www.diagram.com.ua
www.diagram.com.ua

Русский: Русская версия English: English version

Translate it!

+ Поиск по всему сайту
+ Поиск по журналам
+ Поиск по статьям сайта
+ Поиск по каталогу схем
+ Поиск по схемам СССР
+ Поиск по Библиотеке

ВСЕ СТАТЬИ А-Я

БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
СПРАВОЧНИК
АРХИВ СТАТЕЙ

НОВОСТИ НАУКИ И ТЕХНИКИ, НОВИНКИ ЭЛЕКТРОНИКИ

ФОРУМЫ
ВАШИ ИСТОРИИ ИЗ ЖИЗНИ
ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ
ОТЗЫВЫ О САЙТЕ

КАРТА САЙТА

Бесплатная техническая библиотека РАЗДЕЛЫ БЕСПЛАТНОЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ БИБЛИОТЕКИ:
Архив и лента новостей
Книги и сборники
Технические журналы
Архив статей и поиск
Схемы и сервис-мануалы
Электронные справочники
Русские инструкции
Радиоэлектронные и электротехнические устройства

СКАЧАЙТЕ БЕСПЛАТНО:

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ БЕСПЛАТНО:
Автомобиль
Автомобильные электронные устройства
Аккумуляторы, зарядные устройства
Акустические системы
Альтернативные источники энергии
Антенны
Антенны КВ
Антенны телевизионные
Антенны УКВ
Антенные усилители
Аудио и видеонаблюдение
Аудиотехника
Блоки питания
Бытовая электроника
Бытовые электроприборы
Видеотехника
ВЧ усилители мощности
Галогенные лампы
Генераторы, гетеродины
Гирлянды
Гражданская радиосвязь
Детекторы напряженности поля
Дозиметры
Дом, приусадебное хозяйство, хобби
Зажигание автомобиля
Заземление и зануление
Зарядные устройства, аккумуляторы, батарейки
Защита электроаппаратуры
Звонки и аудио-имитаторы
Измерения, настройка, согласование антенн
Измерительная техника
Индикаторы, датчики, детекторы
Инструмент электрика
Инфракрасная техника
Кварцевые фильтры
Компьютерные интерфейсы
Компьютерные устройства
Компьютерный модинг
Компьютеры
Личная безопасность
Люминесцентные лампы
Медицина
Металлоискатели
Микроконтроллеры
Микрофоны, радиомикрофоны
Мобильная связь
Модернизация радиостанций
Модуляторы
Молниезащита
Музыканту
Начинающему радиолюбителю
Ограничители сигнала, компрессоры
Освещение
Освещение. Схемы управления
Охрана и безопасность
Охрана и сигнализация автомобиля
Охрана и сигнализация через мобильную связь
Охранные устройства и сигнализация объектов
Переговорные устройства
Передатчики
Передача данных
Предварительные усилители
Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы
Применение микросхем
Пускорегулирующие аппараты люминесцентных ламп
Работа с CAD-программами
Радиолюбительские расчеты
Радиолюбителю-конструктору
Радиоприем
Радиостанции портативные
Радиостанции, трансиверы
Радиоуправление
Разная бытовая электроника
Разные компьютерные устройства
Разные узлы радиолюбительской техники
Разные устройства гражданской радиосвязи
Разные электронные устройства
Разные электроустройства
Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы
Регуляторы тембра, громкости
Регуляторы тока, напряжения, мощности
Сварочное оборудование
Светодиоды
Синтезаторы частоты
Смесители, преобразователи частоты
Спидометры и тахометры
Справочник электрика
Справочные материалы
Стабилизаторы напряжения
Студенту на заметку
Телевидение
Телефония
Теория антенн
Техника QRP
Технологии радиолюбителя
Технология антенн
Трансвертеры
Узлы радиолюбительской техники
Усилители мощности
Усилители мощности автомобильные
Усилители мощности ламповые
Усилители мощности транзисторные
Усилители низкой частоты
Устройства защитного отключения
Фильтры и согласующие устройства
Цветомузыкальные установки
Цифровая техника
Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки
Электрику
Электрику. ПТЭ
Электрику. ПУЭ
Электрические схемы автомобилей
Электрические счетчики
Электричество для начинающих
Электробезопасность, пожаробезопасность
Электродвигатели
Электромонтажные работы
Электронный впрыск топлива
Электропитание
Электроснабжение
Электротехнические материалы

