Схема инвертор: Инвертор напряжения ⋆ diodov.net

Инвертор напряжения ⋆ diodov.net

С развитием альтернативных источников энергии, в частности с массовым внедрением солнечных панелей, инвертор напряжения находит все более широкое применение. Поскольку применяется как постоянный, так и переменный ток, то часто возникает необходимость в преобразовании энергии одного рода в другой. Устройства, преобразующие переменный ток в постоянный называются выпрямителями. В качестве выпрямителя чаще всего применяют диодный мост. А устройство, преобразующее постоянный ток в переменный называют инвертором.

По ряду положительный свойств большую популярность завоевал инвертор напряжения. Особенно широко он используется с целью преобразования электрической энергии постоянного тока аккумуляторной, солнечной батареи или суперконденсатор в переменное напряжение 230 В, 50 Гц для питания большинства промышленных устройств.

Принцип работы инвертора напряжения

Представим, что у нас имеется источник электрической энергии постоянного тока такой, как аккумулятор или гальванический элемент и потребитель (нагрузка), который работает только от переменного напряжения. Как преобразовать один вид энергии в другой? Решение было найдено довольно просто. Достаточно подключить аккумулятор к потребителю сначала одной полярностью, а затем через короткий промежуток отключить аккумулятор, а потом снова подключить, но уже обратной полярностью. И такие переключения повторять все время через равные промежутки времени. Если выполнять таких переключений 50 раз за секунду, то на потребитель будет подаваться переменное напряжение частотой 50 Гц. Роль переключателей чаще всего выполняют транзисторы или тиристоры, работающие в ключевом режиме.

На схеме, приведенной ниже, изображен источника питания

U_ип с клеммами 1-2 и потребитель R_нL_н, обладающий активно-индуктивным характером, с клеммами 3-4. В один момент времени потребитель клеммами 3-4 подключается к клеммам 1-2 U_ип, при этом I от U_ип протекает в направлении L_нR_н, а в следующий момент клеммы 3-4 изменяют свое положение и I протекает в противоположном направлении относительно потребителя электрической энергии.

Схема инвертора напряжения

Наиболее распространённая схема инвертора напряжения состоит из четырех IGBT транзисторов

VT₁…VT₄, включенных по схеме моста, и четырех обратных диодов, обозначенных VD₁…VD₄, параллельно соединенных с управляемыми полупроводниковыми ключами во встречном направлении. Преобразователь питает активно-индуктивную нагрузку. Именно она является самой распространенной, поэтому была взята за основу.

Входные клеммы инвертора подключаются к U_ип. Если таким источником служит диодный выпрямитель, то выход его обязательно шунтируется конденсатором C.

В силовой электронике наибольшее применение нашли транзисторы с изолированным затвором IGBT (именно они показаны на схеме) и GTO, IGCT тиристоры. При оперировании меньшими мощностями вне конкуренции полевые транзисторы MOSFET.

В момент времени

t₁ открываются VT₁ и VT₄, а VT₂ и VT₃ – закрыты. Образуется единственный путь для протекания тока через нагрузку: «+» U_ип – VT₁ – нагрузка R_нL_н – VT₄ – «-» U_ип. Таким образом, на интервале времени t₁ ‑ t₂ создается замкнутая цепь для протекания i_н в соответствующем направлении.

Режим работы схемы

Для изменения направления i_н снимаются управляющие импульсы с баз VT₁

и VT₄ и подаются сигналы на открытие второго и третьего VT_2,3. В точке t₂ на оси времени t, первый и четвертый VT_1,4 закрыты, а второй и третий – открыты. Однако, поскольку нагрузка активно-индуктивная, то i_н не может мгновенно изменить направление на противоположное. Этому будет препятствовать энергия, запасенная на индуктивности L_н. Поэтому он будет сохранять прежнее направление до тех пор, пока не рассеется все энергия, запасенная на индуктивности в виде магнитного поля, равная W_м = (L_н∙i²)/2.

В связи с этим, на отрезке времени

t₂ – t₃ ток будет протекать через диоды VD₂ и VD₃, сохраняя прежнее направление на R_нL_н, но пройдет в обратном направлении через U_ип или конденсатор C, если источником энергии является диодный выпрямитель. Поэтому следует обязательно установить конденсатор C, если преобразователь подключен к диодному выпрямителю. Иначе прервется путь протекания i_н, в результате чего возникнут сильное перенапряжение, которое может повредить изоляцию потребителя и выведет из строя полупроводниковые приборы.

В момент времени t₃ вся запасенная на индуктивности энергия снизится до нуля. Начиная с момента t₃ до момента t₄

под действием приложенного U_ип через открытые полупроводниковые ключи VT₂ и VT₃ будет протекать i_н через L_нR_н уже в другую сторону.

В точке t₄, расположенной на оси времени t, снимается управляющий сигнал с VT_1,3, а VT₁ и VT₄ открываются. Однако i_н продолжает протекать в ту же сторону, пока не расходуется энергия, запасенная в индуктивности. Это будет происходить на интервале времени t₄ – t₅

.

Работа схемы

Начиная с момента t₅ i_н изменить направление и потечет от U_ип через L_нR_н по пути через VT₁ и VT₄. Далее все процессы, протекающие в электрической цепи, будут повторяться. На L_нR_н форма напряжения будет прямоугольной, но ток на активно-индуктивной нагрузке будет иметь пилообразную форму за счет наличия индуктивности, которая не позволяет ему мгновенно вырасти и снизиться. Если потребитель имеет чисто активный характер (индуктивность и емкость практически равны нулю), то формы i_н и u_н будет в виде прямоугольников.

Поскольку VT₁…VT₄ попарно открывались на всей протяженности соответствующих полупериодов, то на выходе преобразователя формировалось максимально возможное u_н, поэтому через L_нR_н протекал i_н максимальной величины. Однако часто требуется обеспечить плавное нарастание мощности на потребителе, например для постепенного увеличения яркости освещения или частоты вращения вала двигателя.

Следует пояснить, что сигналы, поступающие из системы управления СУ, подаются не сразу на базы полупроводниковых ключей, а посредством драйвера. Так как современные СУ построены на безе микроконтроллеров, которые выдают маломощные сигналы, не способные открыть IGBT, то для увеличения мощности открывающего импульса применяется промежуточное звено – драйвер. Кроме того на часто драйвер выполняет множество дополнительных функций – защищает транзистор от короткого замыкания, перегрева и т.п.

Инвертор напряжения с регулированием выходных параметров

Самый простой способ изменить величину uн заключается в регулировании величины подводимого U_ип, если такая возможность имеется. Например, для регулируемого выпрямителя это не проблема. Но такие источники электрической энергии как аккумуляторная батарея, суперконденсатор или солнечная батарея не имеют данной возможности. Поэтому регулировка частоты и величины выходного u_н полностью возлагается на инвертор.

Для регулирования величины u_н одну пару диагонально противоположных транзисторов следует открыть несколько ранее, чем в рассмотренном выше случае. Поэтому алгоритмом системы управления следует предусмотреть сдвигу управляющих сигналов. Например, подаваемых на открытие VT₁ и VT₄ относительно импульсов управления, подаваемых на базы

VT₂ и VT₃, на некоторый угол, называемый углом управления α.

Обратите внимание, что амплитудное значение u_н остается неизменной величины и приблизительно равно значению U_ип, но действующее значение u_н будет снижаться по мере увеличения угла управления α. Рассмотрим, как это работает.

На интервале времени от t₁ до t₂ открыта пара транзисторов VT₁ и VT₄; iн протекает справа налево, как показано на схеме. В момент t₂ закрывается первый транзистор и открывается второй. Ток сохраняет прежнее направление, а нагрузка оказывается замкнутой, в результате чего напряжение на ней падает практически до нуля, соответственно снижается и i_н.

Далее из системы управления поступает команда и VT₂ открывается, а VT₄ закрывается. Однако накопленная в индуктивности энергия не позволяет току i_н изменить свое направление, и он протекает по прежней цепи, только уже через диоды VD₂ и VD₃ встречно источнику питания. Длительность этого процесса продолжается до точки времени t₄. В точке t₄ под действием приложенного U_ип i_н изменяет знак на противоположный.

Широтно-импульсная модуляция

Такой алгоритм работы полупроводниковых ключей в отличие от предыдущего алгоритма формирует паузу определенной длительности, которая в конечном итоге приводит к снижению действующего значения u_н. Для формирования i_н синусоидальной формы применяется широтно-импульсная модуляция ШИМ. Преобразователь с ШИМ, а точнее алгоритм его работы, предусматривающий ШИМ, мы рассмотрим отдельно.

Также следует заметить, что рассмотренный алгоритм управления полупроводниковыми ключами называется широтно-импульсным регулированием ШИР, который часто путают с ШИМ, хотя разница огромная.

В преобразовательной технике ШИМ практически вытеснила ШИР, поскольку обладает рядом положительных свойств, благодаря которым повышается КПД всего устройства и снижается уровень электромагнитных помех. Поэтому в дальнейшем мы рассмотрим инвертор напряжения с ШИМ.

Еще статьи по данной теме

Электрические Схемы Сварочных Инверторов — tokzamer.ru

Причем использование последнего сейчас признается более разумным. Устанавливаются на радиатор.

Получаемый результат связан с выходом постоянного сварочного тока, сила которого является очень высокой, а напряжение низким. Мост модифицирует ток из переменного в постоянный.

Получить на выходе устройства ток достаточной силы для того, чтобы можно было с его помощью эффективно выполнять сварочные работы, позволяет понижающий напряжение трансформатор, установленный за инверторным блоком.
Схемы сварочных инверторов самодельных и заводских.

Сопротивление резистора — 47 ом. У новой версии три импульсных трансформатора, в то время как у старой только два.

Возможные неисправности и способы их устранения Даже надёжные электронные компоненты могут иногда выходить из строя, поломки случаются при неправильной эксплуатации сварочных инверторов. Одновременно происходит возрастание силы сварочного тока, которая превышает А.

Вот схема.

Для обеспечения циркуляции воздуха между обмотками оставляется воздушный зазор.

Датчик срабатывает при достижении критической температуры нагрева какого-либо элемента.

РЕМОНТ СВАРОЧНОГО ИНВЕРТОРА ИНТЕРСКОЛ ИСА 250/10, 6

Типовая схема и принцип работы инвертора

В этом и заключается основная роль трансформатора T3. Читать далее. Для питания микросхем и элементов, которые расположены на плате управления, используется интегральный стабилизатор на 15 вольт — LMA. По принципу действия он очень схож с импульсными блоками питания, например, компьютерными блоками питания AT и ATX.

Проверка работоспособности После сборочных и отладочных работ проверяется работоспособность сварочного аппарата. Модуль ключей представлен четырьмя транзисторами в каждой из четырех групп.

Дополнительное расположение конденсаторов 0,15 мкФ позволяет сбрасывать избыток мощности обратно в цепь.

При этом принцип функционирования последнего является неизменным.

Трансформатор понижает ток до уровня напряжения, равного В.

Вот тут и вступает в работу выпрямитель, как раз занимающийся тем, чтобы поступающий ток имел постоянные параметры.

Сопротивление резистора — 47 ом. Показатель напряжения холостого хода 62 В.
ДВА в ОДНОМ. СВАРКА + ИНДУКЦИОННАЯ ПЕЧЬ. Краткий обзор. Сварочный аппарат — нагреватель 2 в 1

Читайте также: Подключить электричество на участок

Виды инверторных источников сварочного тока

Корпус с вентилятором системы охлаждения.

Принципиальная схема аппаратов инверторного типа Для того чтобы понимать суть работы современного сварочного агрегата, необходимо знать из каких блоков состоит принципиальная схема сварочного инвертора, который обеспечивает энергией дугу короткого замыкания при сварочном процессе.

Оно состоит из 2—4 конденсаторов и дросселя.

Эти ситуации могут происходить по причине недостаточного охлаждения силовых элементов при высокой температуре окружающего воздуха, а также при работе в условиях запылённой или слишком влажной атмосферы. Причем использование последнего сейчас признается более разумным. Как работает сварочный инвертор Формирование тока большой силы, при помощи которого создается электрическая дуга для расплавления кромок соединяемых деталей и присадочного материала, — это то, для чего предназначен любой сварочный аппарат.

Этот элемент подает на силовую часть сварочного агрегата электроток. Давайте немного подробнее разберемся с описанной схемой.

В условиях повышенной влажности могут возникать утечки, которые также могут привести к неисправности. Электрическая схема инвертора включает в себя следующие обязательные компоненты: Питающий блок.

Важным этапом является решение задачи, связанной с выбором необходимой технологии, оптимизирующей работу силовой части. В устройство входит силовой трансформатор. Для улучшения теплового контакта нужно использовать кремнийорганическую термопасту.

