Распродажа

Электронные компоненты со склада по низким ценам, подробнее >>>

Журнал Радио

2004: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
2003: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
2002: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
2000: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1999: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1998: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1971: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1947: 
1, 2, 3, 4, 5
1946: 
1, 2, 3, 4-5, 6-7, 8-9

Новости электроники

В 14 раз выросло количество россиян на MediaTek Labs ? проекте по созданию устройств "интернета вещей" и "носимых гаджетов"

Сравнив статистику посещения сайта за два месяца (ноябрь и декабрь 2014 года), в MediaTek выяснили, что число посетителей ресурса из России увеличилось в 10 раз, а из Украины ? в 12. Таким образом, доля русскоговорящих разработчиков с аккаунтами на labs.mediatek.com превысила одну десятую от общего количества зарегистрированных на MediaTek Labs пользователей.

Новое поколение Джобсов или как MediaTek создал свой маленький "Кикстартер"

Амбициозная цель компании MediaTek - сформировать сообщество разработчиков гаджетов из специалистов по всему миру и помочь им реализовать свои идеи в готовые прототипы. Уже сейчас для этого есть все возможности, от мини-сообществ, в которых можно посмотреть чужие проекты до прямых контактов с настоящими производителями электроники. Начать проектировать гаджеты может любой талантливый разработчик - порог входа очень низкий.

Семинар и тренинг "ФеST-TIваль инноваций: MAXIMум решений!" (14-15.10.2013, Новосибирск)

Компания Компэл, приглашает вас принять участие в семинаре и тренинге ?ФеST-TIваль инноваций: MAXIMум решений!?, который пройдет 14 и 15 октября в Новосибирске.

Мне нравится

Комментарии

дима пишет в теме Параметры биполярных транзисторов серии КТ827:

люди куплю транзистар кт 827А 0688759652

тамара плохова пишет в теме Журнал Радио 9 номер 1971 год. :

как молоды мы были и как быстро пробежали годы кулотино самое счастливое мое время

Ивашка пишет в теме Параметры отечественных излучающих диодов ИК диапазона:

Светодиод - это диод который излучает свет. А если диод имеет ИК излучение, то это ИК диод, а не "ИК светодиод" и "Светодиод инфракрасный", как указано на сайте.

Владимир пишет в теме 2Т963А-2 (RUS) со склада в Москве. Транзистор биполярный отечественный:

Подскажите 2т963а-2 гарантийный срок

Владимир II пишет... пишет в теме Параметры биполярных транзисторов серии КТ372:

Спасибо!

Журнал Радио 8 номер 2003 год.

ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ

Инверторный источник сварочного тока Опыт ремонта и расчет электромагнитных элементов

В. ВОЛОДИН,
г. Одесса, Украина 

 Инверторные источники сварочного тока (ИИСТ), иногда не совсем правильно называемые высокочастотными, имеют явные преимущества перед классическими трансформаторными (меньшие масса и объем, превосходные нагрузочные характеристики), но не получили у нас широкого распространения. Вероятнее всего, из-за высокой, недоступной большинству потенциальных потребителей, стоимости.
Многие радиолюбители пытаются самостоятельно изготовить ИИСТ. Однако и на этом пути возникают значительные трудности, в первую очередь, связанные с отсутствием опыта разработки энергонапряженных устройств, в которых значения тока и напряжения выходят далеко за привычные пределы.
Автор делится опытом ремонта ИИСТ промышленного изготовления, потребовавшего подбора вышедшим из строя силовым элементам и довольно значительных изменений в схеме. Приводится методика расчета основных электромагнитных элементов ИИСТ.

В один прекрасный момент в мои руки попал неисправный сварочный аппарат RytmArc фирмы Castolin Eutectic, выпущенный в 1988 г. Бывший хозяин, уже не веря, что прибор можно отремонтировать, отдал его на запчасти. При осмотре аппарата выяснилось, что этот типичный представитель семейства ориентированных на бытовое применение однофазных ИИСТ малой мощности выполнен по типичной для аппаратов такого класса схеме однотактного прямоходового полумостового инвертора и предназначен для ручной электросварки постоянным током 5... 140 А при относительной продолжительности сварки до 100 % цикла сварка/пауза.

В исходном варианте инвертор был построен на мощных высоковольтных биполярных составных транзисторах ESM2953, которые и вышли из строя. Неисправными также оказались несколько транзисторов меньшей мощности, а некоторые детали просто отсутствовали.

В такой ситуации наиболее оправданным показалось решение купить новые транзисторы и заменить ими сгоревшие. Однако торговая фирма, в которой нашлись нужные транзисторы, предложила их по цене 65 долл. США за штуку при условии покупки целой упаковки — 50 штук. Естественно, этот вариант не прошел, и пришлось искать альтернативу. Выбор пал на биполярные транзисторы с изолированным затвором (Insulated Gate Bipolar Transistors — IGBT [1]) IRG4PC50U, которые свободно продавали в розницу по цене 14 долл. США за штуку.