СТАТЬИ БЕСПЛАТНО:
Батарейки и аккумуляторы
Большая энциклопедия для детей и взрослых
Биографии великих ученых
Важнейшие научные открытия
Детская научная лаборатория
Должностные инструкции
Домашняя мастерская
Жизнь замечательных физиков
Заводские технологии на дому - простые рецепты
Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
Искусство аудио
Искусство видео
История техники, технологии, предметов вокруг нас
И тут появился изобретатель
Конспекты лекций, шпаргалки
Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
Любителям путешествовать - советы туристу
Мобильные телефоны
Моделирование
Опыты по физике
Опыты по химии
Нормативная документация по охране труда
Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
Охрана труда
Параметры, аналоги, маркировка радиодеталей
Радио - начинающим
Секреты ремонта
Советы радиолюбителям
Строителю, домашнему мастеру
Справочная информация
Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
Функциональный состав импортных ТВ
Функциональный состав, пульты, шасси, эквиваленты импортных телевизоров
Чудеса природы. Увлекательное путешествие вокруг земного шара
Шпионские штучки
Электрик в доме
Эффектные фокусы и их разгадки

ЖУРНАЛЫ БЕСПЛАТНО:
Блокнот Радиоаматора
Домашний компьютер
Домашний ПК
КВ журнал
КВ и УКВ
Квант
Компьютерра
Конструктор
Левша
Моделист-конструктор
М-Хобби
Наука и жизнь
Новости электроники
Новый Радиоежегодник
Популярная механика
Радио
Радио Телевизия Електроника
Радиоаматор
Радиодело
Радиодизайн
Радиокомпоненты
Радиоконструктор
Радиолюбитель
Радиомир
Радиосхема
Радиохобби
Ремонт и сервис
Ремонт электронной техники
Сам
Сервисный центр
Силовые машины
Схемотехника
Техника - молодежи
Химия и жизнь
ЭКиС
Электрик
Электроника
Юный техник
Юный техник для умелых рук
Я - электрик
A Radio. Prakticka Elektronika
Amaterske Radio
Chip
Circuit Cellar
Electronique et Loisirs
Electronique Pratique
Elektor Electronics
Elektronika dla Wszystkich
Elektronika Praktyczna
Everyday Practical Electronics
Evil Genius
Funkamateur
Nuts And Volts
QEX
QST
Radiotechnika Evkonyve
Servo
Stereophile

КНИГИ СЕРИЙНЫЕ БЕСПЛАТНО:
Библиотека по автоматике
Библиотека электромонтера
Библиотечка Квант
Библиотечка электротехника
Знай и умей
Массовая радиобиблиотека

КНИГИ ПО РАДИОТЕХНИКЕ И ЭЛЕКТРОНИКЕ БЕСПЛАТНО:
Автомобиль
Аппаратура СВЧ
Запись и воспроизведение звука
Ламповая аппаратура
Начинающему радиолюбителю
Охрана и безопасность
Радиолокация, навигация
Радиотехнические технологии
Радиоуправление, моделизм
Робототехника
Схемотехника
Теоретическая электроника, радиотехника
Усилители
Цифровая обработка сигналов
Электроника в быту
Электроника в медицине
Электроника в науке
Электроника для музыканта

КНИГИ ПО РЕМОНТУ БЕСПЛАТНО:
Ремонт аудиотехники
Ремонт бытовая техники
Ремонт видеотехники
Ремонт телевизоров ламповых
Ремонт телевизоров полупроводниковых
Ремонт мониторов
Ремонт оргтехники
Ремонт радиоприемников
Ремонт телефонов и факсов
Спутниковое телевидение
Теория телевидения
Теория ремонта электроники

КНИГИ ПО ИЗМЕРЕНИЯМ БЕСПЛАТНО:
Измерения и метрология
Измерительная аппаратура
Измерительная техника. Схемы и описания

КНИГИ ПО СВЯЗИ БЕСПЛАТНО:
Антенны
Аппаратура любительской радиосвязи
Линии связи, передача данных
Мобильные телефоны
Теория и практика радиосвязи

КНИГИ ПО ЭЛЕКТРИКЕ БЕСПЛАТНО:
Автоматика, автоматизация, управление
Аккумуляторы, элементы питания, зарядные устройства
Альтернативные источники энергии
Источники питания, стабилизаторы, преобразователи
Молниезащита
Осветительная аппаратура
Охрана труда, электробезопасность, пожаробезопасность
Релейная защита
Сварка, сварочное оборудование
Теория электротехники
Устройства телемеханики
Электрику, электромонтажнику, электромеханику
Электрические сети, воздушные и кабельные линии
Электродвигатели
Электрооборудование
Электропривод
Электростанции, подстанции
Электротехнические справочники
Энергетика, электроснабжение

