SMPS-hitsausinvertteripiiri

Jos etsit vaihtoehtoa tavanomaisen hitsausmuuntajan korvaamiseen, hitsausinvertteri on paras valinta. Hitsausinvertteri on kätevä ja toimii tasavirralla. Virran säätöä ylläpidetään potentiometrillä.

Kirjoittaja: Dhrubajyoti Biswas

Kahden kytkimen topologian käyttäminen

Kehitettäessä hitsausinvertteriä käytin eteenpäin vaihtosuuntaajaa kahdella kytkimellä. Tässä tulojohdon jännite kulkee EMI-suodattimen läpi edelleen tasoittamalla suurella kapasiteetilla.

Koska kytkentävirtapulssi on yleensä korkea, tarvitaan pehmeän käynnistyspiirin läsnäolo. Koska kytkentä on PÄÄLLÄ ja ensisijaiset suodatinkondensaattorit latautuvat vastusten kautta, teho nollataan edelleen kääntämällä kytkentä rele päälle.

Heti kun virta kytketään, IGBT-transistorit tottua ja niitä käytetään edelleen TR2-etuportin käyttömuuntajan kautta, jota seuraa piirin muokkaaminen IC 7812 -säätimien avulla.

IC UC3844: n käyttö PWM-ohjaukseen

Ohjauspiiri, jota käytetään tässä skenaariossa, on UC3844, joka on hyvin samanlainen kuin UC3842, jonka pulssin leveysrajoitus on 50% ja työskentelytaajuus 42 kHz.

Ohjauspiiri vetää virran 17 V: n apujännitteestä. Suurten virtojen takia nykyinen palaute käyttää Tr3-muuntajaa.

4R7 / 2W-tunnistinrekisterin jännite on suunnilleen sama kuin nykyinen lähtö. Lähtövirtaa voidaan edelleen ohjata P1-potentiometrillä. Sen tehtävänä on mitata takaisinkytkennän kynnyspiste ja UC3844: n nastan 3 kynnysjännite on 1 V.

Yksi tärkeä puolijohdeväline on, että se tarvitsee jäähdytystä ja suurin osa syntyvästä lämmöstä työnnetään ulos ulostulodiodeina.

Ylädiodilla, joka koostuu 2x DSEI60-06A: sta, tulisi olla kyky käsitellä virtaa keskimäärin 50A ja häviö 80W asti.

Alemman diodin eli STTH200L06TV1: n pitäisi myös olla keskimääräinen virta 100 A ja häviö 120 W: iin saakka. Toisaalta toissijaisen tasasuuntaajan kokonaishäviö on 140 W. L1-lähtö rikastin on edelleen kytketty negatiiviseen kiskoon.

Tämä on hyvä skenaario, koska jäähdytyselementti on estetty korkeataajuiselta jännitteeltä. Toinen vaihtoehto on käyttää FES16JT- tai MUR1560-diodeja.

On kuitenkin tärkeää ottaa huomioon, että alemman diodin maksimivirta on kaksinkertainen ylemmän diodin virtaan nähden.

Lasketaan IGBT-menetys

Itse asiassa IGBT: n tappion laskeminen on monimutkainen menettely, koska johtavien häviöiden lisäksi vaihtotappio on myös toinen tekijä.

Myös kukin transistori menettää noin 50 W. Tasasuuntaajasilta menettää myös tehonsa 30 W: iin saakka ja se asetetaan samalle jäähdytyselementille kuin IGBT yhdessä UG5JT-nollausdiodin kanssa.

UG5JT on myös mahdollista korvata FES16JT: llä tai MUR1560: lla. Palautusdiodien tehohäviö riippuu myös tavasta, jolla Tr1 on rakennettu, vaikkakin menetys on pienempi verrattuna IGBT: n tehohäviöön. Tasasuuntaajasillan virrankatto on myös noin 30 W.

Lisäksi järjestelmän valmistelussa on tärkeää muistaa mitoittaa hitsausmuuntajan suurin kuormituskerroin. Mittauksen perusteella voit sitten olla valmis valitsemaan käämimittarin, jäähdytyselementin jne. Oikean koon.

Toinen hyvä vaihtoehto on lisätä tuuletin, koska se pitää lämmön tarkkailun.

Piirikaavio

Muuntajan käämityksen yksityiskohdat

Tr1-kytkentämuuntaja on haavoittanut kaksi ferriitti-EE-ydintä ja niiden molempien keskipylväsosuus on 16x20mm.

Siksi kokonaispoikkileikkaus lasketaan 16x40mm: ksi. Ole varovainen, ettei ydinalueelle jää ilmarakoa.

Hyvä vaihtoehto olisi käyttää 20 kierrosta ensiökäämitystä käämimällä se 14 halkaisijaltaan 0,5 mm: n johtimella.