Если он попросту закипает, значит, в схеме есть недочеты и работу лучше не продолжать. Понижение высокочастотного напряжения; 4. Исключительная стабильность напряжения, подаваемого на сварочную дугу, обеспечивается за счет автоматических элементов электрической схемы инвертора. Поэтому в случае ремонта заменять диоды в выходном выпрямителе следует именно быстродействующими.
Ремонт сварочного инвертора Ресанта 190А. Не включается .Repair welding inverter 190A Resanta

Cхемы сварочных инверторов

Возможные неисправности и способы их устранения Даже надёжные электронные компоненты могут иногда выходить из строя, поломки случаются при неправильной эксплуатации сварочных инверторов.

Все сварочные аппараты делятся на несколько основных групп: Для проведения электродуговой сварки при применении покрытых специальным составом электродов применяется оборудование типа ММА. Далее мы приводим блок-схему функционирования стандартного инвертора, которая наглядно демонстрирует принцип его применения. Возможные неисправности и способы их устранения Даже надёжные электронные компоненты могут иногда выходить из строя, поломки случаются при неправильной эксплуатации сварочных инверторов.

Пайка платы.

Выводы Инвертор — сложное электронное устройство, но простое в использовании, его подключают к электрической цепи с напряжением V и без опасения проводить сварочные работы. При испытаниях следует добавлять витки до тех пор, пока дуга не начнёт ощутимо сильно тянуться, мешая отрыву.

Схемы аппаратов Сварис

Конденсаторы, установленные в фильтре, после активации зарядки способны выдавать большой силы ток, который сжигает, поэтому инвертор обеспечивается плавным пуском. Несмотря на применение схожей схемы при создании практически всех инверторов, они существенно отличаются друг от друга. Электрическая схема предполагает работу агрегата на основе импульсных преобразователей высокой частоты. Обычные выпрямительные диоды с такой задачей бы не справились — они бы просто не успевали открываться и закрываться, нагревались и выходили бы из строя.

Возможные неисправности и способы их устранения Даже надёжные электронные компоненты могут иногда выходить из строя, поломки случаются при неправильной эксплуатации сварочных инверторов. Модуль ключей представлен четырьмя транзисторами в каждой из четырех групп. Затем происходит выравнивание тока при наличии конденсатора и его поступление к блоку транзистора.

Принципиальная электрическая схема в деталях: составляющие

Таким образом, на первом этапе мы получаем на выходе с выпрямителя постоянный ток, имеющий значение более V. Ранее в сварочных инверторах использовались трансформаторы, очень мощные, работающие за счет обмотки трансформатора и имеющие, из-за этого, размеры и вес, делающие сварочные аппараты громоздкими и неудобными в применении. Инверторное устройство еще раз преобразовывает электроток теперь уже в переменный , увеличивая при этом его частоту.

Через них протекают огромные токи. Часть 1. При устройстве вторичной обмотки витки наматываются в несколько слоев. Если напряжение провода меньше В, значит, устройство неисправно.
Схема китайского инвертора

Устройство сварочного инвертора.

Принцип работы сварочного инвертора

В настоящее время стали очень популярны и доступны по цене сварочные аппараты инверторного типа.

Несмотря на свои положительные качества, они, как и любое другое электронное устройство, временами выходит из строя.

Чтобы отремонтировать инвертор сварочного аппарата нужно хотя бы поверхностно знать его устройство и основные функциональные блоки.

В первых двух частях будет рассказано об устройстве сварочного аппарата модели TELWIN Tecnica 144-164. В третьей части будет рассмотрен пример реального ремонта сварочного инвертора модели TELWIN Force 165. Информация будет полезна всем тем начинающим радиолюбителям, которые хотели бы научиться самостоятельно ремонтировать сварочные аппараты инверторного типа.

Дальше будет много букв – наберитесь терпения .

Сам инверторный сварочный аппарат представляет не что иное, как довольно мощный блок питания. По принципу действия он очень схож с импульсными блоками питания, например, компьютерными блоками питания AT и ATX. Вы спросите: «Чем они похожи? Это ведь абсолютно разные устройства…». Схожесть заключается в принципе преобразования энергии.

Основные этапы преобразования энергии в инверторном сварочном аппарате:

• 1. Выпрямление переменного напряжения электросети 220V;

• 2. Преобразование постоянного напряжения в переменное высокой частоты;

• 3. Понижение высокочастотного напряжения;

• 4. Выпрямление пониженного высокочастотного напряжения.

Это кратко, так сказать, на пальцах . Такие же преобразования происходят в импульсных блоках питания для ПК.

Спрашивается, а зачем нужны эти пляски с бубном (несколько ступеней преобразования напряжения и тока)? А дело тут вот в чём.

Ранее основным элементом сварочного аппарата являлся мощный силовой трансформатор. Он понижал переменное напряжение электросети и позволял получать от вторичной обмотки огромные токи (десятки – сотни ампер), необходимых для сварки. Как известно, если понизить напряжение на вторичной обмотке трансформатора, то можно во столько же раз увеличить ток, который может отдать нагрузке вторичная обмотка. При этом уменьшается число витков вторичной обмотки, но и растёт диаметр обмоточного провода.

Из-за своей высокой мощности, трансформаторы, которые работают на частоте 50 Гц (такова частота переменного тока электросети), имеют весьма большие размеры и вес.

Чтобы устранить этот недостаток были разработаны инверторные сварочные аппараты. За счёт увеличения рабочей частоты до 60-80 кГц и более, удалось уменьшить габариты, а, следовательно, и вес трансформатора. За счёт увеличения рабочей частоты преобразования в 4 раза удаётся снизить габариты трансформатора в 2 раза. А это приводит к уменьшению веса сварочного аппарата, а также к экономии меди и других материалов на изготовление трансформатора.

Но где взять эти самые 60-80 кГц, если частота переменного тока электросети всего 50 Гц? Тут на выручку приходит инверторная схема, которая состоит из мощных ключевых транзисторов, которые переключаются с частотой 60-80 кГц. Но чтобы транзисторы работали, необходимо подать на них постоянное напряжение. Его получают от выпрямителя. Напряжение электросети выпрямляется мощным диодным мостом и сглаживается фильтрующими конденсаторами. В результате на выходе выпрямителя и фильтра получается постоянное напряжение величиной более 220 вольт. Это первая ступень преобразования.

Вот это напряжение и служит источником питания для инверторной схемы. Мощные транзисторы инвертора подключены к понижающему трансформатору. Как уже говорилось, транзисторы переключаются с огромной частотой в 60-80 кГц, а, следовательно, трансформатор работает также на этой частоте. Но, как уже говорилось, для работы на высоких частотах требуются менее громоздкие трансформаторы, ведь частота то уже не 50 Гц, а все 65000 Гц! В результате трансформатор «сжимается» до весьма малых размеров, а мощность его такая же, как и у здоровенного собрата, который работает на частоте 50 Гц. Думаю, идея понятна.

Вся эта петрушка с преобразованием привела к тому, что в схемотехнике сварочного аппарата появляется куча всяких дополнительных элементов, служащих для того, чтобы аппарат стабильно работал. Но, хватить теории, перейдём к «мясу», а точнее к реальному железу и тому, как оно устроено.

Устройство сварочного аппарата инверторного типа. Часть 1. Силовой блок.

Разбираться в устройстве сварочного инвертора желательно по схеме конкретного аппарата. К сожалению, схемы на TELWIN Force 165 я не нашёл, поэтому нагло позаимствуем схему из руководства по ремонту другого аппарата – TELWIN Tecnica 144-164. Фотографии аппарата и его начинки будут от TELWIN Force 165, так как именно он оказался в моём распоряжении. Исходя из анализа схемотехники и элементной базы, особых отличий между этими моделями практически нет, если не учитывать мелочи.

Внешний вид платы сварки TELWIN Force 165 с указанием расположения некоторых элементов схемы.

Принципиальная схема сварочного аппарата инверторного типа TELWIN Tecnica 144-164 состоит из двух основных частей: силовой и управляющей.

Сначала разберёмся в схемотехнике силовой части. Вот схема. Картинка кликабельна (нажмите для увеличения – откроется в новом окне).

Сетевой выпрямитель.

Как уже говорилось, сначала переменный ток электросети 220V выпрямляется мощным диодным мостом и фильтруется электролитическими конденсаторами. Это нужно для того, чтобы переменный ток электросети частотой 50 герц стал постоянным. Конденсаторы С21, С22 нужны для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения, которые всегда присутствуют после диодного выпрямителя. Выпрямитель реализован по классической схеме диодный мост. Он выполнен на диодной сборке PD1.

Следует знать, что на конденсаторах фильтра напряжение будет больше в 1,41 раза, чем на выходе диодного моста. Таким образом, если после диодного моста мы получим 220V пульсирующего напряжения, то на конденсаторах будет уже 310V постоянного напряжения (220V * 1,41 = 310,2V). Обычно же рабочее напряжение ограничивается отметкой в 250V (напряжение в сети ведь может быть и завышенным). Тогда на выходе фильтра мы получим все 350V. Именно поэтому конденсаторы имеют рабочее напряжение 400V, с запасом.

А что в железе?

На печатной плате сварочного аппарата TELWIN Force 165 элементы сетевого выпрямителя занимают довольно большую площадь (см. фото выше). Выпрямительный диодный мост установлен на охлаждающий радиатор. Через диодную сборку протекают большие токи и диоды, естественно, нагреваются. Для защиты диодного моста на радиаторе установлен термопредохранитель, который размыкается при превышении температуры радиатора выше 90С⁰. Это элемент защиты.

В выпрямителе применяются диодные сборки (диодный мост) типа GBPC3508 или аналогичный. Сборка GBPC3508 рассчитана на прямой ток (I₀) — 35А, обратное напряжение (V_R) — 800V.

После диодного моста установлены два электролитических конденсатора (здоровенькие бочонки) ёмкостью 680 микрофарад каждый и рабочим напряжением 400V. Ёмкость конденсаторов зависит от модели аппарата. В модели TELWIN Tecnica 144 – 470 мкф., а в TELWIN Tecnica 164 – 680 мкф. Постоянное напряжение с выпрямителя и фильтра подаётся на инвертор.

Помеховый фильтр.

Для того чтобы высокочастотные помехи, которые возникают из-за работы мощного инвертора, не попадали в электросеть, перед выпрямителем устанавливается фильтр ЭМС – электромагнитной совместимости. На английский манер аббревиатура ЭМС обозначается как EMC (ElectroMagnetic Compatibility). Если взглянуть на схему, то фильтр EMC состоит из элементов С1, C8, C15 и дросселя на кольцевом магнитопроводе T4.

Инвертор.

Схема инвертора собрана по схеме так называемого «косого моста». В нём используется два мощных ключевых транзистора. В сварочном инверторе ключевыми транзисторами могут быть как IGBT-транзисторы, так и MOSFET. Например, в моделях Telwin Tecnica 141-161 и 144-164 используются IGBT-транзисторы (HGTG20N60A4, HGTG30N60A4), а в модели Telwin Force 165 применены высоковольтные MOSFET-транзисторы (FCA47N60F). Оба ключевых транзистора устанавливаются на радиатор для отвода тепла. Фото одного из двух транзисторов MOSFET типа FCA47N60F на плате TELWIN Force 165.

Снова взглянем на принципиальную схему и найдём на ней элементы инвертора.

Постоянное напряжение коммутируется транзисторами Q5 и Q8 через обмотку импульсного трансформатора T3 с частотой гораздо большей, чем частота электросети. Частота переключений может составлять несколько десятков килогерц! По сути, создаётся переменный ток, как и в электросети, но только он имеет частоту в несколько десятков килогерц и прямоугольную форму.

Для защиты транзисторов от опасных выбросов напряжения используются демпфирующие RC-цепи R46C25, R63C30.

Для понижения напряжения используется высокочастотный трансформатор T3. С помощью транзисторов Q5, Q8 через первичную обмотку трансформатора T3 (обмотка 1-2) коммутируется напряжение, которое поступает от сетевого выпрямителя (DC+, DC-). Это то самое постоянное напряжение в 310 – 350V, которое было получено на первом этапе преобразования.

За счёт коммутирующих транзисторов постоянное напряжение преобразуется в переменное. Как известно, трансформаторы постоянный ток не преобразуют. Со вторичной обмотки трансформатора T3 (обмотка 5-6) снимается уже намного меньшее напряжение (около 60-70 вольт), но максимальный ток может достигать 120 – 130 ампер! В этом и заключается основная роль трансформатора T3. Через первичную обмотку течёт небольшой ток, но большого напряжения. Со вторичной обмотки уже снимается малое напряжение, но большой ток.

Размеры этого самого трансформатора невелики.

Его вторичная обмотка выполнена несколькими витками ленточного медного провода в изоляции. Сечение провода внушительное, да и не мудрено, ток в обмотке может достигать 130 ампер! 