СБОРНИКИ БЕСПЛАТНО:
В помощь радиолюбителю
Радиоаматор-лучшее
Радиоежегодник

СПРАВОЧНИКИ БЕСПЛАТНО:
Зарубежные микросхемы и транзисторы
Измерительная техника. Схемы и описания
Медицинская аппаратура
Механизмы импортной аудио и видеоаппаратуры
Прошивки зарубежной аппаратуры
Пульты ДУ импортных телевизоров
Радиокомпоненты Atmel
Радиокомпоненты Cirrus Logic
Радиокомпоненты Maxim
Радиокомпоненты Microchip
Радиокомпоненты Mitsubishi
Радиокомпоненты Motorola
Радиокомпоненты National Semiconductor
Радиокомпоненты Panasonic
Радиокомпоненты Philips
Радиокомпоненты Rohm
Радиокомпоненты Samsung
Радиокомпоненты Sharp
Радиокомпоненты Sony
Радиокомпоненты Toshiba
Соответствие моделей и шасси телевизоров
Строчные трансформаторы HR
Строчные трансформаторы Konig

СХЕМЫ И СЕРВИС-МАНУАЛЫ БЕСПЛАТНО:
Бытовая техника Beko
Бытовая техника Braun
Бытовая техника Candy
Бытовая техника Elenberg
Бытовая техника Elica
Бытовая техника Gorenje
Бытовая техника Hansa
Бытовая техника Merloni
Бытовая техника SEB
Бытовая техника Snaige
Бытовая техника Stinol
Бытовая техника Universal
Бытовая техника Whirpool

Зарубежные DVD-плееры
Зарубежные автомагнитолы
Зарубежная аудиоаппаратура
Зарубежные видеокамеры
Зарубежные видеомагнитофоны и видеоплееры
Зарубежные мониторы
Зарубежные моноблоки
Зарубежные телевизоры
Зарубежные телефоны
Зарубежные факсы

Мобильники Benq-Siemens
Мобильники Eastcom
Мобильники Ericsson
Мобильники Fly Bird
Мобильники LG
Мобильники Maxon
Мобильники Mitsubishi
Мобильники Motorola
Мобильники Nokia
Мобильники Panasonic
Мобильники Pantech
Мобильники Samsung
Мобильники Sharp
Мобильники Siemens
Мобильники Sony-Ericsson
Мобильники TCL
Мобильники Voxtel

Отечественные телевизоры
Отечественная аудиоаппаратура

Справочники по вхождению в режим сервиса

Схемы блоков питания импортных телевизоров и видеотехники

Телевизоры Avest
Телевизоры Beko
Телевизоры, аудио, видеотехника Elenberg, Cameron, Cortland
Телевизоры Erisson
Телевизоры Rainford
Телевизоры Roadstar
Телевизоры Rolsen
Телевизоры Vestel
Телевизоры Витязь
Телевизоры Горизонт
Телевизоры Рекорд
Телевизоры Рубин

Станки металлообрабатывающие
Электроинструмент Bocsh
Электроинструмент Makita

БЕСПЛАТНЫЙ АРХИВ СТАТЕЙ
(150000 статей в Архиве)

АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ СТАТЕЙ:
Библиотечка Квант указатель
Библиотека по автоматике указатель
Библиотека электромонтера указатель
Библиотечка электротехника указатель
Блокнот Радиоаматора указатель
В помощь радиолюбителю указатель
Знай и умей указатель
Массовая радиобиблиотека указатель
КВ и УКВ указатель
КВ журнал указатель
Квант указатель
Конструктор указатель
Моделист-конструктор указатель
Наука и жизнь указатель
Новости электроники указатель
Новый Радиоежегодник указатель
Популярная механика указатель
Радио указатель
Радиоаматор указатель
Радиоаматор-лучшее указатель
Радиоежегодник указатель
Радиодело указатель
Радиодизайн указатель
Радиокомпоненты указатель
Радиоконструктор указатель
Радиолюбитель указатель
Радиомир указатель
Радиосхема указатель
Радиохобби указатель
Ремонт и сервис указатель
Ремонт электронной техники указатель
Сам указатель
Сервисный центр указатель
Силовая электроника указатель
Схемотехника указатель
Техника - молодежи указатель
Химия и жизнь указатель
ЭКиС (Электронные компоненты и системы) указатель
Электрик указатель
Электроника указатель
Юный техник указатель
Я - электрик указатель

