Схема мостового инвертора: Мостовой сварочный инвертор с микроконтроллерным управлением

Мостовой сварочный инвертор с микроконтроллерным управлением

Блок управленияпостроен на основе распространенного ШИМ-контроллера TL494 сзадействованием одного канала регулирования. Этот канал стабилизируетток в дуге. Задание тока формирует микроконтроллер с помощью модуляCCP1 в режиме ШИМ на частоте примерно 75 кГц. Заполнение ШИМ будетопределять напряжение на конденсаторе C1. Величина этого напряженияопределяет величину сварочного тока.

Настройка инвертора

    Силовая часть пока обесточена.Предварительно проверенный блок питания подключаем к блоку управления ивключаем его в сеть. На индикаторе загорятся все восьмёрки с точкой вмладшем разряде. Включаем осциллограф в провода Out1 и Out2.Контролируем наличие двухполярных импульсов частотой 40-50 кГц сполочкой мёртвого времени не менее 1,5 мкс между ними. Величинумёртвого времени можно подкорректировать, изменив напряжение на входеDT(4) у TL494. После этого нужно осциллографом проверить напряжение назатворах ключей.

Там должны быть прямоугольные импульсы с фронтами неболее 500 нс, частотой 40-50 кГц и амплитудой 15-18 В.

    Если всё так, собираем полностью схемуинвертора и включаем его в сеть. На индикацию сначала будут выведенывосьмёрки, затем должно включиться реле и индикатор покажет 120 А. Есливосьмёрки продолжают гореть, значит напряжение в сварочных проводах непревышает 100 В. Ищем причину и устраняем её.

    Если всё так, то кликая кнопками пробуемизменять задание тока. Если удерживать одну из кнопок, то изменениезадания тока будет происходить автоматически. Изменение задания токадолжно пропорционально изменять напряжение на конденсаторе C1.

    Кликаем обе кнопки одновременно. Переходимв режим отображения температуры. Если показания температуры не верны,то подбирая сопротивление резистора R2, добиваемся точных показаний.

    Если всё так, устанавливаем задание 20 А ивключаем в сварочные провода нагрузочный реостат сопротивлением 0,5 Ом.Реостат должен выдерживать протекание тока не менее 60 А. К выводамшунта подключаем вольтметр магнитоэлектрической системы со шкалой на 75мВ, например прибор Ц 4380. На нагруженном инверторе пытаемся изменятьзадание тока и по показаниям вольтметра контролируем ток. Ток долженменяться пропорционально заданию. Выставляем задание тока 50 А. Еслипоказания вольтметра не соответствуют 50 А, то на выключенном инверторевпаиваем сопротивление R3 другого номинала. Подбирая сопротивление R3добиваемся соответствие задания тока измеренному.

    Если всё так, можно попытаться варить,после 1 минуты сварки током 120 А выключаем инвертор из сети и ищемсамый горячий радиатор. В этот радиатор необходимо вмонтировать датчиктемпературы.

Инструкция по эксплуатации

    При включении инвертора в сеть контроллеравтоматически выставляет величину задания сварочного тока 120 А. Еслипри включении, напряжение в сварочных проводах не превысит 100 В, тоиндикатор будет отображать восьмёрки, это свидетельствует онеисправности. При нормальном запуске восьмёрки должны сменитьсяотображением задания тока 120 А.

Кликая кнопками можно изменитьвеличину задания в пределах от 20 до 160 А.

Еслинужно контролировать температуру инвертора во время работы, необходимокликнуть обе кнопки одновременно, при этом индикатор будет показыватьтекущую температуру радиатора.

Если температура радиатора во время работыпревысит 75 градусов, то независимо от режима индикации, которая была вэтот момент, индикатор начнёт отображать температуру радиатора,включится прерывистый звуковой сигнал. Работа инвертора при этом неблокируется, но величина задания тока будет автоматически сброшена до20 А.    Как только температура понизится ниже 65градусов прерывистый звуковой сигнал выключится, индикация будет той,которая была до превышения температуры. Задание тока будет 20 А.     Если произойдёт обрыв датчика температуры,индикатор выдаст код ошибки Ert1, включится прерывистый звуковойсигнал. Работа инвертора при этом не блокируется, но величина заданиятока будет автоматически сброшена до 20 А.    Если произойдёт замыкание датчикатемпературы, индикатор выдаст код ошибки Ert0, включится прерывистыйзвуковой сигнал. Работа инвертора при этом не блокируется, но величиназадания тока будет автоматически сброшена до 20 А.

Прошивка для микроконтроллераPIC16F876:

В HEX формате :     most.rar      
В SFR формате :      most.sfr          

Автор конструкции:  Руслан Липин

Связаться с автором можно по email

Маломощные бестранформаторные преобразователи напряжения на конденсаторах (18 схем)

Здесь будут рассмотрены бестрансформаторные преобразователи напряжения, как правило, состоящие из генератора прямоугольных импульсов и умножителя напряжения.

