Circuitul invertorului de sudare SMPS

Circuitul invertorului de sudare SMPS

Dacă sunteți în căutarea unei opțiuni de înlocuire a transformatorului de sudare convențional, invertorul de sudură este cea mai bună alegere. Invertorul de sudare este la îndemână și funcționează pe curent continuu. Controlul curentului este menținut prin potențiometru.



De: Dhrubajyoti Biswas

Utilizarea topologiei cu două comutatoare

Când am dezvoltat un invertor de sudură, am aplicat un invertor înainte cu topologie cu două comutatoare. Aici tensiunea liniei de intrare trece prin filtrul EMI netezind în continuare cu capacitate mare.





Cu toate acestea, întrucât impulsul curentului de pornire tinde să fie ridicat, este nevoie de prezența unui circuit softstart. Deoarece comutarea este activată și condensatoarele de filtrare primare se încarcă prin intermediul rezistențelor, puterea este redusă la zero prin activarea relei.

În momentul în care se comută puterea, tranzistoarele IGBT sunt utilizate și sunt aplicate în continuare prin intermediul transformatorului de acționare a porții înainte TR2 urmat de modelarea circuitului cu ajutorul regulatoarelor IC 7812.



Utilizarea IC UC3844 pentru controlul PWM

Circuitul de control utilizat în acest scenariu este UC3844, care este foarte similar cu UC3842 cu limită de lățime a impulsului la 50% și frecvența de lucru la 42 kHz.

Circuitul de comandă extrage puterea dintr-o sursă auxiliară de 17V. Datorită curenților mari, feedback-ul curent folosește transformatorul Tr3.

Tensiunea registrului de detectare 4R7 / 2W este mai mult sau mai puțin egală cu ieșirea curentă. Curentul de ieșire poate fi controlat în continuare de potențiometrul P1. Funcția sa este de a măsura punctul de prag al feedback-ului, iar tensiunea de prag a pinului 3 al UC3844 este de 1V.

Un aspect important al semiconductorului de putere este că are nevoie de răcire și cea mai mare parte a căldurii generate este împinsă în diodele de ieșire.

Dioda superioară care constă din 2x DSEI60-06A ar trebui să aibă capacitatea de a gestiona curentul la o medie de 50A și pierderi până la 80W.

Dioda inferioară, adică STTH200L06TV1, de asemenea, ar trebui să aibă curentul mediu de 100A și pierderea până la 120W. Pe de altă parte, pierderea maximă totală a redresorului secundar este de 140W. Suportul de ieșire L1 este conectat în continuare cu șina negativă.

Acesta este un scenariu bun, deoarece radiatorul este blocat de la tensiunea de înaltă frecvență. O altă opțiune este utilizarea diodelor FES16JT sau MUR1560.

Cu toate acestea, este important să se ia în considerare faptul că debitul maxim de curent al diodei inferioare este de două ori mai mare decât cel al diodei superioare.

Calculul pierderii IGBT

De fapt, calcularea pierderii IGBT este o procedură complexă, deoarece, pe lângă pierderile conductive, pierderea prin comutare este un alt factor.

De asemenea, fiecare tranzistor pierde în jur de 50W. Puntea redresoare pierde, de asemenea, puterea până la 30W și este plasată pe același radiator ca IGBT împreună cu dioda de resetare UG5JT.

Există, de asemenea, opțiunea de a înlocui UG5JT cu FES16JT sau MUR1560. Pierderea de putere a diodelor de resetare este, de asemenea, dependentă de modul în care este construit Tr1, deși pierderea este mai mică în comparație cu pierderea de putere de la IGBT. Puntea redresoare are, de asemenea, o pierdere de energie de aproximativ 30W.

Mai mult, atunci când pregătiți sistemul, este important să vă amintiți să scalați factorul de încărcare maxim al invertorului de sudură. Pe baza măsurării, puteți fi apoi gata să selectați dimensiunea corectă a manometrului de înfășurare, radiatorului etc.

O altă opțiune bună este să adăugați un ventilator, deoarece acest lucru va ține un control asupra căldurii.

Diagrama circuitului

Detalii despre înfășurarea transformatorului

Transformatorul de comutare Tr1 este înfășurat cu două miezuri de ferită EE și ambele au secțiunea centrală a coloanei de 16x20mm.

Prin urmare, secțiunea transversală totală se calculează la 16x40mm. Trebuie avut grijă să nu lăsați niciun spațiu de aer în zona centrală.

O opțiune bună ar fi utilizarea înfășurării primare de 20 de ture prin înfășurarea acestuia cu 14 fire de 0,5 mm diametru.