СПРАВОЧНИК БЕСПЛАТНО

ПАРАМЕТРЫ РАДИОДЕТАЛЕЙ БЕСПЛАТНО

ДАТАШИТЫ БЕСПЛАТНО

ПРОШИВКИ БЕСПЛАТНО

РУССКИЕ ИНСТРУКЦИИ БЕСПЛАТНО


Стол заказов СТОЛ ЗАКАЗОВ:

СХЕМЫ ПОД ЗАКАЗ:
Импортные DVD
Импортные автоаудио
Импортные аудио
Импортные видеокамеры
Импортные видеомагнитофоны
Импортные кондиционеры
Импортные мониторы
Импортные моноблоки
Импортные проекторы
Импортные СВЧ-печи
Импортная спутниковая аппаратура
Импортные стиральные машины
Импортные телевизоры
Импортные телефоны
Импортные факсы
Импортные фотоаппараты
Импортные холодильники

Отечественные автоаудио
Отечественные видеомагнитофоны
Отечественные магнитофоны
Отечественные мониторы
Отечественные приборы
Отечественные радиолы
Отечественные радиоприемники
Отечественные усилители
Отечественные цветные телевизоры
Отечественные черно-белые телевизоры
Отечественные электрофоны


Бонусы БОНУСЫ:

НА ДОСУГЕ:
Интерактивные флеш-игры
Игры он-лайн
Ваши истории
Знаете ли Вы, что...
Зрительные иллюзии
Веселые задачки
Каталог Вивасан
Палиндромы
Сборка кубика Рубика

ИСТОРИИ ИЗ ЖИЗНИ

ССЫЛКИ

ДОБАВИТЬ В ЗАКЛАДКИ

Оставить отзыв о сайте

ДИАГРАММА
© 2000-2017

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

Перевод:
Наталья Кузнецова

Контакты

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на http://www.diagram.com.ua

сделано в Украине
сделано в Украине

Диаграмма. Бесплатная техническая библиотека

Бесплатная техническая библиотека Бесплатная техническая библиотека Как скачивать файлы с сайта? Как скачивать файлы с сайта? Добавить в закладки, оставить отзывДобавить в закладки, оставить отзыв

Бесплатная техническая библиотека Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
Бесплатная библиотека / Электрику

Инверторный источник сварочного тока

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Сварочное оборудование

Комментарии к статье Комментарии к статье

Для проведения сварочных, литейных, гальванических и других работ требуется мощный специализированный источник напряжения или тока (иногда специальной формы). При анализе устройства таких источников было замечено, что их функциональные схемы практически совпадают. В предлагаемой статье приведен пример реализации преобразователя напряжения мостового типа на базе универсального микроконтроллерного управляющего модуля. Этот преобразователь пригоден не только для использования в инверторных источниках сварочного тока, но и в системах индукционного нагрева, источниках бесперебойного питания радиоэлектронной аппаратуры, источниках тока для гальваники, преобразователях частоты, источниках питания ультразвуковых генераторов.

Предлагаемый инверторный источник сварочного тока питается от сети переменного напряжения 170...240 В и рассчитан на ток нагрузки до 150 А в течение 70 % рабочего времени. Основное отличие этого источника от классических - отсутствие отдельного узла зарядки накопительного конденсатора, а также возможность приспособления к решению различных задач без изменения схемы блока управления, а лишь заменой программы микроконтроллера.

Функционально источник сварочного тока состоит из источника питания входящих в его состав узлов, тринисторного управляемого выпрямителя, высокочастотного мостового инвертора на IGBT с оптоизолированными узлами управления и внешнего сварочного блока. Принципиальная схема перечисленных блоков изображена на рис. 1. Выпрямителем и инвертором управляет, а также контролирует их работу микроконтроллерный блок контроля и управления, схема которого показана на рис. 2. Нумерация элементов на этих схемах - сквозная.

Инверторный источник сварочного тока
Рис. 1. Принципиальная схема внешнего сварочного блока (нажмите для увеличения)

Инверторный источник сварочного тока
Рис. 2. Схема микроконтроллерного блока контроля и управления

При замкнутых контактах автоматического выключателя SA1 переменное сетевое напряжение поступает на диодный мост, состоящий из диодов VD1, VD5 и диодов основного силового выпрямителя VD11, VD12. Выпрямленный ток заряжает до амплитуды сетевого напряжения конденсатор C4. Терморезистор RK1 JNR10S470L ограничивает ток зарядки.