Обычно таким образом удается повысить без заметных потерь напряжение не более чем в несколько раз, а также получить на выходе преобразователя напряжение другого знака. Ток нагрузки подобных преобразователей крайне невелик — обычно единицы, реже десятки мА.

Задающий генератор

Задающий генератор бестрансформаторных может быть выполнен по типовой схеме, базовый элемент 1 которой (рис.

1) выполнен на основе симметричного мультивибратора.

В качестве примера элементы блока могут иметь следующие параметры: R1=R4=1 кОм; R2=R3=10 кОм С1=С2=0,01 мкФ. Транзисторы — маломощные, например, КТ315. Для повышения мощности выходного сигнала использован типовой блок усилителя 2.

 

 

Рис. 1. Схемы базовых элементов бестрансформаторных преобразователей: 1 — задающий генератор; 2 — типовой блок усилителя.

Бестрансформаторный преобразователь напряжения

Бестрансформаторный преобразователь напряжения состоит из двух типовых элементов (рис. 2): задающего генератора 1 и двухтактного ключа-усилителя 2, а также умножителя напряжения (рис. 2).

Преобразователь работает на частоте 400 Гц и обеспечивает при напряжении питания 12,5 В выходное напряжение 22В при токе нагрузки до 100 мА (параметры элементов: R1=R4=390 Ом. R2- R3=5,6 кОм, C1=C2=0,47 мкФ). В блоке 1 использованы транзисторы КТ603А — б; в блоке 2 — ГТ402В(Г) и ГТ404В(Г).

 

Рис. 2. Схема бестрансформаторного преобразователя с удвоением напряжения.

Рис. 3. Схемы преобразователей напряжения на основе типового блока.

Преобразователь напряжения построенный на основе типового блока, описанного выше (рис. 1), можно применить для получения выходных напряжений разчой полярности так, как это показано на рис. 3.

Для первого варианта на выходе формируются напряжения +10 В и -10 В; для второго — +20 В и -10 В при питании устройства от источника напряжением 12В.

Схема преобразователя для питания тиратронов 90В

Для питания тиратронов напряжением примерно 90 В применена схема преобразователя напряжения по рис. 4 с задающим генератором 1 и параметрами элементов: R1=R4=-1 кОм, R2=R3=10 кОм, С1 =С2=0,01 мкФ.

Здесь могут быть использованы широко распространенные маломощные транзисторы. Умножитель имеет коэффициент умножения 12 и при имеющемся напряжении питания можно было бы ожидать на выходе примерно 200В, однако реально из-за потерь это напряжение составляет всего 90 В, и величина его быстро падает с увеличением тока нагрузки.

Рис. 4. Схема преобразователя напряжения с многокаскадным умножителем.

Инвертор полярности напряжения из (+) в (-)

Для получения инвертированного выходного напряжения также может быть использован преобразователь на основе типового узла (рис. 1). На выходе устройства (рис. 5) образуется напряжение, противоположное по знаку напряжению питания.

Рис. 5. Схема инвертора напряжения.

По абсолютной величине это напряжение несколько ниже напряжения питания, что обусловлено падением напряжения (потерями напряжения) на полупроводниковых элементах. Чем ниже напряжение питания схемы и чем выше ток нагрузки, тем больше эта разница.

Преобразователь (удвоитель) напряжения

Преобразователь (удвоитель) напряжения (рис. 6) содержит задающий генератор 1 (1 на рис. 1.1), два усилителя 2 (2 на рис. 1.1) и выпрямитель по мостовой схеме (VD1 — VD4).

Рис. 6. Схема удвоителя напряжения повышенной мощности.

Блок 1: R1 =R4=100 Ом; R2=R3=10 кОм; C1=C2=0,015 мкФ, транзисторы КТ315.

Блок 2: транзисторы ГТ402, ГТ404.

Известно, что мощность, передаваемая из первичной цепи во вторичную, пропорциональна рабочей частоте преобразования, поэтому одновременно с ее ростом уменьшаются емкости конденсаторов и, следовательно, габариты и стоимость устройства.

Данный преобразователь обеспечивает выходное напряжение 12В (на холостом ходу). При сопротивлении нагрузки 100 Ом выходное напряжение снижается до 11 В; при 50 Ом — до 10 В; а при 10 Ом — до 7 В.

Двуполярный преобразователь со средней точкой

Преобразователь напряжения (рис. 7) позволяет получить на выходе два разнополярных напряжения с общей средней точкой. Такие напряжения часто используют для питания операционных усилителей. Выходные напряжения близки по абсолютной величине напряжению питания устройства и при изменении его величины изменяются одновременно.

Рис. 7. Схема преобразователя для получения разнополярных выходных напряжений.

Транзистор VT1 — КТ315, диоды VD1 и VD2—Д226.

Блок 1: R1=R4=1,2 кОм; R2=R3=22 кОм; С1=С2=0,022 мкФ, транзисторы КТ315.

Блок 2: транзисторы ГТ402, ГТ404.

