это уже мощные выходные транзисторы (или вместо них IGBT), которые подключаются к выпрямленному сетевому напряжению, то есть – надо опять 2 драйвера и 4 ключа, чтоб получить полный мост, как вам такая идея?
GYGY
Mister
к сожалению картинка с сайта Мужественных пензюков пропала. Поэтому – по памяти, я имел ввиду что в схеме затворы всех мощных ключей подключены к началам вторичных обмоток(несмотря на перекрещивания при рисовании), и следовательно открываиться и закрываться они будут синхронно.
Mister
А, да я понял что имелось ввиду, у драйверов на входах синфазные сигналы, потому, что их входы включены крест-накрест, а в выходном каскаде (на igbt) управляющий сигнал один, ну, достаточно поменять 2 нижние обмотки задом наперёд .
А может ну его к такой-то матери, подключить затворы IGBT прямо к выводам драйверов
Кстати, тут проблема посерьёзнее – я попытался найти ETD59, но так ничего и не нашёл, придётся обнести местные помойки в поисках телевизоров.
GYGY
Цитата:
Кстати, тут проблема посерьёзнее – я попытался найти ETD59, но так ничего и не нашёл, придётся обнести местные помойки в поисках телевизоров.
если у вас чистый эксперимент, то почему обязательно ETD59?
А другие варианты Ш(Е),кольцо(Например Большаков двойную колбасу замутил, на скромных колечках киловат на 10)
Mister
Вообще, у меня есть какое то кольцо: внешний диаметр 10см, ширина 2,5см, высота 3,5см (или наоборот – не помню), но я не знаю что это за феррит(маркировки на нём отсутствовала), но думаю, что у него проницаемость слишком маленькая, конечно, можно несколько витков намотать и померять индуктивность и пересчитать потом проницаемость…
У меня другой вопрос: подскажите, пожалуйста, ультрабыстрый диод для topswitch на 5-10А, и напругой до 50В в корпусе ТО220-J11
чтоб 1-я и 2-я ноги были КАТОДОМ, если, конечно, такие в природе существуют, потому, что согласно каталогу DACPOL на силовые компоненты, ультрабыстрые диоды в корпусе ТО220-J11 есть, но у них эти выводы – анодные.
Последний раз редактировалось valvol 13-07, 20:27, всего редактировалось 7 раз(а).
СВАРОЧНЫЙ АППАРАТ СВОИМИ РУКАМИ ОБЗОР СХЕМ СВАРОЧНЫХ ИНВЕРТОРОВ И ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПА РАБОТЫ Начнем с довольно популярной схемы сварочного инвертора, довольно часто именуемой схемой Брамалея. Уж не знаю почему этой схеме приклеили данное имя, но в интернете довольно часто упоминается сварочный аппарат Бармалея. Микросхемы изначально проектировались как контроллеры для управления силовым ключом однотактного блока питания средней мощности и данный контроллер оснастили всем необходимым для увеличения его собственной живучести и живучести управляемого им блока питания. Микросхема может работать до частот 500 кГц, выходной ток оконечного каскада драйвера способен развить ток до 1 А, что в сумме позволяет проектировать довольно компактные блоки питания. Блок схема микросхемы приведена ниже:
На блоксхеме как раз красным выделен дополнительный триггер, который не позволяет длительности выходного импульса превысить 50%. Этот триггер установлен только в серии UCx844 и UCx845. Типовая схема импульсного блока питания на UC3844 приведена ниже: Данный блок питания имеет косвенную стабилизацию вторичного напряжения, поскольку контролирует свое собственное питание, формируемое обмоткой NC. Это напряжение выпрямляется диодом D3 и служит для питания самой микросхемы пос |
Схема инвертора переменного тока от 12 В до 220 В на 100 Вт
Мы все время от времени сталкиваемся с отключениями электроэнергии в наших домах или офисах. В таких случаях мы обычно используем генератор или инвертор . Электрогенераторы используют бензин или дизельное топливо в качестве топлива, и они очень шумные. Мы не будем здесь обсуждать генераторы энергии. Здесь мы будем говорить об инверторе. Инверторы питают мощность от блоков питания постоянного тока , таких как свинцово-кислотный аккумулятор. Эти инверторы сейчас используются повсеместно.Этот тип может использоваться для приложений средней мощности. Но для приборов большой мощности наиболее предпочтительны генераторы.