Через резисторы R1, R2, R5 и R6 напряжение с конденсатора C4 поступает в цепь питания контроллера преобразователя напряжения DA1 ТОР233Р.

С момента старта до нарастания напряжения на конденсаторе C10 до 5 В микросхема DA1 работает в автогенераторном режиме. Когда это напряжение достигнуто, открывается выходная цепь параллельного интегрального стабилизатора DA2 TL431ALP, что вызывает протекание тока через резистор R9 и излучающий диод оптрона U1. Открывшийся фототранзистор этого оптрона замыкает цепь управления микросхемы DA1, обеспечивая закрывание ее выходного ключа и прекращение накопления энергии в магнитопроводе импульсного трансформатора T1. Пока этот ключ закрыт, накопленная энергия через вторичные обмотки трансформатора поступает в их нагрузки. На всех вторичных обмотках действуют гальванически развязанные между собой и от питающей сети напряжения. Более подробно с работой обратноходового преобразователя напряжения на микросхеме ТОР233Р можно ознакомиться в документе "TOP232-234 TOPSwitch-FX Family Design Flexible, EcoSmart®, Integrated Off-line Switcher", http://pdf.datasheetbank.com/pdf/ Power-Integrations/663 140.pdf.

Блок управления и контроля выполнен на микроконтроллере DD1 ATmega48-20AU. Цепь C34R59 задерживает запуск микроконтроллера до установки стабильного уровня питающего напряжения. По окончании формируемого этой цепью импульса начинает работать с частотой 8 МГц внутренний тактовый RC-генератор микроконтроллера. Эту частоту задают при программировании конфигурации микроконтроллера.

Сетевое синусоидальное напряжение через резисторы R34 и R35 поступает на диодный мост VD24. Выпрямленный им пульсирующий ток течет через излучающий диод оптрона U7, зашунтированный резистором R38. Вблизи перехода мгновенного значения сетевого напряжения через ноль ток через излучающий диод на некоторое время прекращается, а выходной транзистор оптрона U7 закрывается, что приводит к подаче синхронизирующего сигнала высокого логического уровня на вход PD2 микроконтроллера DD1.

Обрабатывая это событие, микроконтроллер с заданной задержкой устанавливает на своем выходе PB3 сигнал низкого уровня. Это вызывает протекание тока по цепи, состоящей из излучающего диода оптрона U2 и резистора R14. Фототранзистор оптрона U2 открывается, и сигнал c резистора R15 открывает p-канальный полевой транзистор VT1. Через открывшийся транзистор и резисторы R16 и R17 напряжение + 12 В с выпрямителя на диоде VD6 поступает в цепи управляющих электродов тринисторов Vs 1 и VS2. Тринисторы открываются.

Переменное сетевое напряжение поступает также на силовой мостовой выпрямитель, образованный диодами VD11 и VD12 и тринисторами VS1 и VS2. С момента их открывания и до смены полярности напряжения анод-катод, вызывающей закрывание тринисторов, происходит зарядка накопительного конденсатора C17. При каждом переходе питающего напряжения через ноль микроконтроллер уменьшает задержку открывания, поэтому зарядка происходит плавно. Ее продолжительность (в рассматриваемом варианте - около 5 с) задана программно.

В случае возникновения аварийной ситуации микроконтроллер не формирует на выходе PB3 сигнал, разрешающий открывание тринисторов, вследствие чего они остаются закрытыми. Цепи R18C15 и R20C16 исключают ложные открывания тринисторов под воздействием помех.

Завершив плавную зарядку накопительного конденсатора C17, программа начинает формировать на выходах PB1 и PB2 микроконтроллера импульсы управления ключами мостового инвертора, следующие с частотой 20 кГц (она задана программно). Коэффициент заполнения импульсов регулируют переменным резистором R33 в интервале 0,1...0,9.

С этих выходов сигналы управления, взаимно задержанные на половину периода частоты 20 кГц, поступают в выполненные на оптронах U3-U6 узлы управления IGBT VT2-VT5. Поскольку эти узлы идентичны, на схеме рис. 1 развернуто показан только один из них, построенный на оптроне U3.

