Делаем сварочный инвертор Barmaley'я. Часть 1-я. Опции

[Гость_лысый_*]

Если у вас есть какой нибудь даташит или апноутс с такой фичей, скиньте ссылу на форум, плизз.

Контроллеров, специально заточенных под это мало, т.к. под это нужна как минимум отдельная нога и ощутимое усложнение начинки, что неизбежно увеличит цену, а фича хоть и полезная, но так сказать "на любителя".
Но можно то сделать например в UC3825, в даташите это называется "constant volt-second clamp circuit" - на 9-й ноге конденсатор, ключик его разряжает в паузе, а во время импульса он заряжается через резистор от входного напряжения. Номиналы расчитаны так, что когда входное не больше некоторого заданного U (на него вы и расчитываете транс) конденсатор просто не успевает за время импульса заряжаться до порога 1В ( там компаратор), а когда входное больше - начинает успевать и ограничивает максимальную длительность.

а зачем в схеме Бармалея такая котовасия вокруг 1и2 ног? Нельзя ли просто подавать на 1 ногу напряжение через потенциометр с 8 ноги? Судя по даташиту на UC3842&UC3845 это вполне корректно-меняется порог отсечки тока ( порог напряжения отсечки на 3 ноге) Мне кажется, что лучше 2 ногу посадить на землюи исключить внутренний компаратор, повысимв тем самым помехоустойчивость, или может я не прав. Просветите, плизз.

1-я нога - это выход усилителя рассогласования, это источник вытекающего тока около 1 мА. Это нормально и удобно для подключения оптокуплера (выв.2 заземляется), но слишком много для цепи движка потенциометра. Причём особо не нормируется ни величина этого тока, ни его стабильность.

[Гость_Алексей Николаевич_*]

2Палыч&лысый: Я задал вопрос п поводу управления потому что сам лично включал UC3843 таким образом: 2 нога-земля, 8нога 1конец потенциометра 10к 1нога- движок потенциометра 2конец потенциометра-земля. Работает стабильно и очень чётко регулирует ток. Я это использовал во Fly-back преобразователь на своём осцилляторе. Я прочитал это в унитродовском даташите. Вот по этому и интересуюсь-хочу понять насколько такое включение корректно. Я и хочу исключить усилитель рассогласования. Я отправлю Nexor-у этот даташиит- пусть выложит. Хотелось бу услышать мнение спецов.

[MSprut]

...еще несколько вопросов

1. Есть два ETD54 с бобинами, хочу намотать трансформатор на двух таких седечниках, но сложить их вплотную друг к другу не получается, остается продольный зазор между сердечниками 5-6мм из-за конструкции бобин. Этот зазор будет критичен для трансформатора, если обмотка будет обхватывать оба сердечника или нужно подпиливать бобины чтобы сердечники были вплотную?

2. Можно выполнить обмотки из обычного многожильного провода или обязательно нужно чтбы каждая жила в проводе была изолирована?

[Гость_тТормоз_*]

2Алексей Николаевич

2тТормоз: А нельзя ли на это семинары поглядеть? О-очень интересно.

http://www.smps.us/smpsdesign.html
slup205.pdf- расчет транс 2003г
slup128b- свойства магнитных сердечников
slup123-126- расчет магнетиков для преобразователей (особенно slup126)
и много- много всяких вкусностей по силовой электронике

интересен расчет транса по тепловым потерям (слап126):
задаются температурой нагрева транса и потерей мощности (примерно берут 1%- ?),
выбирают материал сердечника и размер (пишут - по опыту )
и общитывают потери на данном сердечнике, причем тут же по ходу определяют размах индукции на данном сердечнике в зависимости от частоты и вычисленных удельных тепловых потерь (кВт на кубометр феррита) по кривым от ПРОИЗВОДИТЕЛЯ МАТЕРИАЛА СЕРДЕЧНИКА ( типа производитель уже побаловался с "калькулятором Лысого" на данном сердечнике и нарисовал кривые зависимостей). Я правда таких кривых пока не нашел.
С уважением.