Самый распространенный тип инвертора, который мы видим в повседневной жизни, – это ИБП (источник бесперебойного питания) . Мы используем ИБП для обеспечения работы ПК (персонального компьютера) в случае отключения электроэнергии. ИБП поддерживает поставленную мощность до тех пор, пока батарея не разрядится.
ИБП– это система, преобразующая постоянный ток в переменный. Таким образом, ИБП принимает питание постоянного тока от батареи в качестве входа и выдает мощность переменного тока в качестве выхода.Сегодня мы собираемся построить инвертор мощностью 100 Вт с 12 В постоянного тока на 220 В переменного тока. Эта схема проста и очень полезна.
Требуемые компоненты:
- +12 В аккумулятор
- Резистор 47 кОм
- Конденсатор 1000 мкФ (2 шт.)
- Конденсатор 4700 мкФ
- потенциометр 10 кОм, резистор 1 кОм (2 шт.)
- Резистор 10к (2шт)
- In5408 диоды (2шт)
- CD4047 IC
- Конденсатор 4,7 мкФ
- Понижающий трансформатор (220В на 12В-0-12В (центральный ответвитель)) (10А)
- IRF540N MOSFET (2 шт.)
- Провода
12В-0-12В 10А понижающий трансформатор:
IRF540N MOSFET следует использовать с радиатором, не используйте MOSFET без надлежащего радиатора, без них MOSFET не выдержит.MOSFET здесь – это n-канальный расширенный MOSFET.
Также используйте провода хорошего калибра. Если вы используете проволоку небольшого сечения, у вас будут потери, а при больших нагрузках они станут очень горячими и перегорят.
Описание цепи:
Принципиальная схема преобразователя постоянного тока на 100 Вт приведена ниже. Мы использовали EasyEDA для построения этой принципиальной схемы и рассмотрели учебное пособие «Как использовать EasyEDA для рисования и моделирования схем».Вы также можете скрыть эту принципиальную схему в компоновке печатной платы, как мы объясняли в учебнике EasyEDA, и построить этот проект на печатной плате.
Рабочее пояснение:
Ядро схемы – микросхема CD4047 ; этот чип здесь действует как нестабильный мультивибратор . Таким образом, микросхема генерирует тактовые импульсы с частотой 50 Гц. Эта частота выбирается конденсатором C2 и резистором R1. Период времени для сигнала задается как:
Т = 4.71 R1 * C2.
Теперь, чтобы получить частоту (1 / T) 50 Гц, нам нужно поиграть с вышеуказанными числами. Мы можем выбрать емкость как постоянную и поиграть с сопротивлением для соответствующей частоты. Но если у вас нет осциллографа, чтобы настроить потенциометр на точное сопротивление, выберите емкость 4,7 мкФ и сопротивление 1 кОм. Это дает частоту 47 Гц, что вполне подходит для простых нагрузок. Если вы хотите получить точную частоту, вам необходимо точно выбрать сопротивление.
Таким образом, микросхема генерирует тактовые импульсы, эти импульсы передаются на N-MOSFET для управления трансформатором.Трансформатор увеличивает напряжение с 12 В до 230 В. Таким образом, каждый раз, когда импульс достигает затвора MOSFET, на выходе будет полупериод 220 В. В следующем импульсе второй полевой МОП-транзистор срабатывает для второго полупериода 220 В. Таким образом, если два полевых МОП-транзистора включаются и выключаются с частотой 50 Гц, то на выходе трансформатора будет выход 50 Гц при напряжении 220 В.
Итак, мы создали схему инвертора от 12 В постоянного тока до 220 В переменного тока .
.Простая схема инвертора от 12 В до 230 В переменного тока – MOSFET – DIY Electronics Projects
В этой статье мы собираемся сконструировать простейший инвертор от 12 В до 230 В переменного тока, используя транзистор и полевые МОП-транзисторы.
Мы узнаем:
- Различные стадии в цепи инвертора.
- Принципиальная схема инвертора.
- Анализ формы волны этого инвертора.
- Что такое нестабильный мультивибратор.
- Максимальная выходная мощность инвертора.
- Преимущества и недостатки этого инвертора.
Инверторы мощности в представлении не нуждаются; мы используем их при отключении электроэнергии, в аварийной ситуации или просто в лагере.
Силовые инверторы могут выдавать мощность от 10 до 10000 Вт в зависимости от ваших потребностей, а инверторы также могут быть однофазными или трехфазными в зависимости от вашего приложения.