Он питается от обмотки IV трансформатора T1 выпрямленным диодом VD9 напряжением 25 В. Временные диаграммы, поясняющие его работу, изображены на рис. 3. Эмиттер управляемого этим узлом IGBT VT5 соединен с выходом интегрального стабилизатора отрицательного напряжения DA3. За счет этого напряжение затвор-эмиттер IGBT, в зависимости от состояния оптрона, меняется от +18 В, при котором IGBT полностью открыт, до -7 В (IGBT надежно закрыт).

Инверторный источник сварочного тока
Рис. 3. Временные диаграммы

Импульсы с выхода PB2 микроконтроллера через резистор R60 поступают на соединенные последовательно излучающие диоды оптронов U3 и U4, управляющих соответственно IGBT VT5 и VT2. Поэтому эти IGBT открываются одновременно. IGBT VT3 и VT4 в это время остаются закрытыми, поскольку импульс на выходе PB1 отсутствует. Ток протекает по цепи плюсовая обкладка конденсатора C17, открытый IGBT VT2, трансформатор тока T4, обмотка I трансформатора T5 (в направлении от конца к началу), открытый IGBT VT5, трансформатор тока T3, минусовая обкладка конденсатора C17. Это индуктирует на вторичных обмотках трансформатора T5 напряжения, приложенные плюсом к аноду диода VD21 и минусом к аноду диода VD22. Сварочный ток течет по обмотке II трансформатора T5, открытому диоду VD21, дросселю L2 и по сварочной цепи.

В следующем полупериоде работы инвертора программа формирует импульс на выходе PB1 микроконтроллера, чем открывает IGBT VT3 и VT4. На выходе PB2 импульса нет, поэтому IGBT VT2 и VT5 закрыты. Ток протекает по цепи плюсовая откладка конденсатора C17, открытый IGBT VT4, обмотка I трансформатора T5 (в направлении от начала к концу), трансформатор тока T4, открытый IGBT VT3, трансформатор тока T2, минусовая обкладка конденсатора C17. Это индуктирует на вторичных обмотках трансформатора T5 напряжения, приложенные плюсом к аноду диода VD22 и минусом к аноду диода VD21. Сварочный токтечет по обмотке III трансформатора T5, открытому диоду VD22, дросселю L2 и сварочной цепи.

Регулируют сварочный ток переменным резистором R33, установленным на передней панели инвертора. На вход ADC2 микроконтроллера через интегрирующую цепь R46C30 поступает напряжение, зависящее от положения движка этого переменного резистора. Резисторы R41, R42, R45, R47 служат для исключения возможности повреждения входа ADC2 микроконтроллера при обрыве в цепи переменного резистора R33. АЦП микроконтроллера преобразует поданное на вход ADC2 напряжение в код, а программа обрабатывает его и, в зависимости от полученного результата, изменяет коэффициент заполнения импульсов на выходах PB1 и PB2.

Трансформаторы тока T2 и T3 служат датчиками защиты от замыкания в нагрузке и сквозного тока IGBT. При возникновении аварийной ситуации напряжение на вторичных обмотках этих трансформаторов возрастает. После выпрямления диодными сборками VD25 или VD26 оно через резистивный делитель R48R49 (конденсатор С29 подавляет помехи) поступает на неинвертирующий вход компаратора DA7.1. Образцовое напряжение на его инвертирующем входе формирует резистивный делитель R54R55 с помехоподавляющим конденсатором С32 (оно же подано и на неинвертирующий вход компаратора DA7.2). При превышении сигналом, поступившим на вход 5, образцового напряжения (это происходит при протекании через первичные обмотки трансформаторов T2 или T3 тока более 30 А) на выходе компаратора DA7.1 формируется импульс высокого уровня. Через интегрирующую цепь R58C35, позволяющую избежать ложных срабатываний, он поступает на инвертирующий вход компаратора DA7.2. Если длительность аварийного импульса превысит 5 мс, то на вход PD3 микроконтроллера с выхода компаратора DA7.2 поступит сигнал, который запретит программе формирование управляющих импульсов на выходах PB1 и PB2.

Трансформатор тока T4 служит датчиком рабочего тока в обмотке I трансформатора T5. Выпрямленное мостом из диодов сборок VD23 и VD27 напряжение вторичной обмотки трансформатора T4 через интегрирующую цепь R52C31 поступит на вход ADC1 микроконтроллера. Оно будет измерено и обработано программно. При превышении измеренным током значения 25 А программа корректирует коэффициент заполнения импульсов управления IGBT.