Далее со вторичной обмотки импульсного трансформатора переменный ток высокой частоты выпрямляется мощными диодными выпрямителями. С выхода выпрямителя (OUT+, OUT-) снимается электрический ток с нужными параметрами. Это и необходимо для проведения сварочных работ.

Выходной выпрямитель.

Выходной выпрямитель собран на базе мощных сдвоенных диодов с общим катодом (D32, D33, D34). Эти диоды обладают высоким быстродействием, т. е. они могут быстро открываться и также быстро закрываться. Время восстановления t_rr < 50 ns (50 наносекунд).

Это свойство очень важно, поскольку они выпрямляют переменный ток высокой частоты (десятки килогерц). Обычные выпрямительные диоды с такой задачей бы не справились – они бы просто не успевали открываться и закрываться, нагревались и выходили бы из строя. Поэтому в случае ремонта заменять диоды в выходном выпрямителе следует именно быстродействующими.

В выпрямителе используются сдвоенные диоды марок STTH6003CW, FFh40US30DN, VS-60CPH03 (с ними мы ещё встретимся ). Все эти диоды являются аналогами, рассчитаны на прямой ток 30 ампер на один диод (60 ампер на оба) и обратное напряжение 300 вольт. Устанавливаются на радиатор.

Для защиты диодов выпрямителя используется демпфирующая RC-цепочка R60C32 (см. схему силовой части).

Схема запуска и реализация «мягкого пуска».

Для питания микросхем и элементов, которые расположены на плате управления, используется интегральный стабилизатор на 15 вольт – LM7815A. Он установлен на радиатор. Напряжение питания на стабилизатор поступает с основного выпрямителя PD1 через два последовательно включенных резистора R18, R35 (6,8 кОм 5W). Эти резисторы понижают напряжение и участвуют при запуске схемы.

Напряжение +15 со стабилизатора U3 (LM7815A) поступает на управляющую схему. Далее, когда схема управления и драйвер «раскачали» мощную схему инвертора, то на дополнительной вторичной обмотке трансформатора T3 (обмотка 3-4) появляется напряжение, которое выпрямляется диодом D11.

Через диод D9 напряжение питания поступает на интегральный стабилизатор LM7815A и теперь схема «запитывает» как бы сама себя. Вот такой вот хитрый «приём».

Выпрямленное напряжение после диода D11 также служит для питания реле RL1, охлаждающего вентилятора V1 и индикаторного светодиода D10 (Verde – «Зелёный»). Резисторы R40, R41, R65, R37 гасят излишки напряжения. Для стабилизации напряжения питания вентилятора V1 (12V) применяется 5-ти ваттный стабилитрон D36 на 12V.

Реле RL1 обеспечивает плавный запуск инвертора («мягкий пуск»). Разберёмся с этим подробнее.

В момент включения сварочного аппарата начинается заряд электролитических конденсаторов. В самом начале зарядный ток очень велик и может вызвать перегрев и выход из строя диодов выпрямителя. Чтобы уберечь диодную сборку от повреждения зарядным током применяется схема ограничения заряда (или «мягкого пуска»). Взглянем на схему.

Основным элементом схемы «мягкого пуска» служит резистор R4, мощность которого 8W (8 ватт). Сопротивление резистора – 47 ом. Именно на него возложена роль ограничения зарядного тока в первые моменты после включения.

После того, как заряд конденсаторов закончился, а инвертор начал работу в штатном режиме, электромагнитного реле RL1 замыкает контакты. Контакты реле шунтируют резистор R4, и в дальнейшем он не участвует в работе схемы, так как весь ток проходит через контакты реле. Таким образом реализован плавный запуск.

На плате инвертора TELWIN Force 165 также можно найти элементы схемы «мягкого пуска». В качестве реле RL1 выступает электромагнитное реле модели Finder на рабочее напряжение 24V (параметры контактов реле – 16A 250V~).

Итак, мы узнали о том, что сварочный инвертор состоит из сетевого выпрямителя 220V, мощного инвертора на транзисторах, понижающего трансформатора и выходного выпрямителя. Это силовые части схемы. Через них протекают огромные токи. Но где же «мозги» этого устройства? Кто управляет работой инвертора?

Об этом мы узнаем из следующей части нашего повествования. Читать далее.

Главная &raquo Мастерская &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Схема работы и основные детали сварочного инвертора

Уникальные возможности инверторов и вполне понятная схема сварочного аппарата объясняют тот высокий интерес, который проявляют к ним многие пользователи.

Некоторые из них даже пытаются изготовить аппарат своими руками. Однако для того чтобы собрать сварочный аппарат в домашних условиях необходимо хотя бы приблизительно знать, что представляет собой схема инвертора.

Лишь после изучения схемного решения этого электронного прибора можно будет собрать качественный бытовой инвертор и в случае необходимости самостоятельно отремонтировать его.

Как происходит преобразование

Электрические схемы инверторных устройств от различных производителей могут отличаться небольшими деталями, однако все они работают по одному и тому же алгоритму. Основная задача встроенной электроники во всех случаях сводится к следующему:

• обеспечить выпрямление входного сетевого напряжения;
• преобразовать (инвертировать) его в импульсный сигнал относительно высокой частоты;
• понизить уровень полученного импульсного сигнала до требуемого значения и снова выпрямить его на выходе устройства.

Основная цель этой цепочки – получить постоянный ток величины, необходимой для поддержания сварочного процесса. Причём сделать это нужно так, чтобы используемые в схеме детали позволили снизить габариты и вес всего аппарата в целом.

Поскольку электронный преобразователь состоит из полупроводниковых деталей, то поставленная перед конструкторами задача решается без особых проблем. Инвертор всегда значительно меньше по размерам, чем обычный трансформаторный преобразователь тока.

Однако схема сварочного инвертора значительно сложнее, и собрать ее своими руками с нуля практически невозможно. Можно только использовать готовые части, соединив в общую конструкцию.

Ещё одним достоинством инвертора является возможность электронного регулирования амплитудного значения тока. Это позволяет расширить возможности прибора, варить металл разной толщины, в том числе сваривать достаточно тонкие детали. Причем делать это можно без механических регуляторов, заметно уступающих по надёжности своим электронным аналогам.

Пояснения к работе аппарата

Хорошо знакомые с электроникой специалисты сразу заметят, что рассмотренный принцип преобразования используется в блоках питания большинства современных электронных приборов (в компьютерах, холодильниках, телевизорах и так далее).

Основная особенность электросхем (схемных решений) инверторов – это увеличение частоты переменного сигнала за счёт его преобразования (инвертирования).

Многим неспециалистам не вполне понятно, зачем нужно дважды преобразовывать один и тот же сигнал, сначала выпрямляя его, затем превращать в переменный, а после снова выпрямлять.

Дело в том, что размеры и вес основного узла любого сварочного аппарата – его трансформатора – определяются не только мощностью, но и частотой протекающего через обмотки тока. Чем выше рабочая частота – тем более лёгким и компактным получается сам трансформатор.

Зависимость от частоты достаточно сильна; при её четырехкратном увеличении габариты трансформаторного модуля снижаются вдвое.

Поскольку типовая схема инверторных источников сварочного тока обеспечивает повышение частоты с 50 Герц до 60-80 килогерц –выигрыш в габаритах и весе может оказаться очень существенным.

В итоге получается очень лёгкий и компактный сварочный инвертор, при изготовлении которого расходуется минимум дорогих материалов (включая дефицитную медь).

Сетевой выпрямитель

Особенности работы инвертора предполагают наличие на его входе постоянного сигнала, получаемого путём выпрямления сетевого напряжения 220 Вольт. Выпрямительный модуль состоит из классического диодного мостика и нескольких конденсаторов, обеспечивающих фильтрацию получаемых после выпрямления пульсаций.

К источнику электроэнергии, обеспечивающему электрическим питанием сварочный инвертор, выпрямитель подключён через ещё одну фильтрующую цепочку, защищающую сеть от высокочастотных помех.

Большие рабочие токи выпрямителя сильно нагревают диодный мост, вследствие чего во время работы он нуждается в непрерывном охлаждении. Один из традиционных способов снижения температуры – крепление моста на специальном радиаторе с термическим предохранителем, отключающим схему при его нагреве до 90°.

После подключения резонансного сварочного инвертора к сети, зарядный ток конденсаторов увеличивается настолько, что может вызывать пробой элементов диодного мостика.

Во избежание этого каждый сварочный инвертор должен оборудоваться схемой обеспечения плавного запуска. Для этого в неё вводятся элемент коммутации (реле) и резистор, ослабляющий уровень потребляемого тока в момент включения.

После того как инверторный аппарат выходит на рабочий режим функционирования, реле своими контактами блокирует резистор, отключая его временно от схемы.

Импульсный преобразователь

На выходе выпрямительного модуля увеличенное напряжение 310 Вольт поступает на участок схемы с транзисторами. Они в сварочном инверторе выполняют функцию импульсных ключей.

Основное функциональное назначение транзисторов – обеспечение коммутации подводимого к ним напряжения с целью получения импульсного сигнала прямоугольной формы частотой в диапазоне от 60 до 80 килогерц.

Ключевые транзисторы так же, как и диодные мостики, всегда монтируются на радиаторах, обеспечивающих возможность их постоянного охлаждения. Для защиты этих элементов от перенапряжения в схеме предусмотрены специальные демпферные RC-цепочки. Работу остальных преобразовательных модулей сварочного инвертора стоит рассмотреть отдельно.

Импульсный трансформатор

Важнейшим элементом схемы любого сварочного агрегата, определяющим особенности технологического процесса сварки, является понижающий трансформатор.

В сварочных инверторах он отличается особой компактностью. Другое существенное отличие этого узла от традиционных трансформаторов – наличие ещё одной (дополнительной) выходной обмотки, предназначенной для запитывания схемы управления.

На приёмную обмотку инверторного преобразователя поступает последовательность прямоугольных импульсов величиной порядка 310 Вольт и частотой 60-80 килогерц. При этом наводимое во вторичной обмотке напряжение снижается до 60-70 Вольт (за счёт меньшего количества витков).

Одновременно с этим величина тока в выходных цепях сварочного инвертора возрастает до 110-130 Ампер, после чего ток подвергается окончательному выпрямлению.

Выходное выпрямительное устройство

Сигнал, формируемый высокочастотным трансформатором, должен быть преобразован в постоянный ток, используемый для получения сварочной дуги. Для этого необходим выходной выпрямительный узел.

Его схема построена на основе сдвоенных диодов, отличающихся высоким быстродействием и определяющих максимальный потребляемый ток всего сварочного аппарата. Эти выходные элементы также устанавливаются на охлаждающие радиаторы.

Схема запуска устройства работает так. В момент включения напряжение питания через стабилизаторный блок подаётся на модуль управления и сразу активирует его.

После этого в работу вступают ключевые транзисторы, благодаря чему во вспомогательной обмотке трансформатора начинает действовать переменное напряжение.

Затем оно выпрямляется с помощью диодного мостика и через стабилизатор начинает самостоятельно питать управляющую схему, отключая последнюю от сетевого выпрямителя сварочного инвертора.

Управляющий модуль

Управляющая схема предназначена для координации переключений всех узлов сварочного инвертора. Её основу составляет микросхема с функцией микроконтроллера, осуществляющего широтно-импульсную модуляцию входного сигнала. Основная задача этой схемы – управление переключением инверторных транзисторов, стоящих на её выходе.

Помимо этого, в состав управляющего модуля входит ряд дополнительных элементов, облегчающих процесс формирования импульсного сигнала и управления его параметрами.

Благодаря принципиально иной схеме работы, сварочные аппараты инверторного типа позволяют получать стабильную дугу. Инвертор делает сварку компактной, быстрой и удобной.

Коэффициент полезного действия при этом возрастает почти до 90%, а потребляемая мощность снижается, что приводит к экономии электроэнергии. Применение транзисторов и диодов открывает возможности для развития сварочной техники.

Появляются аппараты с дополнительными функциями, такими, как автоматическое отключение и программирование работы.

Схема сварочного инвертора: принципиальная электрическая схема аппарата

На чтение 6 мин. Просмотров 5.3k. Опубликовано 16.02.2019

Схема и схема значительно отличаются друг от друга. Во втором случае базу ранних агрегатов, чтобы провести сварочные работы, составляют трансформаторы с понижающим типом, что придает им габаритность и тяжесть.

На сегодняшний день современное оборудование, за счет частой эксплуатации во время производства, стало легким, компактным, с широким спектром возможностей и особенностей.

Главный элемент в электросхеме сварочных инверторов заключается в импульсивном преобразователе, благодаря которому вырабатывается высокочастотный ток.

Классификация инверторов

Каждый отдельный тип сварочных работ подразумевает использование определенного инверторного оборудования, которое необходимо ещё правильно выбрать. У каждой модели есть схема с особенностями, отличной характеристикой от других агрегатов и спектром возможностей.