В отличие от ESM2953, коллектор транзистора IRG4PC50U электрически соединен с его теплоотводящим основанием. Поэтому было решено, установив каждый IGBT на алюминиевую пластину размерами 30x25x4 мм, прижать последние к основному теплоотводу через слюдяные прокладки толщиной 0,5 мм. Так как слюды необходимой толщины в наличии не было, прокладки набраны из нескольких слоев более тонкой, «склеенных» теплопроводной пастой.

Чтобы запустить ИИСТ, потребовалось разработать и изготовить новый драйвер для управления IGBT и утерянный таймер ограничителя тока зарядки конденсатора фильтра сетевого выпрямителя. Плата блока управления, к счастью, ремонта не потребовала. Восстановленный аппарат безотказно функционирует уже более четырех лет.


Увеличить

Схема ИИСТ после ремонта приведена на рис. 1, а его внешний вид со снятой крышкой — на рис, 2, где отмечены основные элементы. Ввиду отсутствия заводской документации позиционные обозначения элементов с «фирменными» не совпадают.

Использованные в данном ИИСТ технические решения типичны для приборов такого класса. Тем, кто собирается ремонтировать или даже самостоятельно конструировать подобные приборы, полезно ознакомиться с его устройством подробнее.

При замыкании выключателя SA1 переменное напряжение 220В, 50Гц поступает на первичную обмотку трансформатора Т1, питающего все электронные узлы ИИСТ (кроме собственно инвертора), а через ограничивающий начальный бросок тока резистор R1 — на выпрямитель из двух соединенных параллельно диодных мостов VD1 и VD2.

Пульсации выпрямленного напряжения сглаживает оксидный конденсатор С2. По истечении требующейся для полной зарядки этого конденсатора приблизительно 1 с срабатывает таймер (его схема показана на рис. 3) и замкнувшиеся контакты реле К1.1 шунтируют резистор R1, исключая последний из цепи потребляемого от сети тока и устраняя таким образом бесполезную потерю энергии.
Фактически в ИИСТ в качестве К1 установлены два одинаковых реле, обмотки и контакты которых соединены параллельно. Еще одно реле К2 по сигналам, поступающим с платы блока управления, включает и выключает вентилятор М1. Датчиком температуры служит укрепленный на теплоотводе мощных транзисторов преобразователь температура—ток ВК1.

Инвертор на IGBT VT1 и VT2 преобразует выпрямленное сетевое напряжение в импульсное частотой приблизительно 30 кГц. Трансформатор ТЗ обеспечивает гальваническую развязку между сварочной цепью и сетью. Его коэффициент трансформации выбран таким, что амплитуда импульсов на вторичной обмотке вдвое больше заданного напряжения холостого хода ИИСТ. Подробно о принципе действия однотактного полумостового инвертора можно прочитать, например, в [2, 3].

Трансформатор тока Т2 включен последовательно в цепь первичной обмотки трансформатора ТЗ и предназначен для контроля протекающего здесь тока.

В высокочастотных импульсных инверторах индуктивности намагничивания и рассеяния трансформаторов вместе с паразитной индуктивностью монтажа накапливают значительную реактивную энергию. Превращение ее в тепло привело бы к значительному снижению КПД устройства. Поэтому, применяя специальные схемные решения, накопленную энергию стараются передать в нагрузку или рекуперировать — возвратить в источник питания.

В моменты изменения состояния силовых ключей каждая индуктивность, в том числе паразитная, становится источником импульсов напряжения самоиндукции, зачастую опасной для элементов преобразователя величины. Для уменьшения амплитуды этих импульсов предназначены демпфирующие RC-цепи с диодами и без них. Чтобы уменьшить вредную для работы ИИСТ индуктивность рассеяния, желательно применять трансформаторы с тороидальными магнитопроводами, а детально продуманная компановка аппарата уменьшает индуктивность монтажа.

Напряжение вторичной обмотки трансформатора ТЗ выпрямляет однополупериодный выпрямитель на диодах, находящихся в четырех диодных сборках VD7—VD10 (по два диода в каждой). Дроссель L1, включенный последовательно в сварочную цепь, сглаживает выпрямленный ток.

Блок управления генерирует открывающие IGBT инвертора импульсы, регулируя их скважность таким образом, чтобы внешняя нагрузочная характеристика ИИСТ соответствовала необходимой для высококачественной электросварки. На входы контроллера поступают сигналы обратной связи по напряжению (с выхода выпрямителя) и по току (со вторичной обмотки трансформатора тока Т2). Переменным резистором R2 регулируют сварочный ток.