Инверторы могут иметь любые характеристики, но стандартный инвертор имеет следующие важные ступени:
Ступени инвертора:
- Источник питания i.е. аккумулятор
- Осциллятор
- Приводной этап
- Трансформатор
Давайте рассмотрим один за другим:
Батарея / источник питания постоянного тока:
Источником питания постоянного тока может быть аккумулятор глубокого цикла или генератор постоянного тока или солнечная панель. Все они обеспечивают стабильное питание постоянного тока инвертору.
Напряжение на инверторе может составлять 6 В, или 12 В, или 24 В, или 48 В, или даже 84 В, это зависит от характеристик входа инвертора.
Осциллятор:
Осциллятор – это ступень, на которой постоянный постоянный ток от батареи преобразуется в переменный; мы можем назвать эту стадию сердцем инвертора, потому что она генерирует частоту или импульсы, как человеческое сердце.
Сначала низкое напряжение постоянного тока преобразуется в низкое напряжение переменного тока с помощью мультивибратора или любой схемы генератора. Колебание, создаваемое генератором, может быть прямоугольной или синусоидальной волной или модифицированной синусоидальной волной с фиксированной частотой и фиксированным рабочим циклом, в основном 50/60 Гц при 50% рабочем цикле.
Низкое напряжение переменного тока подается на следующий каскад, который состоит из полевых МОП-транзисторов или транзисторов.
Приводной каскад:
Колебательный каскад просто выдает колеблющийся слабый сигнал переменного тока, который не может быть подан на трансформатор для повышения напряжения.
Ступень возбуждения увеличивает силу колебательного сигнала переменного тока.
Управляющий каскад состоит из полевых МОП-транзисторов или транзисторов. Большинство коммерческих инверторов оснащены полевыми МОП-транзисторами для каскада возбуждения, поскольку они очень эффективны при переключении, имеют меньшее сопротивление между выводами истока и стока, что приводит к меньшему нагреву.
Управлять полевым МОП-транзистором легко, так как им можно напрямую управлять с помощью микроконтроллера или микросхем.
Для силового транзистора требуется промежуточный каскад управления, чтобы смещать силовой транзистор до оптимального уровня, что занимает больше места на печатной плате и также увеличивает стоимость компонентов.
В этом проекте мы используем полевые МОП-транзисторы.
Трансформатор:
Трансформатор – это компонент, который преобразует переменный ток низкого напряжения в переменный ток высокого напряжения.
Усиленный сигнал переменного тока от каскада возбуждения сильный и готов к питанию трансформатора.Трансформатор может быть с центральным отводом или без центрального отвода.
Давайте рассмотрим пример трансформатора с центральной лентой.
Трансформатор центрального ответвленияКлемма центрального ответвления обычно подключается к + Ve батареи, поскольку полевые МОП-транзисторы, используемые для инверторов, являются N-канальными (N-канальные полевые МОП-транзисторы более эффективны).
Полевые МОП-транзисторы размещаются на клеммах X и Y, и один из двух МОП-транзисторов включается мгновенно и поочередно.
Допустим, MOSFET в положении «X» включен, теперь ток течет от центрального ответвления к «X», запитывая эту конкретную обмотку.Из-за взаимной индукции на другую сторону катушки с большим количеством витков подается напряжение, и на выходе из-за большего количества витков выстреливает высокое напряжение.
Через 10 мс (для 50 Гц) полевой МОП-транзистор в «Y» включается, а в «X» выключается, ток течет от центрального ответвителя к «Y» и возбуждает эту конкретную обмотку.
Теперь на катушку с большим числом витков подается напряжение с противоположной полярностью, и выходное напряжение повышается.
Этот цикл продолжается и выдает 230 В переменного тока / 50 Гц, которые могут использоваться нашими повседневными гаджетами.
Теперь вы знаете, как работает простой инвертор.
Принципиальная схема инвертора:
Простая схема инвертора от 12 В до 230 В перем. 27 кОм x 2Описание схемы:
Схема очень проста, даже новичок может справиться с легкость.
Схема состоит из нестабильного мультивибратора, который использует два транзистора и настроен на генерацию от 50 Гц до 60 Гц при рабочем цикле 50%. Частота может быть от 50 до 60 Гц; это связано с допуском конденсаторов и резисторов, что приводит к неточности.