Înfășurarea secundară pe de altă parte are șase benzi de cupru de 36x0,55mm. Transformatorul de tracțiune înainte Tr2, care este proiectat cu inductanță redusă, urmează procedura de înfășurare trifilară cu trei fire izolate răsucite cu diametrul de 0,3 mm și înfășurările de 14 spire.

Secțiunea centrală este realizată din H22 cu diametrul coloanei medii de 16 mm și nu lasă goluri.

Transformatorul de curent Tr3 este realizat din șocuri de suprimare EMI. În timp ce primarul are doar 1 spire, secundarul este rănit cu 75 de spire de sârmă de 0,4 mm.

O problemă importantă este menținerea polarității înfășurărilor. În timp ce L1 are miez de ferită EE, coloana din mijloc are secțiunea transversală de 16x20mm având 11 spire de bandă de cupru de 36x0,5mm.

În plus, decalajul total și circuitul magnetic sunt setate la 10 mm, iar inductanța acestuia este de 12 uH cca.

Feedback-ul de tensiune nu împiedică într-adevăr sudarea, dar cu siguranță afectează consumul și pierderea de căldură atunci când este în modul inactiv. Utilizarea feedback-ului de tensiune este destul de importantă datorită tensiunii ridicate de aproximativ 1000V.

Mai mult, controlerul PWM funcționează la un ciclu de funcționare maxim, ceea ce mărește rata consumului de energie și, de asemenea, componentele de încălzire.

310V DC ar putea fi extras din rețeaua de rețea 220V după rectificare printr-o rețea de punte și filtrare printr-un cuplu de condensatori electrolitici 10uF / 400V.

Alimentarea de 12V poate fi obținută de la un adaptor de 12V gata pregătit sau construită acasă cu ajutorul informațiilor furnizate Aici :

Circuit de sudare din aluminiu

Această cerere mi-a fost trimisă de unul dintre cititorii dedicați ai acestui blog, domnul Jose. Iată detaliile cerinței:

Mașina de sudat Fronius-TP1400 este complet funcțională și nu am niciun interes să-i modific configurația. Această mașină care are o vârstă este prima generație de mașini invertoare.

Este un dispozitiv de bază pentru sudarea cu electrod acoperit (sudare MMA) sau gaz cu arc de tungsten (sudare TIG). Un comutator permite alegerea.

Acest dispozitiv furnizează doar curent continuu, acest lucru este foarte potrivit pentru un număr mare de metale care trebuie sudate.

Există câteva metale, cum ar fi aluminiul, care datorită coroziunii sale rapide în contact cu mediul, este necesar să utilizați curent alternativ pulsant (undă pătrată de 100 până la 300 Hz), ceea ce facilitează eliminarea coroziunii în cicluri cu polaritate inversată și rotiți topindu-se în ciclurile de polaritate directă.

Există credința că aluminiul nu se oxidează, dar este incorect, ceea ce se întâmplă este că în momentul zero în care primește contactul cu aerul, se produce un strat subțire de oxidare și care, de atunci, îl păstrează de la următoarea oxidare ulterioară. Acest strat subțire complică munca de sudare de aceea se folosește curent alternativ.

Dorința mea este să fac un dispozitiv care să fie conectat între terminalele mașinii mele de sudat în curent continuu și torța pentru a obține acel curent alternativ în torță.

Aici am dificultăți, în momentul construirii acelui dispozitiv convertor CC-AC. Îmi place electronica, dar nu sunt expert.

Așa că înțeleg perfect teoria, mă uit la HIP4080 IC sau foaie de date similară, văzând că este posibil să o aplic la proiectul meu.

Dar marea mea dificultate este că nu fac calculul necesar al valorilor componentelor. Poate că există vreo schemă care poate fi aplicată sau adaptată, nu o găsesc pe internet și nu știu unde să caut, de aceea îți cer ajutorul.

Design-ul

Pentru a vă asigura că procesul de sudare este capabil să elimine suprafața oxidată a unui aluminiu și să impună o îmbinare eficientă de sudură, tija de sudare existentă și placa de aluminiu ar putea fi integrate cu o treaptă completă a șoferului de pod, așa cum se arată mai jos:

sudarea aluminiului prin eliminarea oxidării

Rt, Ct ar putea fi calculat cu unele încercări și erori pentru a obține mosfetele oscilând la orice frecvență între 100 și 500Hz. Pentru formula exactă la care ați putea face referire Acest articol .

Intrarea de 15V poate fi furnizată de la orice unitate de adaptor de 12V sau 15V AC la DC.




Precedent: Circuit controler cu intensitate LED variabilă Următorul: Circuitul transformatorului de lampă cu halogen SMPS