На рис. 4 показана схема драйвера, усиливающего вырабатываемые блоком управления импульсы до амплитуды, необходимой для управления IGBT VT1 и VT2. Он разработан взамен драйвера, управлявшего биполярными транзисторами, установленными в ИИСТ до ремонта.

Трансформатор Т1 изолирует входные цепи двух идентичных каналов драйвера от блока управления и друг от друга. В данном случае трансформатор как изолирующий элемент имеет неоспоримое преимущество перед оптроном, так как при правильном выборе параметров автоматически ограничивает длительность поступающих на затворы IGBT импульсов величиной, при которой еще не входит в насыщение магнитопровод силового трансформатора ТЗ (см. рис. 1). Вторичные обмотки II и III изолирующего трансформатора подключены таким образом, что каналы работают синфазно, что и требуется для правильной работы однотактного инвертора.

Рассмотрим работу одного из каналов — верхнего по схеме.

Импульсы с обмотки II трансформатора Т1 через резистор R1 поступают на вход формирователя, собранного на микросхеме DD1. Усилитель мощности на транзисторах VT1 и VT2 обеспечивает быструю зарядку и разрядку характерной для IGBT довольно значительной емкости между затвором и эмиттером. Резистор R9 предотвращает колебательный процесс в контуре, образованном индуктивностью соединительного провода и входной емкостью IGBT.

Выпрямитель и стабилизатор напряжения питания собраны на диодном мосте VD1 и микросхеме DA1. Переменное напряжение на выпрямитель поступает от отдельной изолированной вторичной обмотки трансформатора Т1 (см. рис. 1). При изготовлении драйвера следует обращать особое внимание на качество изоляции между его каналами. Она должна выдерживать напряжение, превышающее удвоенную амплитуду сетевого.

Приступая к самостоятельной разработке ИИСТ, приходится столкнуться с множеством вопросов, которые при ремонте даже не возникают — все они уже так или иначе решены разработчиками и изготовителем.

Наибольшие сложности связаны с выбором полупроводниковых приборов, коммутирующих большой ток при сравнительно высоком напряжении. Очень важен правильный выбор схемы инвертора, расчет и конструирование его электромагнитных элементов.

При отсутствии опыта разработки разумно стремиться к повторению «обкатанных» решений.

Проблема усложняется тем, что практически отсутствует литература, в которой можно найти готовые проверенные методики проектирования ИИСТ. В [3], например, изложение настолько лаконично, что имеющиеся там расчеты практически невозможно распространить на специфические задачи разработки сварочного источника.

В приводимом далее материале выводы расчетных соотношений изложены довольно подробно. По мнению автора, это позволит радиолюбителям глубже понять происходящие в электромагнитных компонентах ИИСТ процессы и при необходимости скорректировать изложенную методику.

В условиях такой резко перемен ной нагрузки, как сварочная дуга, однотактный прямоходовой полумостовой инвертор выгодно отличается от других. Он не требует симметрирования, не подвержен такой болезни, как сквозные токи, ему достаточно сравнительно простого узла управления. В отличие от обратноходового инвертора, форма тока в элементах которого треугольная, в прямоходовом она прямоугольная. Поэтому при одном и том же токе нагрузки амплитуда импульсов тока в прямоходовом инверторе почти в два раза меньше.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Воронин П. Силовые полупроводниковые ключи. — М.: Додэка-XXI, 2001, с. 71—77.
  2. Бас А., Миловзоров В., Мусолин А. Источники вторичного электропитания с бестрансформаторным входом. — М.: Радио и связь, 1987, с. 43.
  3. Нвйввльт Г. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. — М.: Радио и связь, 1986, с. 75,76, 406—407, 466—472.
(Продолжение следует)

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 8 номер 2003 год





Алексей пишет...

Здравствуйте, нужно разработать сварочный инвертор с напряжением до 6в. Без образования дуги. Данная схема мне понравилась, подойдет думаю, при выборе требуемого трансформатора Т3. И некоторых элементов еще. Нужно измерять импеданс цепи электрода вместе с самим электродом. Как можно реализовать такую обратную связь? Если что можно написать на майл -leonardo1@bk.ru. Спасибо.

22/05/2015 14:14:41

Алексей пишет...

Здравствуйте, нужно разработать сварочный инвертор с напряжением до 6в. Без образования дуги. Данная схема мне понравилась, подойдет думаю, при выборе требуемого трансформатора Т3. И некоторых элементов еще. Нужно измерять импеданс цепи электрода вместе с самим электродом. Как можно реализовать такую обратную связь? Если что можно написать на майл -leonardo1@bk.ru. Спасибо.

25/05/2015 10:14:35

александр пишет...

Схема интересна

12/04/2016 15:52:36



Ваш комментарий к статье
Журнал Радио 8 номер 2003 год. :
Ваше имя:
Отзыв: Разрешено использование тэгов:
<b>жирный текст</b>
<i>курсив</i>
<a href="http://site.ru"> ссылка</a>