Этот нестабильный мультивибратор действует как генератор для этого инвертора. Управляющий каскад имеет 2 полевых МОП-транзистора IRF540N, а трансформатор 230 В / 9 В-0-9 В / 10 А повышает выходное напряжение.
Анализ формы сигнала:
50 Гц Прямоугольная волна от мультивибратораОсциллограф проверяется на клеммах затвора обоих полевых МОП-транзисторов, и мы получаем вышеуказанную форму волны, которая является прямоугольной с частотой около 50 Гц и скважностью 50%.
Общие сведения о нестабильном мультивибраторе:
Если вы внимательно посмотрите на принципиальную схему, вы найдете схему, аналогичную приведенной ниже:
Схема мультивибратораЭто называется нестабильный мультивибратор. Нестабильный означает, что выход нестабилен, но выход включается и выключается с фиксированной частотой и рабочим циклом.
Выходная частота определяется конденсаторами C1, C2 и R2, R3 из приведенной выше принципиальной схемы.
Чтобы получить 50% рабочий цикл, C1 и C2 должны иметь одинаковое значение, а R2 и R3 также должны иметь одинаковое значение в одно и то же время, два транзистора должны иметь одинаковое усиление.
Частота нестабильного мультивибратора на основе транзисторов определяется выражением:
F = 1 / 1,38 x R x C
- F – частота в герцах.
- R – сопротивление в Ом.
- C – емкость в Фарадах.
Попробуем рассчитать частоту этого инвертора:
F = 1 / 1,38 x 27 x 10 3 x 0,47 x 10 -6
F = 57,10 Гц
ПРИМЕЧАНИЕ. Из-за допусков компонентов мы будем стабильно работать в диапазоне от 50 Гц до 60 Гц.Большинство гаджетов нормально работают на этой частоте.
Какую выходную мощность я получаю?
Для этого инвертора вы можете получить около 75 Вт или меньше выходной мощности от трансформатора 9 В / 10 А, который приводится в действие МОП-транзистором IRF540N с батареей 12 В 7 Ач.
Выходная мощность любого инвертора зависит от следующих трех факторов:
- Источник постоянного тока
- Пропускная способность полевых МОП-транзисторов / приводной каскад
- Трансформатор
Источник постоянного тока Выходная мощность вашего инвертора зависит от максимальной мощности батареи или солнечной панели. Батарея имеет определенный предел подачи тока, если вы Это принципиальная схема малой инверторной цепи 25 Вт . Инвертор состоит всего из 9 частей и преобразует 10–16 В постоянного тока в 115 В переменного тока с частотой прямоугольной волны 60 Гц для работы оборудования переменного тока мощностью примерно 25 Вт. Два транзистора управляют двухтактным режимом работы трансформатора.Когда один транзистор смещен, другой отключен. Трансформатор будет с центральным ответвлением на 120/18 В, который подключен в обратном направлении, так что напряжение будет повышаться, а не понижаться. Схема генератора U1, R1, R2 и C1 работает примерно от 4 до 6 В с довольно стабильным выходом инвертора. Схема малого инвертора мощностью 25 Вт взята из этой панели: Принципиальная схема малого инвертора мощностью 5 Вт – circuitdiagram.net Модель 1: AC-DC-подвесной комплект – без электронного расширительного клапана Модель 2: AC-DC – полный комплект – с функцией электронного расширительного клапана Модель 3: полный комплект машины AC-DC – без электронного расширительного клапана Модель 4: шкаф AC-DC с функцией электронного расширительного клапана Взаимодействие с другими людьми Схема малого инвертора 25 Вт – Схема инвертора и продукты
Самая ранняя часть таймера 555 – это провода в качестве нестабильного генератора с R2 и C1, устанавливающими частоту. Выход доступен на контакте № 5. Вторая секция подключена как фазоинвертор.Этот выход доступен на выводе 9. Резисторы R3 и R4 поддерживают выходной транзистор Q1 и Q2 от загрузки генератора. Инвертор – это электронное устройство или схема, преобразующая постоянный ток (DC) в переменный (AC). Входное напряжение, выходное напряжение и частота, а также общая мощность зависят от конструкции конкретного устройства или схемы. Инвертор не производит никакой энергии; питание обеспечивается источником постоянного тока.
Инвертор кондиционер шкаф машина повесить преобразование платы плата инвертора электронный расширительный клапан переменного и постоянного тока | |