Оборудования от современных производителей одинаково используются предприятиями в производственной сфере, а также любителями бытовой эксплуатации.

Изготовители регулярно изменяют принципиальные электрические схемы для того чтобы усовершенствовать их, наделить новым функционалом и повысить качество их технических характеристик.

Инверторное оборудование является основным устройством, при помощи которого выполняют такие технологические операции:

• электродуговая сварка с использованием плавящего либо неплавящегося электрода;
• плазменная резка;
• работы со сваркой по технологии полуавтоматики либо автоматики.

Помимо перечисленного, инверторное оборудование также считается самым эффективным способом, чтобы сварить алюминиевые детали, элементы из нержавеющей стали и иных материалов со сложной свариваемостью.

[box type=”fact”]Несмотря на индивидуальные особенности каждой модели и каждой электросхемы, в результате инвертор для сваривания делает шов качественным, надежным и аккуратным, вне зависимости от использованного вида технологий.[/box]

Стоит также отметить, что он отличается компактностью, легким весом, благодаря чему его можно использовать при любых условиях, отнести в любое место, где проводится сварочный процесс.

Схема инвертора для сварки

Электрическая схема сварочного инвертора

Схема инверторного сварочного агрегата имеет особенную характеристику и функционал, в который входят следующие составляющие:

1. Орган управления и индикации.
2. Система, отвечающая за работу термической защитной функции и управлением охлаждающим вентилятором.
   Сюда также относят вентилятор самого инверторного аппарата и датчик с температурными показателями.
3. Электрические принципиальные схемы подразумевают под собой наличие ШИМ-контроллера, состоящий из трансформатора с током, датчика с током нагрузки.
4. Система питания на детали слаботочного участка электросхемы аппаратного инвертора для сварки.
5. В преобразователе схемы может устанавливаться механизм, благодаря которому в силовую систему аппарата поступает электропитание.
   Сюда относится емкостный фильтр, выпрямитель, а также нелинейная зарядная цепь.
6. Силовая часть с однотактным конвертором.
   В неё также входят: силовой трансформатор, выпрямитель вторичного типа и дроссель для выхода тока.

В каждом описании принципиальной должна быть краткая характеристика всех составляющих элементов.

Принцип работы схемы аппарата для сварки

Основной целью инверторного сварочного агрегата является создание тока с высокой мощностью, который формируется в электрическую дугу. Та, в свою очередь, плавит кромки свариваемых элементов и присадочный материал.

Все это происходит на большом диапазоне особенностей конструкции. Стоит также отметить и то, что схема сварочного аппарата помогает в ИПС ремонте любого устройства.

Схема инвертора для сварочных работ.

Примерно механизм действия электронной схемы выглядит следующим образом:

1. Ток с переменной частотой в 50 гц через обычную электрическую сеть попадает в выпрямитель, в котором преобразовывается ток в постоянный.
2. Затем ток происходит обработку для сглаживания за счет использования специализированной системы.
3. После фильтра ток оказывается в самом инверторе, который, в свою очередь, должен переформировать его обратно в переменный, однако прибавляя к нему высокую частоту.
4. Затем, применяя трансформатор, снижается напряжение в переменном токе с высокими частотами, благодаря чему усиливается его действие.

[box type=”info”]Чтобы более детально разобраться во всех нюансах принципиальной схемы сварочного инвертора, необходимо изучить все элементы по отдельности с их механизмом действия.[/box]

Достоинства и недостатки сварочных аппаратов инверторного типа

Инверторный сварочный аппарат, как и любая другая техника, имеет свои достоинства и недостатки.

Схема сварочного аппарата инверторного типа.

К основным преимуществам этого оборудования, которое так умело заменило обычный трансформатор, можно отнести:

1. За счет нового подхода к производству конструкций инверторного типа для сваривания металлов, а также новому контролю за током большинство моделей весит от 5 до 12 килограмм, в отличие от трансформаторов, которые имеют вес в 18-35 килограмм.
2. У данных устройств есть достаточно высокий показатель КПД. Это происходит благодаря тому, что аппарат потребляет минимальное количество энергии для нагрева всех систем и механизмов. К примеру, трансформатор для сварки быстро нагревается, что приводит к перегреву и выходу из строя оборудования.
3. В некоторых электросхемах трансформатора, также как и в инверторах, сварка может проходить при помощи электродов вне зависимости от его вида.
4. Рассматриваемые устройства, за счет повышенного показателя КПД, тратят электроэнергию вдвое меньше, нежели простой трансформатор для сваривания.
5. Многие современные оборудования имеют в своей структуре опции, благодаря которым минимизируется процесс совершения ошибок мастера во время технологических работ. К таким опциям можно отнести антизалипание и быстрый розжиг дуги.
6. В некоторых устройствах встроена функция программирования, благодаря которой мастер с точностью и максимальной оперативностью регулирует режим работы во время сварочного процесса конкретного вида.
7. Наличие высокое универсальности данных конструкций обуславливается регулированием всех систем, используя ток в широком диапазоне. Это дает возможность применять оборудование, что сваривает разнометалловые детали и выполняет процедуру с любой технологией.

У схем также имеются и недостатки.

Они заключаются в следующих аспектах:

1. Инверторные оборудования сваривания на рынке стоят достаточно дорого, до 50% больше, чем цена классических трансформаторов для сварочных работ.
2. Принципиальная электрическая схема инверторного сварочного аппарата подразумевает, что чаще всего будет ломаться такой механизм, как транзистор.
   Он является достаточно уязвимой деталью, что влечет за собой ремонт стоимостью до 60% от стоимости всего оборудования. Из этого можно сделать вывод, что ремонт сам по себе – дорогое удовольствие.
3. Поскольку принципиальные электросхемы у инверторов, чтобы сваривать материал, являются достаточно сложными, специалисты не советуют их эксплуатировать во время плохой погоды, либо на морозе, чтобы не вывести из строя механизмы и сохранить аппарат на долгий период.
   Для сварочных работ в поле либо других открытых пространствах необходимо организовать и соорудить специальное закрытое место с отоплением, где можно будет воспользоваться данным агрегатом для сваривания.

Итог

Для некоторых специалистов схема сварки представляет собой дополнительную подсказку при сборке агрегатов для сваривания металлов, что позволяет быстро выполнить нужную работу. Достаточно важно обладать базовыми познаниями в сфере электротехники.

Доступность схем сварочных инверторов обуславливается их принципиальностью, иными словами любому мастеру для сборки понадобиться либо инструкция, либо чертежи. Стоит обратить внимание, что в принципиальных электрических схемах делается акцент на достижение стабильности высокого уровня у сварочной дуги.

Электрическая и принципиальная схема сварочного инвертора

Чтобы обеспечить горение сварочной дуги, используются инверторы. У данных устройств есть определенные преимущества, недостатки, отличительные особенности. Схема сварочного инвертора включает в себя конструкционные элементы, каждый узел выполняет свою операцию.

Принцип работы

Если разобрать сварочный инвертор, можно поближе рассмотреть силовой трансформатор. Он является основным узлом конструкции и отвечает за уровень напряжения. Ток, исходящий от источника, должен быть понижен.

Схема сварочного инвертора

Важно! На плате управления используются конденсаторы, резисторы, отвечающие за проводимость электрического потока.

Чтобы частота находилась на уровне 50 герц, используется стабилизатор. К дополнительным элементам относится выпрямитель тока (отвечает за пульсацию) и дроссель, стабилизирующий выходное напряжение. Устройство работает в цепи постоянного, переменного тока. Когда напряжение выпрямляется, оно подается на дугу и разрешается заниматься сварочными работами.

Сварочные работы

Технические характеристики

При рассмотрении инверторов рекомендуется сосредоточиться на таких характеристиках:

• напряжение от сети,
• допустимый размер электрода,
• напряжение без нагрузки,
• рабочий цикл,
• класс защиты,
• показатель нагревостойкости,
• температура эксплуатации.

Сварочные инверторы

Конструкция инверторного сварочного аппарата

Внутри сварочного инвертора имеется множество элементов, которые взаимодействуют между собой. К основным модулям силового блока приписывают следующее:

• выпрямитель напряжения,
• помеховый фильтр,
• преобразователь (он же инвертор),
• высокочастотный выпрямитель на выходе.

Рассматривая плату управления, на ней используются системы для охлаждения транзисторов, фильтров. У современных инверторов установлен радиатор, выпрямитель и преобразователь. Есть кулер, нацеленный на понижающий трансформатор.

Понижающий трансформатор

Важно! На плате управления может быть один или несколько помеховых фильтров и конденсаторов под них.

Рядом с понижающим трансформатором необходим датчик тока, интегральный стабилизатор. Продвинутые инверторы высокого уровня поставляются с реле мягкого пуска.

Достоинства и недостатки

К сильным сторонам оборудования важно приписать следующее:

• высокая эффективность,
• значительная удельная мощность,
• ассортимент в наличии,
• сфера применения.

Недостатки также всем знакомы, речь идёт о высокой стоимости продукции. Агрегаты не отличаются долгим сроком эксплуатации. Когда электронная плата перегорает, сделать что-либо нереально.

Электронная плата

Проблема кроется в незащищенности корпуса. На рабочем месте, как правило, большое количество пыли и грязи. Всё это оседает на внутренних элементах конструкции и происходит сбой.

Правильное назначение

Сварочные аппараты подходят для продуктивной работы в домашних условиях, а также в мастерских. Разнообразие функций в устройствах делает их разносторонними. Стандартные сварочные инверторы обеспечивают постоянный ток сварки, поэтому считаются универсальными агрегатами. Они подходят для сварки и резки чёрных, цветных металлов.

Полуавтоматика отличается тонким и ровным швом, практически не оставляет после себя следов. Плазморез востребован в промышленной сфере, годится для профессиональных работ. Резка металла происходит на высокой скорости. Допускаются различные типы заготовок.

Плазморезы

Интересно! Плазморезы годятся для длинных разрезов, к примеру, бронзы либо алюминия.

Аппараты аргонно-дуговой сварки считаются более подходящими для цветных металлов. Обеспечивается значительная глубина проварки и практически нет ограничений. Модели точечной сварки также могут называться споттерами, применимы на металлообрабатывающих предприятиях. Точечные аппараты подходят для резки крупных изделий.

Аппараты аргонно-дуговой сварки

Как правильно использовать

Чтобы приступить к сварочным работам, необходимо подготовить установку.

Основные этапы:

1. размещение инвертора,
2. проверка заземления,
3. уборка лишних предметов,
4. подключение к электросети,
5. подсоединение удлинителя,
6. использование генераторов,
7. установка сварочных кабелей,
8. настройка.

Чтобы агрегат работал должным образом, с учётом выбранного металла, производится регулировка частоты напряжения. Важно подобрать соответствующий электрод (минимальный диаметр 3 мм). Когда с подготовкой покончено, осуществляется розжиг дуги. Необходимо несколько раз стукнуть по металлу, важно контролировать положение электрода.

Положение электрода

Совет! Во время сварки электрод передвигается вдоль линии разреза.

Действовать разрешается под прямым или небольшим углом (не более 60 градусов). В труднодоступных местах работают другие правила. Электродом разрешается сваривать углом вперёд либо назад. Надо контролировать уровень прогрева металла.

Схемы сварочного аппарата

При рассмотрении сварочного оборудования изучается электрическая и принципиальная схема. Если обратиться к понятиям, заметно, что они несут разные посылы. Учитывается информативность и модель построения. Электросхема представляет собой документ, который сообщает о важных частях оборудования. Основная задача — показать путь прохождения электрической энергии по оборудованию.

Электросхема

Компоненты взаимодействуют между собой и на схеме можно это проследить. Используются специальные обозначения для каждого отдельного компонента. При составлении электрических схем учитывается структура, а также функциональность.

Важно! Все стандарты прописаны в ГОСТе 2.702-75.

Принципиальная схема также относится к электрическому типу, однако имеет другие задачи. Документ представляет собой чертеж, на котором также отображены компоненты агрегата. Разница заключается в том, что в принципиальной электрической схеме отображаются электромагнитные связи. По факту, они выглядят не такими детальными, как функциональные электрические схемы. Если посмотреть на чертеж, отображаются лишь основные узлы.

Принципиальная схема

Электрическая

Стандартная электрическая схема инверторного сварочного аппарата включает в себя мощные транзисторы с частотой 50 Герц. Они действуют в цепи постоянного тока. Подача энергии происходит на выпрямитель для обеспечения стабильного выходного напряжения.

Выпрямитель на схеме

Важная информация! Чтобы частота не прыгала, используется диодный мост. Элемент работает на пару с фильтрующим конденсатором.