Toissijaisessa käämityksessä on toisaalta kuusi 36x0,55 mm: n kupariliuskaa. Pienellä hajainduktanssilla suunniteltu eteenpäin suuntautuva muuntaja Tr2 noudattaa kolmisuuntaista käämitysprosessia kolmella kierretyllä eristetyllä johdolla, joiden halkaisija on 0,3 mm ja käämityksillä 14 kierrosta.

Ydinosa on valmistettu H22: sta, keskipylvään halkaisija on 16 mm, eikä siinä ole aukkoja.

Virtamuuntaja Tr3 on valmistettu EMI-vaimennuskuristimista. Vaikka ensiö on vain yksi kierros, toissijainen haavoitetaan 75 kierroksella 0,4 mm: n langalla.

Yksi tärkeä asia on pitää käämien napaisuus. Vaikka L1: ssä on ferriitti EE -ydin, keskimmäisen pylvään poikkileikkaus on 16x20mm ja 11 kierrosta kupariliuskaa 36x0,5mm.

Lisäksi kokonaisilmaväli ja magneettipiiri asetetaan 10 mm: iin ja sen induktanssi on 12 uH cca.

Jännitteen takaisinkytkentä ei todellakaan haittaa hitsausta, mutta se vaikuttaa varmasti kulutukseen ja lämmön menetykseen joutokäynnillä. Jännitepalautteen käyttö on melko tärkeää noin 1000 V: n korkean jännitteen takia.

Lisäksi PWM-säädin toimii suurimmalla käyttöjaksolla, mikä lisää virrankulutusta ja myös lämmityskomponentteja.

310 V: n tasavirta voitaisiin ottaa 220 V: n verkkovirrasta tasasuuntaamisen jälkeen siltaverkon kautta ja suodattamalla muutaman 10uF / 400V-elektrolyyttikondensaattorin läpi.

12 V: n virtalähde voidaan hankkia valmiista 12 V: n sovitinyksiköstä tai rakentaa kotona toimitettujen tietojen avulla tässä :

Alumiinihitsauspiiri

Tämän pyynnön lähetti minulle yksi tämän blogin omistautuneista lukijoista herra Jose. Tässä ovat yksityiskohdat vaatimuksesta:

Hitsauslaitteeni Fronius-TP1400 on täysin toimiva, enkä ole kiinnostunut muuttamaan sen kokoonpanoa. Tämä ikääntynyt kone on invertterikoneiden ensimmäinen sukupolvi.

Se on peruslaite hitsaukseen päällystetyllä elektrodilla (MMA-hitsaus) tai volframikaarikaasulla (TIG-hitsaus). Kytkin sallii valinnan.

Tämä laite tuottaa vain tasavirtaa, tämä on erittäin sopiva suurelle määrälle hitsattavia metalleja.

On olemassa muutamia metalleja, kuten alumiinia, koska sen nopea korroosio kosketuksissa ympäristön kanssa on välttämätöntä käyttää sykkivää vaihtovirtaa (neliöaalto 100-300 Hz), mikä helpottaa korroosion poistamista kierteissä, joissa on käänteinen napaisuus ja käännä sulaminen suorissa napaisuussyklissä.

Uskotaan, että alumiini ei hapettu, mutta se on väärin, mitä tapahtuu, että nolla hetkellä, kun se saa kosketuksen ilmaan, syntyy ohut hapettumiskerros ja joka siitä lähtien suojaa sitä seuraavalta seuraavalta hapettumiselta. Tämä ohut kerros vaikeuttaa hitsaustyötä, minkä vuoksi käytetään vaihtovirtaa.

Haluan tehdä laite, joka on kytketty DC-hitsauskoneeni liittimien ja polttimen väliin saadaksesi kyseisen vaihtovirran soihtuun.

Täällä minulla on vaikeuksia rakentaa CC-AC-muunninlaite. Rakastan elektroniikkaa, mutta en ole asiantuntija.

Joten ymmärrän teorian täydellisesti, katson HIP4080 IC: tä tai vastaavaa tietolomaketta nähdäksesi, että sitä on mahdollista soveltaa projektiini.

Mutta suuri vaikeuteni on, että en tee tarvittavaa komponenttien arvojen laskemista. Ehkä on olemassa jokin järjestelmä, jota voidaan soveltaa tai mukauttaa, en löydä sitä Internetistä enkä tiedä mistä etsiä, siksi pyydän apuasi.

Muotoilu

Sen varmistamiseksi, että hitsausprosessi pystyy eliminoimaan alumiinin hapettuneen pinnan ja pakottamaan tehokkaan hitsausliitoksen, olemassa oleva hitsaussauva ja alumiinilevy voidaan integroida täyssillan kuljettajan vaiheeseen, kuten alla on esitetty:

Rt, Ct voidaan laskea kokeilemalla ja virheellisesti, jotta mosfets värähtelisi millä tahansa taajuudella välillä 100 - 500 Hz. Tarkka kaava, johon voit viitata Tämä artikkeli .

15 V: n tulo voidaan toimittaa mistä tahansa 12 V: n tai 15 V: n vaihtovirta-DC-sovitinyksiköstä.