[Гость_лысый_*]

Я задал вопрос п поводу управления потому что сам лично включал UC3843 таким образом: 2 нога-земля, 8нога 1конец потенциометра 10к 1нога- движок потенциометра 2конец потенциометра-земля. Работает стабильно и очень чётко регулирует ток.

Да регулировать-то будет, но криво с перекосами. А если учитывать вытекающий из выв.1 ток, и что менять напряжение на выв.1 надо не от 0 до 5, а от 1,6 до 4,3 вольт (примерно), то катавасия получится не меньше, чем у Бармалея и с худшим результатом.

[mascad]

Позвольте не согласиться с ролью конденсаторов в инверторе.
DeS писал:
"Дело в том что при отсутствии этих конденсаторов инвертор будет просаживать питающую сеть не слабее обычного трансформатора аналогичной мощности , но с другой стороны если включить в обычном сварочном трансформаторе параллельно первичке такую же ёмкость ( но не электролит - БОЖЕ УПАСИ ! ) то просадки в сети станут практически не заметны ."  
Отличие сварочного трансформатора от инвертора в том, что инвертор - активная нагрузка, а сварочный трансформатор - реактивная, т.е. ток дуги у сварочного трансформатора имеет сильный сдвиг по фазе относительно сетевого напряжения. Это эквивалентно последовательному включению дросселя и сделано с целью ограничения тока дуги (формирование падающей характеристики). Поэтому сварочный трансформатор имеет очень низкий коэффициент мощности и нагружает сеть существенно сильнее своих собратьев с жёсткой характеристикой. Скомпенсировать реактивную составляющую тока можно включением  конденсаторов параллельно первичной обмотке. Я моделировал свой сварочник на 160 А в Electronics Workbench, получил ёмкость конденсаторов 400 мкф. При этом ток потребления снизился с 36 А до 22 А.
У инвертора коэффициент мощности около 1, реактивная составляющая тока почти отсутствует, поэтому её компенсация не нужна. Да и включены конденсаторы в инверторе после выпрямителя, т.е. в цепи постоянного тока.

Не поделитесь-ли системкой Electronics Workbench?

[Гость_лысый_*]

...
У инвертора коэффициент мощности около 1, реактивная составляющая тока почти отсутствует...

Эхех... это кто ж им нашептал такую ахинею?..

[Гость_Samus_*]

Здравствуйте уважаемые инверторостроители . Пожалуйста объясните настройку схемы управления косого ( последовательность операций ) , если можно то на примере схемы Бармалея .
Зараннее благодарю .

[Гость_Гость_*]

Samus, хорошо бы вам самому разобраться, что там для чего и как оно должно работать. Без этого вслепую безнадёга полная. А как разберётесь, тут же появится какая-то версия методики настройки, своя. Вот её-то можно будет и обсудить.

[Гость_Палыч_*]

Не поделитесь-ли системкой Electronics Workbench?

вы интересовались - это например можно взять здесь http://www.picbasic.net.ru/soft/ewb512.zip. весит около 8 мег., но это уже вчерашний день. лучше юзать MicroCap . взять на сайте производителя http://www.spectrum-soft.com. Халявная версия полнофункциональная, только ограничение на колво элементов в схеме, но если не симулить весь сварочник от сетевой вилки до маски свароного, то вполне достаточно. имеет наиболее полные билиотеки компонентов, да и производители под нее свои модели компонентов выкладывают. А здесь можно научится в ней работать http://www.microcap-model.narod.ru/index.html

[Гость_Палыч_*]

...еще несколько вопросов

1. Есть два ETD54 с бобинами, хочу намотать трансформатор на двух таких седечниках, но сложить их вплотную друг к другу не получается, остается продольный зазор между сердечниками 5-6мм из-за конструкции бобин. Этот зазор будет критичен для трансформатора, если обмотка будет обхватывать оба сердечника или нужно подпиливать бобины чтобы сердечники были вплотную?