Мосты отличаются по мощности и вырабатывают высокую температуру. С целью их охлаждения применяются вентиляторы, радиаторы. Для фильтрующих конденсаторов необходим предохранитель, который убережет компонент в случае замыкания цепи.

Замыкания цепи

Также на схеме обозначен электромагнитный фильтр, который отвечает за совместимость тока. Напряжение подаётся от выпрямителя, представленный блок отвечает за высокочастотные помехи. В случае с трансформаторами проблема является актуальной. Есть схемы аппарата, включающие два мощных транзистора, которые применяются с отдельными радиаторами.

Трансформатор установлен высокой частоты, он обеспечивает быстрое преобразование напряжения. Его коммутация происходит на обмотке, поэтому максимальное напряжение в устройствах подобного плана доходит до 340 вольт. Чтобы при большом напряжении создать низкий уровень тока, необходима первичная обмотка. У инверторов параметр составляет 120 ампер.

Коммутация на обмотке

Интересно! Быстродействующие диоды, которые установлены с катодом, можно только предполагать о связи с выпрямителями.

По конструкции элементы просты, способны включаться по команде. Они отвечают за открытие и закрытие моста. Основная функция опять же связана с защитой агрегата. Сразу после подключения цепи к источнику питания по схеме задействуются конденсаторы. Они начинают заряжаться, уровень тока возрастает до максимума. Основная нагрузка подаётся на мосты, поэтому уровень заряда ограничивается.

Конденсаторы на схеме

Принципиальная

Принципиальная схема выстроена таким образом, что напряжение идёт от выпрямителя к инвертору и подается на трансформатор. Далее ток проходит через вторичный выпрямитель, выходит через дроссель непосредственно к электроду.

Вторичный выпрямитель

Плюс ко всему, от вторичного выпрямителя ток поступает по принципиальной схеме на блок обратной связи. Он взаимосвязан с блоком управления. От блока обратной связи сигнал может поступить непосредственно на инвертор.

Выше рассмотрена электрическая, принципиальная схема сварочного инвертора. Изучен принцип работы, особенности моделей. При оценке агрегатов учитываются технические характеристики, достоинства, недостатки, назначение и сфера использования.

Устройство сварочного инвертора: принцип работы, схема

Все чаще для сварки стали использовать не трансформаторные сварочные аппараты, а инверторные. Они не просаживают сеть, ими легче варить. Это обусловлено тем, что устройство сварочного инвертора значительно отличается от трансформаторного сварочного аппарата.

Содержание статьи

Чем сварочный инвертор лучше трансформатора

Начнем с того, что такое инверторный сварочный аппарат. Это устройство для ручной или полуавтоматической сварки, работающее от сетевого напряжения. Есть аппараты, которые подключают к сети 220 В, есть на 380 В. Вне зависимости от количества фаз, сварочный ток (который идет на электрод) постоянный. Так что варить инверторным сварочным аппаратом легче — дуга стабильна и не скачет. Кроме того, есть такие опции как «антизалипание» и защита от перегрева. Но это не все его плюсы.

Сварочный инверторный аппарат намного меньше и легче трансформаторного. Это важно, особенно, если надо таскать его по участку. Еще одно преимущество — он не «садит» сеть, не «дает» скачков напряжения.

В чем же дело, чем отличается инверторный аппарат от трансформаторного? Весь секрет в тройном преобразовании напряжения. Сначала переменное напряжение преобразуют в постоянное, а затем снова в переменное, но уже очень высокой частоты. Его затем на вторичном выпрямителе снова преобразуют в постоянный ток. Он и используется при сварке. Это и есть вкратце принцип работы сварочного инвертора.

Благодаря современной схемотехнике, качественные сварочные инверторы обладают высокой надежностью.

Как работает инверторный сварочный аппарат: блок-схема

Принципиальные схемы инверторных сварочников разных фирм отличаются, как отличается и элементная база. Но состоят все они из тех же блоков, так как принцип работы у всех одинаковый.

В первичном НЧ (низкочастотном) выпрямителе сетевое напряжение преобразуется в постоянное, которое подается на вход инвертора. Инвертор преобразует постоянное напряжение частотой 50 Гц в переменное напряжение высокой частоты (десятки кГц). Высокочастотный трансформатор понижает напряжение и увеличивает ток, который может превышать 250 А. Именно сила тока нужна при сварке. Вторичный выпрямитель преобразует переменное напряжение в постоянное, а дроссель завершает преобразование и на электрод уходит постоянный ток.

Блок-схема сварочного инверторного аппарата

Это общий принцип работы инверторного сварочного инвертора. Как видите, он называется так потому что инвертор — ключевой элемент схемы.

Инвертор — это устройство для преобразования постоянного тока в переменный с изменением величины напряжения. Обычно представляет собой генератор периодического напряжения, по форме приближённого к синусоиде, или дискретного сигнала.

Большая часть инверторных сварочных аппаратов имеет еще контроллеры и устройства поддержания заданных параметров. Выполнены они обычно на базе процессоров, хотя есть и электромеханические модели.

Для чего нужны все эти преобразования и почему инверторный сварочный аппарат такой маленький и легкий

Для чего столько ступеней преобразования? Для того чтобы получить на выходе ток в сотни ампер и не перегрузить при этом электрическую сеть. Вторая задача — получить постоянный ток, так как варить на «постоянке» проще. Дуга стабильна, ее проще контролировать.

В простейших трансформаторных сварочных аппаратах выпрямление происходило на трансформаторе и, после некоторой стабилизации (несколько конденсаторов), сразу шло на электрод. Для преобразования сетевого напряжения частотой 50 Гц трансформатор требуется большой по размеру, так как диаметр проволоки должен быть большим. И это определяло размеры самого аппарата и его вес.

Принцип работы сварочного инвертора: ступени преобразования напряжения и тока

В инверторах путем преобразований частоту увеличивают до нескольких десятков килогерц (может быть 50-80 кГц) и уже после этого преобразуют в постоянное. Высокочастотное переменное напряжение преобразуется в постоянное на трансформаторе малого размера. Он в разы меньше и легче. Именно поэтому инверторные сварочники такие компактные и легкие. Но так как ступеней преобразования много, требуется контроль и согласование работы всех блоков. Поэтому инверторные сварочные аппараты при малых размерах и весе стоят больше. Хоть, вроде, налицо экономия материалов. А дело в том, что есть еще контролеры, которые стоят немало.

Устройство сварочного инвертора: описание работы и назначение блоков на базе схемы РЕСАНТА САИ 140

У каждого производителя принципиальные схемы инверторных сварочных аппаратов разные. Мало того, даже разные линейки одного и того же производителя могут существенно отличаться. Но устройство сварочного инвертора имеет общие черты. Блоки те же. Просто собраны смогут быть по-разному. Это входной выпрямитель на базе мощного диодного моста и сглаживающих конденсаторов, инвертор — на ключевых транзисторах (тип IGBT или MOSFET) и выходной выпрямитель на базе высокочастотного понижающего трансформатора и диодного моста с выходным конденсаторным фильтром.

Принципиальная схема инверторного сварочного аппарата РЕСАНТА САИ 140

Далее рассмотрим, как работает сварочный аппарат, основываясь на схеме инверторного сварочного аппарата РЕСАНТА САИ 140. Он не лучше и не хуже остальных, просто есть его схемы.

Первичный выпрямитель и конденсаторный фильтр

Задача первичного выпрямителя — преобразовать синусоиду частотой в 50 Гц в постоянный ток. В реалии он получается не совсем постоянным, а с некоторой пульсацией, но это уже явно не синусоида. Реализуется это обычным диодным мостом, который «переворачивает» нижнюю полуволну синусоиды.

Как работает сварочный инвертор: первая ступень преобразования напряжения в Ресанта САИ 140

Сетевое напряжение через входную стабилизирующую группу попадает на конденсаторы С1 и С2. Основная задача —  снятие статического напряжения на землю. Именно поэтому включать инверторную сварку крайне желательно в розетку с действующим заземлением, а не просто с имеющимся контактом.

Далее, диодный мост «переворачивает» нижнюю полуволну. На его выходе получается пульсирующее напряжение. Для сглаживания пульсаций ставят конденсаторы (в приведенной схеме это конденсатор С8 ёмкостью 1 микрофарад на напряжение 400 В ). На их выходе напряжение уже постоянное. Конденсаторы стоят с солидным запасом по напряжению — 400 Вольт и выше, так как на выходе диодного моста напряжение уже больше чем сетевое — порядка 320-350 В. А если учесть еще возможные скачки… вот и ставят с запасом — на 400 В.

И конденсаторы, и диоды при работе сильно греются. Для лучшего отвода тепла их монтируют на алюминиевые радиаторы. Часто еще делают дополнительный обдув — ставят вентилятор. Если вы хотите, чтобы сварочный аппарат прослужил долго, следите за тем, чтобы кулер был в рабочем состоянии.

Инвертор

Блок инвертора преобразует постоянное выпрямленное напряжение низкой частоты в переменное напряжение высокой частоты. Реализуется обычно на ключевых транзисторах, которые открываются и закрываются с большой частотой. Именно они формируют переменное напряжение с частотой в десятки килогерц. Управляет их переключением контроллер.

Силовые транзисторы G30N60, при помощи которых преобразуется постоянный ток в высокочастотный переменный

G30N60 — биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBTs).

На выходе инвертора получаем не синусоиду, а практически прямоугольные импульсы. Но для дальнейшего выпрямления это не проблема. Зато частота высокая, что значит, что вторичный выпрямитель можно сделать на небольшом по размеру трансформаторе.

Выпрямление и стабилизация

Полученное высокочастотное напряжение подается на высокочастотный трансформатор. Напряжение на нем понижается, ток увеличивается. Через его первичную обмотку протекает высокое напряжение небольшой силы тока, а со вторичной снимается более низкое напряжение, но сила тока уже порядка 150-220 ампер — в зависимости от мощности и класса аппарата.

Выходное преобразование напряжения перед подачей на электрод

Для получения постоянного напряжения на выходе трансформатора стоит диодный мост. Он выдает уже практически постоянное напряжение, которое «доглаживается» выходными конденсаторами и идет на сварочный электрод. Диоды на выходном мосту стоят особые — с высокой скоростью срабатывания (не более 40-55 наносекунд). Они должны сглаживать напряжение частотой в десятки килогерц, так что скорость срабатывания должна быть очень высокой. Если в процессе ремонта возникла необходимость их замены, то надо подбирать именно с высоким быстродействием. Иначе работать аппарат не будет.

STTH6003CW — диод быстродействующий 300В, 30А, 55нс.

Остальные блоки на схеме — это как раз управление, «дополнительные опции» типа защит от перегрева и залипания электрода.

На что обратить внимание при выборе сварочного инвертора

Речь пойдет не о характеристиках, а о выборе марок и производителей. Ситуация на рынке со сварочными инверторами не лучше и не хуже, чем с остальными инструментами или бытовой техникой. Очень много товара из Поднебесной.  Ценовая категория — от самого дешевого, до среднего. Есть также российские аппараты, украинские и белорусские. Они, в основном, в среднем ценовом диапазоне, хотя есть и более дорогие линейки. «Европейцев» в последние годы очень мало и цена далеко не «средняя».

Как работает сварочный инвертор — это одно. Надо еще, чтобы он был ремонтопригодным. Схемотехника может существенно различаться

Так что же выбрать? Оптимально — нормальный Китай и аппараты производства стран СНГ. И будьте осторожны. Очень много дешевых китайских подделок, которые имитируют российские, украинские или белорусские марки или даже «нормальный» товар из Поднебесной. В «фирменных» приборах заявленные параметры соответствуют реальным. И, если вы выставили ток, скажем, 130 ампер, на выходе вы получите именно 130 ампер плюс-минус пару процентов. В дешевых же поделках приходится потом «опытным» путем переписывать цифры на регуляторах. Потому что при положении регулятора 150 А, но на выходе может быть всего 90 А. В лучшем случае — 110-120 А, что явно не радует.

Ремонт и сервис

Второй момент, на который надо обратить внимание при выборе сварочного инверторного аппарата — его ремонтопригодность и доступность элементной базы. Производители разделились на два лагеря. У одних компоненты для ремонта стоят недорого, легкодоступны. Следовательно, ремонт быстрый, без особых проблем и недорого. Вторая группа производителей исходит из того, что нечего ремонтировать — покупайте новый аппарат. Элементная база подбирается особая, просто так ее не найти, приходится заказывать. Поставляет ее тот же производитель по очень высоким ценам. Так что действительно, часто получается дешевле купить новый аппарат, чем ремонтировать вышедший из строя.

Важно чтобы заявленные характеристики совпадали с реальными

Как ни странно, сварочные инверторы «второй группы» обычно работают нормально и довольно долго. Так что отзывы о работе обычно положительные. Но вот ремонт… Это проблема.