Защита от перегрева выполнена на терморезисторе RK2 KTY81/210. От температуры зависят его сопротивление и уровень сигнала на входе ADC0 микроконтроллера. В случае превышения допустимой температуры программа уменьшает коэффициент заполнения импульсов на выходах PB1 и PB2 или вовсе прекращает их формирование до остывания терморезистора.

После подачи на микроконтроллер питания и запуска его внутреннего тактового генератора программа ожидает прихода на вход PD2 сигнала перехода мгновенного значения сетевого напряжения через нулевой уровень. По получении такого сигнала она запускает два внутренних таймера. Содержимое счетного регистра одного из них используется для управления скоростью зарядки конденсатора C17.

Второй таймер обслуживает защиту инвертора. Он перезапускает микроконтроллер при отсутствии в течение 10 мс сигнала перехода сетевого напряжения через нулевой уровень, в результате чего работа программы начинается заново. Через 9,95 мс с момента получения сигнала перехода через ноль программа подает сигнал открывания тринисторов, устанавливая высокий уровень на выходе PB3 микроконтроллера. По получении следующего такого сигнала уровень на выходе PB3 становится низким. Следующий сигнал открывания тринисторов будет подан через 9,9 мс, поэтому они останутся открытыми на 0,5 мс дольше. За счет постепенного увеличения продолжительности открытого состояния тринисторов конденсатор C17 плавно заряжается. Примерно через 5 с микроконтроллер станет подавать сигнал открывания тринисторов непрерывно. Снят он будет только при пропадании напряжения в питающей сети или в ситуации "Авария".

До полной зарядки конденсатора C17 сигналы управления IGBT программа не формирует. По завершении его зарядки на выходах PB1 и PB2 микроконтроллера появляются последовательности импульсов, следующих с периодом 50 мкс, взаимно сдвинутые на полпериода (25 мкс). Длительность импульсов зависит от напряжения, поступающего на вход ADC2 микроконтроллера. Ее минимальное значение - 2,5 мкс, максимальное - 22,5 мкс (остальные 2,5 мкс полупериода - минимальная пауза, необходимая для гарантированного закрывания ранее открытых IGBT).

Действие аварийной защиты основано на прекращении формирования сигналов управления IgBt в ситуациях "Авария", "Авария 2" и "Перегрев 2". Ситуация "Авария" возникает при повышении напряжения на входе ADC1 микроконтроллера. Это напряжение преобразуется в двоичный код. В зависимости от его значения длительность сигналов управления IGBT сначала плавно уменьшается, а если это не дает результата, формирование импульсов совсем прекращается.

При поступлении сигнала высокого логического уровня на вход PD3 ситуация "Авария 2" возникает без задержки. Условие возникновения ситуации "Перегрев 2" - повышенное напряжение на входе ADC0 микроконтроллера. Оно также преобразуется в двоичный код, результатом анализа которого становится уменьшение длительности импульсов управления либо их полное выключение. После устранения причин возникновения аварийных ситуаций работа инверторного источника автоматически возобновляется.

Загрузочный файл программы микроконтроллера weld.hex приложен к статье. Конфигурация микроконтроллера должна быть установлена следующей: расширенный байт - 0xFF, старший байт - 0xDD, младший байт - 0xE2. Программатор подключают к разъему XP9.

Конструктивно основная часть деталей сварочного источника размещенана печатной плате размерами 140x92,5 мм, чертеж печатных проводников которой изображен на рис. 4.

Инверторный источник сварочного тока
Рис. 4. Печатная плата

С нижней стороны печатной платы (рис. 5) расположены элементы для поверхностного монтажа, а также диоды VD11 и VD12, тринисторы VS1 и VS2, IGBT VT2-VT5. На верхней стороне (рис. 6) - остальные элементы. Силовые цепи выполнены навесными проводами сечением не менее 2,5 мм2. Магнитопроводы трансформаторов тока T2, T3, T4 типоразмера К20х12х6 из феррита 2000НМ1 с вторичными обмотками, содержащими по 200 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,25 мм, надеты на эти провода.

Инверторный источник сварочного тока
Рис. 5. Элементы на печатной плате

Инверторный источник сварочного тока
Рис. 6. Элементы на печатной плате

Трансформатор T1 установлен на верхней стороне печатной платы. Его магнитопровод - кольцо типоразмера К24х13х7,5 из пермаллоя МП140, изолированное слоем лакоткани. Намоточные данные приведены в табл. 1, причем порядок, в котором наматывают обмотки, соответствует их номерам на схеме. Витки обмоток I, VI и VII распределены равномерно по всему периметру магнитопровода. Каждая из остальных обмоток намотана на своем сегменте магнитопровода и не перекрывается. Все обмотки изолированы лакотканью.

