Circuit inversor de soldadura SMPS

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





Si esteu buscant una opció per substituir el transformador de soldadura convencional, el convertidor de soldadura és la millor opció. L’inversor de soldadura és útil i funciona amb corrent continu. El control de corrent es manté mitjançant un potenciòmetre.

Per: Dhrubajyoti Biswas



Utilitzant la topologia de dos commutadors

En desenvolupar un inversor de soldadura, vaig aplicar un inversor directe amb topologia de dos commutadors. Aquí la tensió de la línia d'entrada es travessa a través del filtre EMI, suavitzant-se amb gran capacitat.

No obstant això, com que el pols de corrent d’engegada tendeix a ser elevat, cal la presència de circuits d’arrencada suau. Com que el commutador està activat i els condensadors del filtre primari es carreguen mitjançant resistències, la potència es redueix a zero en activar el relé.



En el moment que es commuta l’alimentació, els transistors IGBT s’utilitzen i s’apliquen a través del transformador d’entrada de porta endavant TR2 seguit de configurar el circuit amb l’ajuda dels reguladors IC 7812.

Utilitzant IC UC3844 per al control PWM

El circuit de control utilitzat en aquest escenari és UC3844, que és molt similar a UC3842 amb un límit d'amplada d'impuls al 50% i una freqüència de treball a 42 kHz.

El circuit de control obté l’alimentació d’un subministrament auxiliar de 17V. A causa dels corrents elevats, la retroalimentació actual utilitza el transformador Tr3.

La tensió del registre de detecció de 4R7 / 2W és més o menys igual a la sortida de corrent. El corrent de sortida es pot controlar encara més mitjançant un potenciòmetre P1. La seva funció és mesurar el punt llindar de la retroalimentació i el voltatge llindar del pin 3 de la UC3844 és de 1V.

Un dels aspectes importants dels semiconductors de potència és que necessita refrigeració i que la major part de la calor generada és expulsada als díodes de sortida.

El díode superior que consta de 2x DSEI60-06A hauria de tenir la capacitat de manejar el corrent a una mitjana de 50A i una pèrdua de fins a 80W.

El díode inferior, és a dir, STTH200L06TV1, també hauria de tenir un corrent mitjà de 100A i una pèrdua de fins a 120W. D’altra banda, la pèrdua màxima total del rectificador secundari és de 140W. El sufocador de sortida L1 està connectat a més amb el carril negatiu.

Aquest és un bon escenari, ja que el dissipador de calor no té voltatge d'alta freqüència. Una altra opció és utilitzar díodes FES16JT o MUR1560.

Tot i això, és important tenir en compte que el flux de corrent màxim del díode inferior és el doble del corrent que el del díode superior.

Càlcul de la pèrdua IGBT

De fet, calcular la pèrdua d’IGBT és un procediment complex, ja que, a més de pèrdues conductives, la pèrdua de commutació també és un altre factor.

També cada transistor perd al voltant de 50W. El pont rectificador també perd energia fins a 30 W i es col·loca al mateix dissipador de calor que IGBT juntament amb el díode de restabliment UG5JT.

També hi ha l'opció de substituir UG5JT per FES16JT o MUR1560. La pèrdua de potència dels díodes de restabliment també depèn de la manera com es construeix Tr1, tot i que la pèrdua és menor en comparació amb la pèrdua de potència de l’IGBT. El pont rectificador també suposa una pèrdua de potència d’uns 30W.

A més, a l’hora de preparar el sistema, és important recordar escalar el màxim factor de càrrega del convertidor de soldadura. En funció de la mesura, podeu estar preparat per seleccionar la mida correcta del manòmetre de bobinatge, del dissipador de calor, etc.

Una altra bona opció és afegir un ventilador, ja que permetrà controlar la calor.

Esquema de connexions

Detalls del bobinatge del transformador

El transformador de commutació Tr1 té un nucli EE de ferrita enrotllat i tots dos tenen la secció de columna central de 16x20mm.

Per tant, la secció total es calcula a 16x40mm. S'ha de tenir cura de no deixar cap bretxa a la zona central.

Una bona opció seria utilitzar el bobinatge primari de 20 voltes ferint-lo amb 14 cables de 0,5 mm de diàmetre.

El bobinatge secundari, d'altra banda, té sis tires de coure de 36x0,55 mm. El transformador d’acció cap endavant Tr2, dissenyat per a una inductància baixa per carretera, segueix el procediment de bobinatge trifilar amb tres cables aïllats de 0,3 mm de diàmetre i els bobinats de 14 voltes.