Ну, и следует обратить внимание на наличие сервисных центров в вашем регионе. И на то, на какой срок дают гарантию. Не только производители, но и сервисники. Может получиться так, что гарантия на аппарат солидная — несколько лет. А на ремонтные работы — всего месяц-два-три. Скажем, вам не повезло, ваш сварочник сломался очень быстро. Отвезли в мастерскую, они отремонтировали, а на отремонтированный аппарат дают гарантию два месяца. И все. Дальше «за свои деньги».

7 простых инверторных схем, которые вы можете построить дома

Эти 7 инверторных схем могут показаться простыми с их конструкцией, но способны обеспечить достаточно высокую выходную мощность и КПД около 75%. Узнайте, как собрать этот дешевый мини-инвертор и запитать небольшие приборы на 220 или 120 В, такие как сверлильные станки, светодиодные лампы, лампы CFL, фен, мобильные зарядные устройства и т. Д., От аккумулятора 12 В 7 Ач.

Что такое простой инвертор

Инвертор, который использует минимальное количество компонентов для преобразования 12 В постоянного тока в 230 В переменного тока, называется простым инвертором.Свинцово-кислотная батарея на 12 В является наиболее стандартной формой батареи, которая используется для работы таких инверторов.

Начнем с самого простого из списка, в котором используется пара транзисторов 2N3055 и несколько резисторов.

1) Схема простого инвертора на транзисторах с перекрестной связью

В статье рассматриваются детали конструкции мини-инвертора. Прочтите, чтобы узнать о процедуре построения базового инвертора, который может обеспечивать достаточно хорошую выходную мощность, но при этом очень доступен и элегантен.

В Интернете и электронных журналах может быть огромное количество инверторных схем. Но эти схемы зачастую представляют собой очень сложные и высокотехнологичные инверторы.

Таким образом, у нас не остается выбора, кроме как задаваться вопросом, как построить силовые инверторы, которые могут быть не только простыми в сборке, но также дешевыми и высокоэффективными в работе.

Принципиальная схема инвертора от 12 В до 230 В

На этом поиск такой схемы заканчивается. Описанная здесь схема инвертора, пожалуй, самая маленькая по количеству компонентов, но при этом достаточно мощная, чтобы удовлетворить большинство ваших требований.

Порядок сборки

Для начала убедитесь, что для двух транзисторов 2N3055 установлены подходящие радиаторы. Его можно изготовить следующим образом:

• Вырежьте два листа алюминия по 6/4 дюйма каждый.

• Согните один конец листа, как показано на схеме. Просверлите отверстия подходящего размера на изгибах, чтобы его можно было надежно закрепить на металлическом шкафу.
• Если вам сложно изготовить этот радиатор, вы можете просто приобрести его в местном магазине электроники, показанном ниже:

• Также просверлите отверстия для установки силовых транзисторов.Отверстия диаметром 3мм, типоразмер ТО-3.
• Плотно закрепите транзисторы на радиаторах с помощью гаек и болтов.
• Подключите резисторы перекрестной связью непосредственно к выводам транзисторов в соответствии с принципиальной схемой.
• Теперь присоедините блок радиатора, транзистора и резистора ко вторичной обмотке трансформатора.
• Закрепите всю схему вместе с трансформатором внутри прочного, хорошо вентилируемого металлического корпуса.
• Смонтируйте выходные и входные гнезда, держатель предохранителя и т. Д. Снаружи шкафа и подсоедините их соответствующим образом к схемному узлу.

После завершения вышеуказанной установки радиатора вам просто нужно соединить несколько резисторов высокой мощности и 2N3055 (на радиаторе) с выбранным трансформатором, как показано на следующей схеме.

Полная схема электропроводки

После того, как вышеуказанная проводка завершена, пора подключить ее к батарее 12 В 7 Ач с лампой 60 Вт, прикрепленной к вторичной обмотке трансформатора.При включении в результате будет мгновенное освещение груза с поразительной яркостью.

Здесь ключевым элементом является трансформатор, убедитесь, что трансформатор действительно рассчитан на 5 ампер, иначе вы можете обнаружить, что выходная мощность намного меньше ожидаемой.

Я могу сказать это по своему опыту, я построил это устройство дважды, один раз, когда я учился в колледже, и второй раз недавно, в 2015 году. Хотя я был более опытным во время недавнего предприятия, я не мог получить потрясающую мощность Приобрел от своего предыдущего агрегата.Причина была проста: предыдущий трансформатор представлял собой надежный, изготовленный по индивидуальному заказу трансформатор на 5 ампер 9-0-9 В, по сравнению с новым, в котором я, вероятно, использовал ложно рассчитанный 5 ампер, что на самом деле было всего 3 ампер на его выходе.

Перечень деталей

Для конструкции вам потребуются всего несколько следующих компонентов:

• R1, R2 = 100 Ом / 10 Ватт намотка провода
• R3, R4 = 15 Ом / 10 Вт проволока намотка
• T1, Т2 = 2Н3055 СИЛОВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ (МОТОРОЛА).
• ТРАНСФОРМАТОР = 9-0-9 Вольт /8 Ампер или 5 ампер.
• АВТОМОБИЛЬНЫЙ АККУМУЛЯТОР = 12 В / 10 Ач
• АЛЮМИНИЕВЫЙ РАДИАТОР = ОТРЕЗАТЬ ПО ТРЕБУЕМОМУ РАЗМЕРУ.
• ВЕНТИЛИРУЕМЫЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ШКАФ = СООТВЕТСТВИЕ РАЗМЕРАМ ВСЕГО УЗЛА

Видео тестовое испытание

Как это проверить?

• Тестирование этого мини-инвертора выполняется следующим методом:
• Для тестирования подключите лампу накаливания мощностью 60 Вт к выходному разъему

.Цепь инвертора с ферритовым сердечником

5 кВА — Полная рабочая схема с подробными расчетами

В этом посте мы обсуждаем конструкцию схемы инвертора мощностью 5000 Вт, которая включает трансформатор с ферритовым сердечником и, следовательно, намного компактнее, чем аналоги с обычным железным сердечником.

Блок-схема

Обратите внимание, что вы можете преобразовать этот инвертор с ферритовым сердечником на любую желаемую мощность, прямо от 100 Вт до 5 кВА или по своему усмотрению.

Понять приведенную выше блок-схему довольно просто:

Входной постоянный ток, который может подаваться через батарею 12 В, 24 В или 48 В или солнечную панель, подается на ферритовый инвертор, который преобразует его в высокочастотный выход переменного тока 220 В, на частоте около 50 кГц.

Но поскольку частота 50 кГц может не подходить для нашей бытовой техники, нам необходимо преобразовать этот высокочастотный переменный ток в требуемые 50 Гц / 220 В или 120 В переменного тока / 60 Гц.

Это реализуется через каскад инвертора с Н-мостом, который преобразует эту высокую частоту в выходной сигнал в желаемое 220 В переменного тока.

Однако для этого каскаду H-моста потребуется пиковое значение 220 В RMS, что составляет около 310 В постоянного тока.

Это достигается с помощью мостового выпрямителя, который преобразует высокочастотное 220 В в 310 В постоянного тока.

Наконец, это напряжение на шине постоянного тока 310 В преобразуется обратно в 220 В 50 Гц с помощью H-моста.

Мы также можем видеть каскад генератора с частотой 50 Гц, питаемый от того же источника постоянного тока. Этот генератор на самом деле является дополнительным и может потребоваться для схем с H-мостом, у которых нет собственного генератора. Например, если мы используем H-мост на основе транзисторов, то нам может понадобиться этот каскад генератора для работы полевых транзисторов высокого и низкого уровня соответственно.

Простая конструкция инвертора с ферритовым коутом

Прежде чем мы познакомимся с версией 5 кВА, рассмотрим более простую схему для новичков.Эта схема не использует никаких специализированных драйверов IC, а работает только с n-канальными МОП-транзисторами и этапом начальной загрузки.

Полную принципиальную схему можно увидеть ниже:

МОП-транзистор 400 В, 10 А IRF740 Технические характеристики

В приведенной выше простой схеме ферритового инвертора переменного тока с 12 В на 220 В мы можем увидеть, что используется готовый модуль преобразователя постоянного тока с 12 В на 310 В. Это означает, что вам не нужно делать сложный трансформатор на основе ферритового сердечника. Для новых пользователей такая конструкция может быть очень полезной, поскольку они могут быстро построить этот инвертор, не прибегая к каким-либо сложным расчетам и выбору ферритового сердечника.

5 кВА Предварительные требования для проектирования

Сначала вам нужно найти источник питания 60 В постоянного тока для питания предлагаемой схемы инвертора 5 кВА. Намерение состоит в том, чтобы разработать переключающий инвертор, который будет преобразовывать постоянное напряжение 60 В в более высокое напряжение 310 В при пониженном токе.

Топология, используемая в этом сценарии, представляет собой двухтактную топологию, в которой используется трансформатор в соотношении 5:18. Для регулирования напряжения, которое может вам понадобиться, и ограничения тока — все они питаются от источника входного напряжения.Также с той же скоростью инвертор ускоряет разрешенный ток.

Когда дело доходит до источника на входе 20 А, можно получить 2 — 5 А. Однако пиковое выходное напряжение этого инвертора 5 кВА составляет около 310 В.

Технические характеристики ферритового трансформатора и Mosfet

Что касается архитектуры, трансформатор Tr1 имеет 5 + 5 витков первичной обмотки и 18 витков вторичной обмотки. Для переключения можно использовать полевой МОП-транзистор 4 + 4 (тип IXFH50N20 (50 А, 200 В, 45 мР, Cg = 4400 пФ). Вы также можете использовать полевой МОП-транзистор любого напряжения с Uds 200 В (150 В) с наименьшим проводящим сопротивлением.Используемое сопротивление затвора, а также его эффективность по скорости и пропускной способности должны быть превосходными.

Ферритовая секция Tr1 состоит из феррита размером 15×15 мм c. Индуктор L1 сконструирован с использованием пяти колец из железного порошка, которые могут быть намотаны как провода. Для сердечника индуктора и других связанных деталей вы всегда можете получить его от старых инверторов (56 В / 5 В) и в их демпфирующих каскадах.

Использование полного моста IC

Для интегральной схемы можно использовать IC IR2153. Выходы микросхем можно увидеть с буферизацией каскадов BJT.Более того, из-за большой емкости затвора важно использовать буферы в виде комплементарных пар усилителей мощности, пара транзисторов NPN / PNP BD139 и BD140 справляется со своей задачей.

Альтернативная ИС может быть SG3525

Вы также можете попробовать использовать другие схемы управления, такие как SG3525. Кроме того, вы можете изменить напряжение входа и работать в прямом подключении к сети в целях тестирования.

Топология, используемая в этой схеме, имеет гальваническую развязку, а рабочая частота составляет около 40 кГц.В случае, если вы планируете использовать инвертор для небольшой операции, вы не охлаждаете, но для более длительной работы обязательно добавьте охлаждающий агент с помощью вентиляторов или больших радиаторов. Большая часть мощности теряется на выходных диодах, и напряжение Шоттки падает до уровня 0,5 В.

Входное напряжение 60 В может быть получено путем последовательного подключения 5 батарей 12 В, номинальная емкость каждой батареи должна быть 100 Ач.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ IR2153

Пожалуйста, не используйте BD139 / BD140, вместо этого используйте BC547 / BC557 для уровня драйвера выше.

Высокочастотный каскад 330 В

220 В, полученное на выходе TR1 в вышеупомянутой цепи инвертора 5 кВА, все еще не может использоваться для работы обычных приборов, так как содержимое переменного тока будет колебаться на входной частоте 40 кГц. кГц 220 В переменного тока в 220 В 50 Гц или 120 В 60 Гц переменного тока, потребуются дополнительные этапы, как указано ниже:

Сначала необходимо будет выпрямить / отфильтровать 220 В 40 кГц через мостовой выпрямитель, состоящий из диодов быстрого восстановления, рассчитанных примерно на 25 ампер Конденсаторы на 300 В и 10 мкФ / 400 В.

Преобразование 330 В постоянного тока в 220 В переменного тока 50 Гц

Затем это выпрямленное напряжение, которое теперь может достигать примерно 310 В, необходимо будет подавать импульсами с требуемой частотой 50 или 60 Гц через другую схему полного мостового инвертора, как показано ниже:

Клеммы с пометкой «нагрузка» теперь могут использоваться непосредственно в качестве конечного выхода для работы с желаемой нагрузкой.

Здесь МОП-транзисторы могут быть IRF840 или любого аналогичного типа.

Как намотать ферритовый трансформатор TR1

Трансформатор TR1 является основным устройством, которое отвечает за повышение напряжения до 220 В при 5 кВА, поскольку он имеет ферритовый сердечник и построен на паре ферритовых сердечников EE, как показано ниже:

Поскольку задействованная мощность составляет около 5 кВ, сердечники E должны быть огромного размера, можно попробовать ферритовый сердечник E80 типа.