2. Можно выполнить обмотки из обычного многожильного провода или обязательно нужно чтбы каждая жила в проводе была изолирована?

1.ETD не предназначены, чтобы их складывать. если все же приспичило, то коэфф. заполнения витка магнитопроводом(в некоторых книжках звучит-сталью) будет меньше 1,считается легко - отношение площади сердечников к площади витка их охватывающего. На параметры транса влияет самым отвратительным образом.
Есть у буржуев сердечники и с прямоугольным керном, Это серия Е, например Е65(это как наш Ш20х28 ) или Е70.
2. Жилы должны быть изолированы. с увеличением частоты толщина отдельного проводника уменьшается. Все это направлено на борьбу с потерями от вихревых токов. Изготовить жгут можно за несколько минут: на катушку или болванку, если намотка будет вестить без каркаса наматываете веревку в количестве витков обмотки- получили необходимую длину. Прибавьте сколько надо на выводы. на полученном расстоянии забивается 2 гвоздя и на них наматывается обычный обмоточный провод. затем один конец снимается и делается скрутка из расчета 1-2 оборота на виток. после чего это можно обмотать киперной лентой или полоской тонкой ткани ( от любимого тещиного платка).
На мой взляд лучше результаты получаются если мотать несколькими проводами как лентой. Приведу пример на мотки вторичной обмотки:
Предположим, что надо намотать 5 витков проводом 0.72х40. Ширина окна 44 мм(сердечник Ш20х28), щечки каркаса по 2х1 мм . ширина катушки получается 42 мм. Чтоб влезло 5 витков ширина 1 витка должна быть 42/5=8.5 мм. диаметр провода 0.72 с изоляцией равен 0.78. получаем колво проводов в ленте 8.5/0,78=10,89~10 (11 ни как). мотаем лентой в 10 проводов 5 витков обмотка ляжет от края до края, чтобы провода не путались делаем приспособу: из кусочка пластика от пластиковой бутылки отрезаем полоску и в ней на расстоянии около 1-2 мм прокалываем в ряд 10 отверстий, через которые пропускаем провода. Операцию намотки повторяем 40/10=4 раза, после чего начала и концы обмоток параллелим.
Такой способ позволяет также чередовать слои первички и вторички, что благоприятно сказывается на индуктивности рассеяния. При этом коэфф. заполнения окна медью лучше, чем при применении круглых жгутов.

[MSprut]

Большое спасибо, сам как-то не подумал про коэфф. заполнения магнитопровода... Отложу до лучших времен. Есть еще горшок РМ62, он чуть побольше ETD59. Смущает еще что у Эраносяна для расчета берутся действующие входные напряжения, а не амплитудные и не учитывается падение на втором транзисторе. По расчетам из такого вот горшка можно 3,5кВта получить, ну естественно при ПН 50% и охлаждении. Меня это до сих пор смущает и количество витков получается больше чем по методике Володина, хотя формула одинаковая разве что нету этой 2-ки в знаменателе о которой тут так много спорили. Нужна она или нет? Уже лежит гора деталей и всего прочего, а начать никак не могу из-за противоречивых данных по поводу трансформатора. Можете рассеять мои сомнения и направить на путь истинный? А то транзисторы взрывать из-за неправильного трансформатора не очень как-то, ладно из-за системы управления или невнимательности...

[Гость_Samus_*]

Samus, хорошо бы вам самому разобраться, что там для чего и как оно должно работать. Без этого вслепую безнадёга полная. А как разберётесь, тут же появится какая-то версия методики настройки, своя. Вот её-то можно будет и обсудить.

Спасибо Вам о наиумнейший гость , еслибя я точно ни знал что Эйнштейн умер , то решил бы что Вы это он .