La secció del nucli està formada per H22 amb un diàmetre de la columna central de 16 mm i sense deixar espais.

El transformador de corrent Tr3 està format per estranguladors de supressió EMI. Tot i que la primària només té 1 volta, la secundària es fa amb 75 voltes de filferro de 0,4 mm.

Un tema important és mantenir la polaritat dels bobinats. Tot i que L1 té nucli EE de ferrita, la columna central té la secció transversal de 16x20mm amb 11 voltes de tira de coure de 36x0,5mm.

A més, el buit d’aire total i el circuit magnètic estan configurats a 10 mm i la seva inductància és de 12 uH cca.

La retroalimentació del voltatge no dificulta realment la soldadura, però segurament afecta el consum i la pèrdua de calor quan es troba en mode d'inactivitat. L’ús de retroalimentació de voltatge és força important a causa de l’alta tensió d’uns 1000V.

A més, el controlador PWM funciona al cicle de treball màxim, cosa que augmenta la taxa de consum d'energia i també els components de calefacció.

La corrent continu de 310 V es podria extreure de la xarxa elèctrica de 220 V després de la rectificació mitjançant una xarxa de ponts i la filtració mitjançant un parell de condensadors electrolítics de 10 uF / 400 V.

El subministrament de 12 V es pot obtenir a partir d’un adaptador de 12 V ja fabricat o construir a casa amb l’ajut de la informació proporcionada aquí :

Circuit de soldadura d'alumini

Aquesta sol·licitud m'ha estat presentada per un dels lectors dedicats a aquest bloc, el Sr. Jose. Aquí teniu els detalls del requisit:

La meva màquina de soldar Fronius-TP1400 és totalment funcional i no tinc cap interès en canviar-ne la configuració. Aquesta màquina amb una antiguitat és la primera generació de màquines inversores.

És un dispositiu bàsic per soldar amb elèctrode recobert (soldadura MMA) o gas d'arc de tungstè (soldadura TIG). Un commutador permet l’elecció.

Aquest dispositiu només proporciona corrent continu, això és molt adequat per soldar un gran nombre de metalls.

Hi ha uns quants metalls com l’alumini que, a causa de la seva ràpida corrosió en contacte amb el medi ambient, és necessari utilitzar corrent altern pulsant (ona quadrada de 100 a 300 Hz), cosa que facilita l’eliminació de la corrosió en cicles amb polaritat invertida i que es fon en els cicles de polaritat directa.

Hi ha la creença que l’alumini no s’oxida, però és incorrecte, el que passa és que en el moment zero que rep contacte amb l’aire es produeix una fina capa d’oxidació i que a partir d’aleshores el conserva de la següent oxidació posterior. Aquesta fina capa complica el treball de soldadura per això s’utilitza corrent altern.

El meu desig és crear un dispositiu que estigui connectat entre els terminals de la meva màquina de soldar de CC i la torxa per obtenir aquest corrent altern a la torxa.

Aquí és on tinc dificultats en el moment de construir aquest dispositiu convertidor de CC a CA. Sóc aficionat a l'electrònica però no expert.

Per tant, entenc perfectament la teoria, miro el HIP4080 IC o full de dades similar veient que és possible aplicar-la al meu projecte.

Però la meva gran dificultat és que no faig el càlcul necessari dels valors dels components. Potser hi ha algun esquema que es pugui aplicar o adaptar, no el trobo a Internet i no sé on buscar, per això demano la vostra ajuda.

El disseny

Per tal de garantir que el procés de soldadura sigui capaç d’eliminar la superfície oxidada d’un alumini i aplicar una junta de soldadura eficaç, la vareta de soldadura existent i la placa d’alumini es podrien integrar amb una etapa de controlador de pont complet, com es mostra a continuació:

soldar alumini eliminant l’oxidació

El Rt, Ct es podria calcular amb alguna prova i error per aconseguir que els mosfets oscil·lessin a qualsevol freqüència entre 100 i 500Hz. Per obtenir la fórmula exacta a la qual podeu fer referència Aquest article .

L'entrada de 15V es podria subministrar des de qualsevol adaptador de CA o CC de 12V o 15V.




Anterior: Circuit de controlador d’intensitat LED variable Següent: Circuit de transformador de làmpada halògena SMPS