Помните, что вам, возможно, придется включить более 1 сердечника E, может быть 2 или 3 сердечника E вместе, размещенных рядом для достижения массивной выходной мощности 5 кВА из сборки.

Используйте самый большой из возможных и намотайте 5 + 5 витков, используя 10 номеров из 20 суперэмалированных медных проводов SWG, параллельно.

После 5 витков остановите первичную обмотку, изолируйте слой изолентой и начните 18 витков вторичной обмотки через эти 5 витков первичной обмотки. Используйте 5 параллельных жил из эмалированной меди 25 SWG для намотки вторичных витков.

После завершения 18 витков подключите его к выходным выводам бобины, изолируйте лентой и намотайте оставшиеся 5 витков первичной обмотки, чтобы завершить конструкцию TR1 с ферритовым сердечником. Не забудьте соединить конец первых 5 витков с началом первичной обмотки верхних 5 витков.

Метод сборки E-сердечника

Следующая диаграмма дает представление о том, как можно использовать более 1 E-сердечника для реализации описанной выше конструкции ферритового инверторного трансформатора мощностью 5 кВА:

E80 Ферритовый сердечник

Отзыв от г-на Mr.Sherwin Baptista

Уважаемые все,

В вышеупомянутом проекте для трансформатора я не использовал прокладки между деталями сердечника, схема хорошо работала с охлаждением трафо во время работы. Я всегда предпочитал ядро ​​EI.

Я всегда перематывал трафареты в соответствии с моими расчетными данными, а затем использовал их.

Тем более, что trafo представляет собой сердечник EI, разделить ферритовые части было проще, чем избавиться от сердечника EE.

Я также пробовал открывать трафареты ядра EE, но, увы; Я закончил тем, что сломал ядро ​​при его разделении.

Я никогда не мог открыть ядро ​​EE, не сломав ядро.

В соответствии с моими выводами, в заключение я бы сказал несколько вещей:

— Те блоки питания с неразъемными трафаретами сердечника работали лучше всего. (Я описываю трафарет от старого блока питания atx для ПК, поскольку я использовал только его. Блоки питания для ПК не выходят из строя так легко, если только это не перегоревший конденсатор или что-то еще.) —

— Те блоки питания, которые были трафареты с тонкими прокладками часто обесцвечивались и быстро выходили из строя.(Это я узнал на собственном опыте, так как до настоящего времени я купил много подержанных блоков питания, просто чтобы изучить их) —

— Гораздо более дешевые блоки питания таких марок, как; CC 12v 5a, 12v 3a ACC12v 3a RPQ 12v 5a все

Такие типы ферритовых трафаретов имели более толстые кусочки бумаги между сердечниками, и все они плохо работали !!! —

В ФИНАЛЕ трафарет сердечника EI35 работал лучше всего (без удержания воздуха пробел) в вышеуказанном проекте.

Детали подготовки схемы инвертора с ферритовым сердечником 5 кВА:

Шаг 1:

• Использование 5 герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов 12 В 10 Ач
• Общее напряжение = 60 В Фактическое напряжение
• = 66 В при полной зарядке (13.2в на каждый аккумулятор) напряжение
• = 69В напряжение постоянного заряда.

Шаг 2:

После расчета напряжения батареи у нас есть 66 вольт при 10 ампер при полной зарядке.

• Далее идет питание на ic2153.
• 2153 имеет максимальное напряжение ZENER 15,6 В между Vcc и Gnd.
• Итак, мы используем знаменитый LM317 для подачи стабилизированного напряжения 13 В на микросхему.

Шаг 3:

Регулятор lm317 имеет следующие корпуса;

1. LM317LZ — 1.2-37v 100ma to-92
2. LM317T — 1.2-37v 1.5amp to-218
3. LM317AHV — 1.2-57v 1.5amp to-220

Мы используем lm317ahv, в котором ‘A’ является суффиксом код, а «HV» — высоковольтный корпус,

, поскольку микросхема регулятора выше может поддерживать входное напряжение до 60 В и выходное напряжение 57 В.

Шаг 4:

• Мы не можем подавать 66 В напрямую в пакет lm317ahv, так как его вход составляет максимум 60 В.
• Итак, мы используем ДИОДЫ, чтобы понизить напряжение батареи до безопасного напряжения для питания регулятора.
• Нам нужно безопасно сбросить примерно 10 В с максимального входа регулятора, который составляет 60 В.
• Следовательно, 60v-10v = 50v
• Теперь безопасный максимальный вход в регулятор от диодов должен быть 50 вольт.

Шаг 5:

• Мы используем обычный диод 1n4007 для понижения напряжения батареи до 50 В,
• Поскольку это кремниевый диод, падение напряжения на каждом из них составляет около 0,7 вольт.
• Теперь посчитаем необходимое количество диодов, которые понизят напряжение батареи до 50 вольт.
• напряжение батареи = 66 В
• расчетное максимальное входное напряжение на микросхеме регулятора = 50 В
• Итак, 66-50 = 16 В
• Теперь 0,7 *? = 16v
• Мы делим 16 на 0,7, что составляет 22,8, то есть 23.
• Таким образом, нам нужно включить около 23 диодов, так как полное падение с этих значений составляет 16,1 В.
• Теперь рассчитанное безопасное входное напряжение на стабилизатор составляет 66 В. — 16,1 В, что составляет примерно 49,9 В. 50 В

Шаг 6:

• Мы подаем 50 В на микросхему регулятора и настраиваем выход на 13 В.
• Для большей защиты мы используем ферритовые шарики, чтобы нейтрализовать любые нежелательные шумы на выходном напряжении.
• Регулятор должен быть установлен на радиаторе подходящего размера, чтобы он оставался холодным.
• Танталовый конденсатор, подключенный к 2153, является важным конденсатором, который обеспечивает плавное получение постоянного тока от регулятора.
• Его значение можно безопасно уменьшить с 47 мкФ до 1 мкФ 25 В.

Шаг 7:

• Остальная часть цепи получает напряжение 66 вольт, а сильноточные точки в цепи должны быть подключены с помощью толстых проводов.
• Для трансформатора его первичная обмотка должна быть 5 + 5 витков, а вторичная 20 витков.
• Частота 2153 должна быть установлена ​​на 60 кГц.

Шаг 8:

Схема преобразователя переменного тока с высокой частоты в низкочастотную с использованием микросхемы irs2453d должна быть подключена соответствующим образом, как показано на схеме.

Окончательно завершено .

Создание версии ШИМ

В следующей публикации обсуждается другая версия схемы синусоидального инвертора с ШИМ мощностью 5 кВА, использующая компактный трансформатор с ферритовым сердечником.Идея была предложена мистером Джавидом.

Технические характеристики

Уважаемый сэр, не могли бы вы изменить его выход с помощью источника ШИМ и облегчить использование такой недорогой и экономичной конструкции для нуждающихся людей во всем мире, таких как мы? Надеюсь, Вы учтете мою просьбу. Спасибо, Ваш любящий читатель.

Дизайн

В предыдущем посте я представил схему инвертора 5 кВА на основе ферритового сердечника, но, поскольку это прямоугольный инвертор, его нельзя использовать с различным электронным оборудованием, и поэтому его применение может быть ограничено только с резистивные нагрузки.

Тем не менее, та же конструкция может быть преобразована в синусоидальный инвертор, эквивалентный ШИМ, путем подачи ШИМ-сигнала в МОП-транзисторы нижнего уровня, как показано на следующей диаграмме:

Вывод SD IC IRS2153 ошибочно показан связанным с Ct, обязательно подключите его к линии заземления.

Предложение: каскад IRS2153 можно легко заменить каскадом IC 4047, если IRS2153 окажется труднодоступным.

Как мы можем видеть в приведенной выше схеме инвертора 5 кВА на основе ШИМ, конструкция в точности аналогична нашей более ранней оригинальной схеме инвертора 5 кВА, за исключением указанного каскада питания буфера ШИМ с МОП-транзисторами нижнего уровня каскада драйвера Н-моста.

Включение питания ШИМ может быть получено через любую стандартную схему генератора ШИМ с использованием IC 555 или с помощью транзисторного нестабильного мультивибратора.

Для более точной репликации ШИМ можно также выбрать генератор ШИМ осциллятора Буббы для получения ШИМ с показанной выше схемой синусоидального инвертора 5 кВА.

Процедуры построения для вышеуказанной конструкции не отличаются от первоначальной конструкции, единственное отличие состоит в интеграции буферных каскадов BC547 / BC557 BJT с МОП-транзисторами нижнего уровня полного мостового каскада ИС и входом в него ШИМ.

Другой компактный дизайн

Небольшой осмотр доказывает, что на самом деле верхняя ступень не должна быть такой сложной.

Схема генератора постоянного тока 310 В может быть построена с использованием любой другой схемы на основе альтернативного генератора. Ниже показан пример конструкции, где в качестве двухтактного генератора используется полумост IC IR2155.

Опять же, нет особой конструкции, которая может быть необходима для каскада генератора 310 В, вы можете попробовать любую другую альтернативу в соответствии с вашими предпочтениями, некоторые общие примеры: IC 4047, IC 555, TL494, LM567 и т. Д.

Детали индуктора для вышеуказанного ферритового трансформатора от 310 В до 220 В

Конструкция инвертора с ферритовым сердечником с использованием транзисторной нестабильной схемы

Следующая концепция показывает, как простой инвертор с ферритовым сердечником может быть построен с использованием пары обычных транзисторных нестабильных схем и феррита. трансформатор.

Эта идея была предложена несколькими преданными последователями этого блога, а именно мистером Рашидом, мистером Сандипом, а также еще несколькими читателями.

Принципиальная схема

Сначала я не мог понять теорию этих компактных инверторов, которые полностью исключают громоздкие трансформаторы с железным сердечником.

Однако после некоторого размышления мне кажется, что мне удалось обнаружить очень простой принцип, связанный с работой таких инверторов.

В последнее время китайские преобразователи компактного типа стали довольно известными именно благодаря своим компактным и гладким размерам, которые делают их исключительно легкими и в то же время чрезвычайно эффективными с учетом их характеристик выходной мощности.

Первоначально я думал, что эта концепция неосуществима, потому что, по моему мнению, использование крошечных ферритовых трансформаторов для применения низкочастотных инверторов казалось совершенно невозможным.

Для бытовых инверторов требуется 50/60 Гц, а для реализации ферритового трансформатора нам потребуются очень высокие частоты, поэтому идея выглядела очень сложной.

Поразмыслив, я был поражен и счастлив, обнаружив простую идею реализации дизайна. Все дело в преобразовании напряжения батареи в сетевое напряжение 220 или 120 на очень высокой частоте и переключении выхода на 50/60 Гц с помощью двухтактного МОП-транзистора.

Как это работает

Глядя на рисунок, мы можем просто увидеть и понять всю идею.Здесь напряжение батареи сначала преобразуется в высокочастотные импульсы ШИМ.

Эти импульсы передаются в повышающий ферритовый трансформатор, имеющий требуемый соответствующий номинал. Импульсы подаются с использованием МОП-транзистора, чтобы можно было оптимально использовать ток батареи.

Ферритовый трансформатор повышает напряжение на выходе до 220В. Однако, поскольку это напряжение имеет частоту от 60 до 100 кГц, его нельзя напрямую использовать для работы с бытовыми приборами, и поэтому требуется дальнейшая обработка.

На следующем этапе это напряжение выпрямляется, фильтруется и преобразуется в 220 В постоянного тока. Этот высоковольтный постоянный ток, наконец, переключается на частоту 50 Гц, чтобы его можно было использовать для работы бытовых приборов.

Пожалуйста, обратите внимание, что хотя схема была разработана исключительно мной, она не тестировалась на практике, делайте это на свой страх и риск и продолжайте, если вы достаточно уверены в данных пояснениях.

Принципиальная схема

Список деталей для цепи компактного инвертора с ферритовым сердечником от 12 В постоянного тока до 220 В переменного тока.

• R3 — R6 = 470 Ом
• R9, R10 = 10K,
• R1, R2, C1, C2 = вычислить для генерации частоты 100 кГц.
• R7, R8 = 27K
• C3, C4 = 0,47 мкФ
• T1 —- T4 = BC547,
• T5 = любой 30 В 20 А N-канальный МОП-транзистор,
• T6, T7 = любой, 400 В, 3 А. Mosfet.
• Диоды = быстрое восстановление, быстродействующий тип.
• TR1 = первичный, 13 В, 10 ампер, вторичный = 250-0-250, 3 ампер. Ферритовый трансформатор с электронным сердечником …. обратитесь за помощью к опытному разработчику мотальных машин и трансформаторов.

Усовершенствованная версия вышеуказанной конструкции показана ниже. Выходной каскад здесь оптимизирован для лучшего отклика и большей мощности.