Таблица 1

Обмотка Выводы Число витков Провод Диаметр, мм (сечение, мм2)
I 13-14 117 ПЭВ-2 0,25
II 1-2 7 ПЭВ-2 0,25
III 3-4 29 ПЭВ-2 0,25
IV 5-6 29 ПЭВ-2 0,25
V 7-8 29 ПЭВ-2 0,25
VI 9-10 15 МГТФ (0,35)
VII 11-12 15 МГТФ (0,12)

Дроссель L1 - EC24.

Конденсатор C17 закреплен над верхней поверхностью платы на стойках высотой 20 мм. Они прижимают к его выводам монтажные лепестки с припаянными к ним проводами, соединяемыми с выводами конденсатора. Для соединения силовых проводов с выводами IGBT VT2-VT5, тринисторов VS1 и VS2, диодов VD11 и VD12 на печатной плате предусмотрены контактные площадки с отверстиями. Эти элементы через изоляционные прокладки прижаты к блоку теплоотводов, как показано на рис. 7.

Инверторный источник сварочного тока
Рис. 7. Блок теплоотводов

Выходной трансформатор T5, дроссель L2, выпрямительные диоды VD21, VD22 размещены на отдельном блоке теплоотводов. Намоточные данные трансформатора T5 приведены в табл. 2. Его магнитопровод - Гаммамет ГМ414 кл. 2 типоразмера ОЛ64х40х30. Первичная обмотка изолирована от магнитопровода и вторичных обмоток двойными слоями лакоткани.

Таблица 2

Обмотка Выводы Число витков Провод Диаметр, мм
I 1-2 20 ПЭВ-2 0,65x12
II 3-4 5 ПЭВ-2 0,65x24
III 5-6 5 ПЭВ-2 0,65x24

Обмотка дросселя L2 намотана на магнитопроводе ШЛМ20х32 из электротехнической стали толщиной 0,08 мм пакетом из пяти медных мягких лент толщиной 0,1 мм и шириной немного меньше высоты окна магнитопровода. Пакетом, изолированным лакотканью, сделано семь витков. Магнитопровод собран с немагнитным зазором длиной 1,8 мм.

Между блоками теплоотводов расположены два вентилятора типоразмера 80х80 мм от компьютерного блока питания, подключаемые к разъемам XP1 и XP2. Один вентилятор обдувает трансформатор T5, дроссель L2 и конденсатор C17. Его воздушный поток направлен в сторону трансформатора T5. Второй вентилятор находится между блоками теплоотводов. Его воздушный поток направлен в сторону диодов VD21 и VD22.

Сетевой кабель ПВС 2х2,5 мм2 подключен к зажимам 1 и 3 (верхним) автоматического выключателя SA1. К зажимам 2 и 4 (нижним) этого выключателя подключены по два провода сечением 1,5 мм2. Один из проводов от зажима 2 соединен с анодом тринистора VS2, а другой - с катодом диода VD12 (через печатные проводники соединения между ними нет). Один из проводов от зажима 4 идет к аноду тринистора VS1, а второй - к катоду диода VD11. Соединения между ними через печатные проводники тоже нет. Переменный резистор R33 регулировки тока установлен на передней панели корпуса и соединен с разъемом XP8 жгутом из трех проводов. Терморезистор RK2 закреплен на теплоотводе прижимной скобой.

Программу микроконтроллера можно скачать с ftp://ftp.radio.ru/pub/2017/03/weld.zip.

Авторы: А. Жарков

Смотрите другие статьи раздела Сварочное оборудование.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Рекомендуем скачать в нашей Бесплатной технической библиотеке:

журналы Радио 1986 (архив за год)

журналы Техника - молодежи 1945 (архив за год)

книга Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1000 В. Коваленский И.В., 1977

книга Громкоговорители и их применение. Эфрусси М.М., 1976

статья Ликвидация последствий чрезвычайных ситуаций

статья Принцип работы телефонных карт

справочник Вхождение в режим сервиса зарубежных телевизоров. Книга №38

Оставьте свой комментарий к этой статье:

Имя:

E-mail (не обязательно):

Комментарий:

[lol][;)][roll][oops][cry][up][down][!][?]