[Гость_Палыч_*]

Большое спасибо, сам как-то не подумал про коэфф. заполнения магнитопровода... Отложу до лучших времен. Есть еще горшок РМ62, он чуть побольше ETD59. Смущает еще что у Эраносяна для расчета берутся действующие входные напряжения, а не амплитудные и не учитывается падение на втором транзисторе. По расчетам из такого вот горшка можно 3,5кВта получить, ну естественно при ПН 50% и охлаждении. Меня это до сих пор смущает и количество витков получается больше чем по методике Володина, хотя формула одинаковая разве что нету этой 2-ки в знаменателе о которой тут так много спорили. Нужна она или нет? Уже лежит гора деталей и всего прочего, а начать никак не могу из-за противоречивых данных по поводу трансформатора. Можете рассеять мои сомнения и направить на путь истинный? А то транзисторы взрывать из-за неправильного трансформатора не очень как-то, ладно из-за системы управления или невнимательности...

Насчет падения на втором транзисторе: можно учесть(на то разработчику голова дана), а можно не учитывать - погрешность будет менее 1%.
На счет двойки в знаменателе. Вот выдержка из статьи Валентина:

ЭДС одного витка трансформатора можно найти по формуле:
Eв=dФ/dT=1*10-4*dB*Sc/Tи=1*10-4*F*dB*Sc/Y
Где:
dФ – приращение потока сцеплённого с витком за время dТ.
dВ – приращение индукции в мгнитопроводе (Тл), за время действия импульса напряжения длительностью Ти.
Sc – сечение магнитопровода (см2).
F – частота следования импульсов (Гц).
Для Y=0,5 амплитудное значение ЭДС Eва=2*10-4*F*dB*Sc
...
...
Количество витков первичной обмотки W1=U1а/Eв=300/15,84=18,9 витков. Выберем количество витков первичной обмотки равным ближайшему большему целому числу, кратному коэффициенту трансформации Ктр=3, W1=21 виток. Тогда W2=W1/Kтр=21/3=7 витков.

В данном случае "двойка" это перекочевавший в знаменатель коэфф. заполнения импульса (Y).
обратите внимание, что данный расчет не учитывает возможного повышения напряжения питающей сети свыше 220В, и если в сети окажется 240-250В, то скорее всего инвертор выйдет из строя.

[MSprut]

Ладно, пора начинать жечь транзисторы. Тогда наверное все станет на свои места. Спасибо.

[Гость_Алексей Николаевич_*]

2MSprut: Так если у вас уже есть два ЕТД59 та и делайте двойной косой полумост, только ШИМ контроллер не на UC3845 а на 3846 или 3825. Статейка про это дело лежит на ветке несколько повыше из журнала Силовая Электроника №2'2006 от Эраносяна. Можно использовать и транзисторы послабее и дыоды поменьше, а на выходе получить приличный результат.

[MSprut]

Это статейка там где они на один дроссель работают по очереди с дэд-таймом? Да я собственно уже и бобины извел на то чтобы их вместе сложить, как оказалось зря. Есть еще два горшка, но транзисторов только два, а попробовать хочется сейчас, хотя можно сделать одну половину, отладить, а потом вторую собрать. Управление хочу сделать на микроконтроллере АТ90PWM2. Да и два полумоста получаются больше по габаритам... А приличный результат это 200А? И что изменится в расчете элементов, если изменится?

[MSprut]

Может ссылку кто подкинет на эту статью, а то что-то не могу найти... Заранее спасибо.

[MSprut]

И если делать два полумоста, то считать нужно каждый на нужное выходное напряжение и на половинный ток нагрузки..? Если ошибаюсь поправьте...

[Гость_Алексей Николаевич_*]

2MSprut: Да это и менно там где два инвертора в ПРОТИВОФАЗЕ работают каждый на свой дроссель и выпрямитель, но на общий конденсатор(которого может и не быть). Такая схема называется диодным смесителем и в радиопередающей технике используется широко. Она позволяет получить большие выходные мощности при некритичных режимах работы составных модулей.
А бобинки зря извёл! Поспешил.
Каждый полумост расчитываеш на входное напряжение и половинный ток, но полное выходное напряжение.