Улучшенная версия

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемой, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

.Цепь сварочного инвертора

SMPS | Проекты самодельных схем

Если вы ищете возможность заменить обычный сварочный трансформатор, сварочный инвертор — лучший выбор. Сварочный инвертор удобен и работает от постоянного тока. Текущий контроль поддерживается с помощью потенциометра.

Автор: Dhrubajyoti Biswas

Использование топологии с двумя переключателями

При разработке сварочного инвертора я применил прямой инвертор с топологией с двумя переключателями. Здесь входное линейное напряжение проходит через фильтр электромагнитных помех, а затем сглаживается с большой емкостью.

Однако, поскольку импульс тока включения имеет тенденцию быть высоким, необходимо наличие цепи плавного пуска. Поскольку переключение включено и конденсаторы первичного фильтра заряжаются через резисторы, мощность дополнительно обнуляется путем включения реле.

В момент переключения мощности транзисторы IGBT используются и далее используются через управляющий трансформатор прямого затвора TR2 с последующим формированием схемы с помощью регуляторов IC 7812.

Использование микросхемы UC3844 для управления ШИМ

В этом сценарии используется схема управления UC3844, которая очень похожа на UC3842 с ограничением ширины импульса до 50% и рабочей частотой до 42 кГц.

Цепь управления получает питание от вспомогательного источника питания 17 В. Из-за больших токов в обратной связи по току используется трансформатор Tr3.

Напряжение регистра считывания 4R7 / 2W более или менее равно выходному току. Выходной ток можно дополнительно контролировать с помощью потенциометра P1. Его функция заключается в измерении пороговой точки обратной связи, а пороговое напряжение на выводе 3 UC3844 составляет 1 В.

Одним из важных аспектов силовых полупроводников является то, что они нуждаются в охлаждении, и большая часть выделяемого тепла отводится через выходные диоды.

Верхний диод, состоящий из 2x DSEI60-06A, должен выдерживать ток в среднем 50 А и потери до 80 Вт.

Нижний диод, т.е. STTh300L06TV1, также должен иметь средний ток 100А и потери до 120Вт. С другой стороны, общие максимальные потери вторичного выпрямителя составляют 140 Вт. Выходной дроссель L1 дополнительно подключен к отрицательной шине.

Это хороший сценарий, так как радиатор закрыт от высокочастотного напряжения. Другой вариант — использовать диоды FES16JT или MUR1560.

Однако важно учитывать, что максимальный ток нижнего диода вдвое больше тока верхнего диода.

Расчет потерь IGBT

На самом деле расчет потерь IGBT — сложная процедура, поскольку, помимо потерь на проводимость, еще одним фактором являются потери при переключении.

Также каждый транзистор теряет около 50 Вт. Выпрямительный мост также теряет мощность до 30 Вт, и он помещен на тот же радиатор, что и IGBT, вместе с диодом сброса UG5JT.

Также есть возможность заменить UG5JT на FES16JT или MUR1560. Потеря мощности диодов сброса также зависит от конструкции Tr1, хотя потери меньше по сравнению с потерей мощности от IGBT. Выпрямительный мост также приводит к потере мощности около 30 Вт.

Кроме того, при подготовке системы важно не забывать масштабировать максимальный коэффициент нагрузки сварочного инвертора. После этого, основываясь на измерениях, вы можете быть готовы выбрать правильный размер калибра обмотки, радиатора и т. Д.

Еще один хороший вариант — добавить вентилятор, так как он будет контролировать нагрев.

Принципиальная схема

Детали обмотки трансформатора

Коммутационный трансформатор Tr1 намотан на два ферритовых EE сердечника, и оба они имеют центральную секцию колонны 16×20 мм.

Таким образом, общее поперечное сечение составляет 16×40 мм. Следует соблюдать осторожность, чтобы не оставлять воздушных зазоров в области сердечника.

Хорошим вариантом было бы использовать 20-витковую первичную обмотку, намотав на нее 14 проводов из 0.Диаметр 5 мм.

С другой стороны, вторичная обмотка имеет шесть медных полос 36×0,55 мм. Трансформатор прямого привода Tr2, который разработан с низкой паразитной индуктивностью, следует трехсторонней схеме намотки с тремя витыми изолированными проводами диаметром 0,3 мм и обмотками по 14 витков.

Активная часть изготовлена ​​из стали h32 с диаметром средней стойки 16мм и без зазоров.

Трансформатор тока Tr3 изготовлен из дросселей для подавления электромагнитных помех. В то время как первичный имеет только 1 ход, вторичный получает ранение за 75 ходов из 0.Проволока 4 мм.

Важным моментом является соблюдение полярности обмоток. В то время как L1 имеет ферритовый сердечник EE, средний столбец имеет поперечное сечение 16×20 мм с 11 витками медной полосы 36×0,5 мм.

Кроме того, общий воздушный зазор и магнитная цепь установлены на 10 мм, а его индуктивность составляет 12 мкГн cca.

Обратная связь по напряжению на самом деле не мешает сварке, но определенно влияет на потребление и потери тепла в режиме ожидания. Использование обратной связи по напряжению очень важно из-за высокого напряжения около 1000 В.

Кроме того, ШИМ-контроллер работает с максимальным рабочим циклом, что увеличивает расход энергии, а также увеличивает количество нагревательных компонентов.

Постоянный ток 310 В может быть извлечен из сети 220 В после выпрямления через мостовую сеть и фильтрации через пару электролитических конденсаторов 10 мкФ / 400 В.

Источник питания 12 В можно получить от готового блока адаптера 12 В или собрать дома с помощью информации, предоставленной здесь :

Цепь для сварки алюминия

Этот запрос был отправлен мне одним из преданных читателей этого блога Mr.Хосе. Вот подробности требования:

Мой сварочный аппарат Fronius-TP1400 полностью работоспособен, и меня не интересует его конфигурация. Эта устарелая машина является первым поколением инверторных машин.

Это базовое устройство для сварки покрытым электродом (сварка MMA) или вольфрамовой дугой (сварка TIG). Переключатель позволяет выбор.

Это устройство выдает только постоянный ток, это очень удобно для большого количества свариваемых металлов.

Есть несколько металлов, таких как алюминий, которые из-за быстрой коррозии при контакте с окружающей средой необходимо использовать пульсирующий переменный ток (прямоугольная волна от 100 до 300 Гц), что облегчает устранение коррозии в циклах с обратной полярностью и поверните плавку в циклы прямой полярности.

Существует мнение, что алюминий не окисляется, но это неверно, что происходит так, что в нулевой момент, когда он вступает в контакт с воздухом, образуется тонкий слой окисления, который с этого момента сохраняет его от следующих последующих окисление.Этот тонкий слой затрудняет сварку, поэтому используется переменный ток.

Мое желание — сделать устройство, которое будет подключено между клеммами моего сварочного аппарата постоянного тока и горелки, чтобы получить переменный ток в горелке.

Вот где у меня возникли трудности в момент создания преобразователя CC в AC. Увлекаюсь электроникой, но не специалист.

Итак, я прекрасно понимаю теорию, я смотрю на микросхему HIP4080 или аналогичную таблицу данных, чтобы увидеть, что ее можно применить в моем проекте.

Но моя большая трудность в том, что я не делаю необходимых расчетов значений компонентов. Может быть, есть какая-то схема, которую можно применить или адаптировать, я ее не нахожу в Интернете и не знаю, где искать, поэтому прошу вашей помощи.

Конструкция

Чтобы гарантировать, что сварочный процесс может устранить окисленную поверхность алюминия и обеспечить эффективное сварное соединение, существующий сварочный стержень и алюминиевая пластина могут быть объединены со ступенью привода полного моста. , как показано ниже:

Rt, Ct можно вычислить методом проб и ошибок, чтобы получить колебания МОП-транзисторов на любой частоте от 100 до 500 Гц.Для точной формулы вы можете обратиться к этой статье.

Вход 15 В может быть запитан от любого адаптера переменного тока 12 В или 15 В постоянного тока.

О компании Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

.

Как сделать схему солнечного инвертора

У нас ограниченные природные ресурсы, которые мы тоже используем для выработки электроэнергии. Вот почему большое внимание уделяется производству и использованию чистой энергии. Сегодня в этом проекте мы увидим, как электричество можно генерировать из солнечного света, как его можно хранить в виде постоянного тока, а затем как преобразовать в переменный ток для привода бытовой техники.

На солнечной электростанции солнечная энергия преобразуется в электрическую с помощью фотоэлектрических солнечных панелей, а затем генерируемый постоянный ток (постоянный ток) сохраняется в батареях, который затем преобразуется в переменный ток (AC) солнечными инверторами.Затем этот переменный ток подается в коммерческую электрическую сеть или может быть напрямую поставлен потребителю. В этом уроке мы покажем, как сделать схему малого солнечного инвертора для бытовой техники .

Здесь Микросхема SG3524 — это основной компонент для создания солнечного инвертора. Он имеет полную схему управления широтно-импульсным модулятором (ШИМ). Он также имеет все функции для создания регулируемого источника питания. Микросхема SG3524 обеспечивает улучшенную производительность и требует меньшего количества внешних компонентов при создании импульсных источников питания.

SG3524 — Регулирующие широтно-импульсные модуляторы

SG3524 включает в себя все необходимые функции для разработки импульсного регулятора и инвертора. Эту ИС также можно использовать в качестве элемента управления для приложений большой мощности.

Некоторые из приложений SG3524 IC:

• Преобразователи постоянного тока в постоянный с трансформаторной связью
• Удвоители напряжения без трансформатора
• Приложения преобразователя полярности
• Методы широтно-импульсной модуляции (ШИМ)

Эта единственная ИС состоит из встроенного регулятора, программируемого генератора, усилителя ошибки, триггера с импульсным управлением, двух транзисторов с незафиксированным проходом, компаратора с высоким коэффициентом усиления и схемы ограничения тока и отключения.

ТИП41 Транзистор

НПН наивысшей мощности

TIP41 — это силовой NPN-транзистор общего назначения с высокой скоростью переключения и улучшенным коэффициентом усиления, в основном используемый для линейных коммутационных приложений средней мощности. Из-за высокого номинала V _CE , V _CB и V _EB , который составляет 40 В, 40 В и 5 В соответственно, мы использовали этот транзистор для схемы инвертора. Кроме того, он имеет максимальный ток коллектора 6А.

Здесь, в этой схеме, эти транзисторы используются для , управляющего повышающим трансформатором 12-0-12 .

Необходимые материалы

• SG3254 IC
• Солнечная панель
• TIP41 NPN-транзистор высокой мощности
• Резисторы (4 Ом, 100 кОм, 1 кОм, 4,7 кОм, 10 кОм, 100 кОм)
• Конденсаторы (100 мкФ, 0,1 мкФ, 0,001 мкФ)
• 12-0-12 Повышающий трансформатор
• Соединительные провода
• Макет

Схема

Работа цепи солнечного инвертора

Сначала солнечная панель заряжает аккумулятор, а затем аккумулятор подает напряжение на схему инвертора.Чтобы узнать больше о зарядке аккумулятора с помощью солнечной панели, следуйте этой схеме. Здесь мы используем RPS вместо аккумуляторной батареи.

Схема состоит из микросхемы SG3524, которая работает на фиксированной частоте, и эта частота определяется контактами 6 ^-й и 7 ^-й микросхемы IC, которая является RT и CT. RT устанавливает зарядный ток для ТТ, поэтому на ТТ существует линейное линейное напряжение, которое затем подается на встроенный компаратор.

Для обеспечения опорного напряжения в цепи SG3524 имеет встроенный регулятор 5V.Сетевой делитель напряжения создается с помощью двух резисторов 4.7k Ом, который подает опорное напряжение для встроенного усилителя ошибки. Затем усиленное выходное напряжение усилителя ошибки сравнивается с линейным нарастанием напряжения на CT компаратором, таким образом создавая импульс ШИМ (широтно-импульсной модуляции).

Этот ШИМ далее подается на выходные транзисторы через триггер управления импульсами. Этот импульсный триггер управления синхронно переключается выходом встроенного генератора.Этот импульс генератора также действует как импульс гашения, чтобы оба транзистора никогда не включались одновременно во время переходного периода. Значение CT контролирует длительность импульса гашения.

Теперь, как вы можете видеть на принципиальной схеме, выводы 11 и 14 подключены к транзисторам TIP41 для управления повышающим трансформатором. Когда выходной сигнал на выводе 14 ВЫСОКИЙ, транзистор T1 включается, и ток течет от источника к земле через верхнюю половину трансформатора.И, когда выходной сигнал на выводе 11 ВЫСОКИЙ, транзистор T2 включается, и ток течет от источника к земле через нижнюю половину трансформатора. Следовательно, мы получаем переменный ток на выходной клемме повышающего трансформатора.

,