Выходное сопротивление удвоителя — 10 Ом. В режиме холостого хода суммарное выходное напряжение на конденсаторах С1 и С2 равно 19,25 В при токе потребления 33 мА. При увеличении тока нагрузки от 100 до 200 мА это напряжение снижается с 18,25 до 17,25 В.

Преобразователи-инверторы с задающим генератором на КМОП-элементах

Задающий генератор преобразователя напряжения (рис. 8) выполнен на двух КМОП-элементах, К его выходу подключен каскад усиления на транзисторах VT1 и VT2. Инвертированное напряжение на выходе устройства с учетом потерь преобразования на несколько процентов (или десятков процентов — при низковольтном питании) меньше входного.

Рис. 8. Схема преобразователя напряжения-инвертора с задающим генератором на КМОП-элементах.

Похожая схема преобразователя изображена на следующем рисунке (рис. 9). Преобразователь содержит задающий генератор на КМОП-микросхеме, каскад усиления на транзисторах VT1 и VT2, схемы удвоения выходного импульсного напряжения, конденсаторные фильтры и схему формирования искусственной средней точки на основе пары стабилитронов.

На выходе преобразователя формируются следующие напряжения: +15 б при токе нагрузки 13… 15 мА и -15 В при токе нагрузки 5 мА.

Рис. 9. Схема преобразователя напряжения для формирования разнополярных напряжений с задающим генератором на КМОП-элементах.

На рис. 10 показана схема выходного узла бестрансформаторного преобразователя напряжения.

Рис. 10. Схема выходного каскада бестрансформаторного преобразователя напряжения.

Этот узел фактически является усилителем мощности. Для управления им можно использовать генератор импульсов, работающий на частоте 10 кГц.

Без нагрузки преобразователь с таким усилителем мощности потребляет ток около 5 мА. Выходное напряжение приближается к 18 В (удвоенному напряжению питания). При токе нагрузки 120 мА выходное напряжение уменьшается до 16 б при уровне пульсаций 20 мВ. КПД устройства около 85%, выходное сопротивление — около 10 Ом.

При работе узла от задающего генератора на КМОП-элементах установка резисторов R1 и R2 не обязательна, но для ограничения выходного тока микросхемы желательно соединить ее выход с транзисторным усилителем мощности через резистор сопротивлением в несколько кОм.

Преобразователь напряжения для управления варикапами

Простая схема преобразователя напряжения для управления варикапами многократно воспроизведена в различных журналах. Преобразователь вырабатывает 20 В при питании от 9 б, и такая схема показана на рис. 11.

На транзисторах VT1 и VT2 собран генератор импульсов, близких к прямоугольным. Диоды VD1 — VD4 и конденсаторы С2 — С5 образуют умножитель напряжения, а резистор R5 и стабилитроны VD5, VD6 — параметрический стабилизатор напряжения.

Рис. 11. Схема преобразователя напряжения для варикапов.

Преобразователь напряжения на КМОП микросхеме

Рис. 12. Схема преобразователя напряжения на КМОП микросхеме.

Простой преобразователь напряжения на одной лишь КМОП-микросхеме с минимальным числом навесных элементов можно собрать по схеме на рис.12.

Основные параметры преобразователя при разных напряжениях питания и токах нагрузки приведены в таблице 1.

Таблица 1. Параметры преобразователя напряжения (рис. 12):

Uпит, В	Івых. мА	Uвых, В
10	5	17
10	10	16
10	15	14,5
15	5	27,5
15	10	26,5
15	15	25,5

Двуполярный преобразователь

Рис. 13. Схема выходного каскада формирователя двухполярного напряжения.

Для преобразования напряжения одного уровня в двухполярное выходное напряжение может быть использован преобразователь с выходным каскадом по схеме на рис. 13.

При входном напряжении преобразователя 5В на выходе получаются напряжения +8В и -8В при токе нагрузки 30 мА. КПД преобразователя составил 75%. Значение КПД и величину выходного напряжения можно увеличить за счет использования в выпрямителе-умножителе напряжения диодов Шотки. При увеличении напряжения питания до 9 В выходные напряжения возрастают до 15 В.

Приблизительный аналог транзистора 2N5447 — КТ345Б; 2N5449 — КТ340Б. В схеме можно использовать и более распространенные элементы, например, транзисторы типа КТ315, КТ361.

Схема преобразователя-инвертора на микросхеме КР1006ВИ1

Для схем преобразователей напряжения, построенных по принципу умножителей импульсного напряжения, могут быть использованы самые разнообразные генераторы сигналов прямоугольной формы.

Такие генераторы часто строят на микросхеме КР1006ВИ1 (рис. 14) . Выходной ток этой микросхемы достаточно большой (100 мА) и часто можно обойтись без каскадов дополнительного усиления.

Генератор на микросхеме DA1 (КР1006ВИ1) вырабатывает прямоугольные импульсы, частота следования которых определяется элементами R1, R2, С2. Эти импульсы с вывода 3 микросхемы подаются на умножитель напряжения.

К выходу умножителя напряжения подключен резистивный делитель R3, R4, напряжение с которого поступает на вход «сброс» (вывод 4) микросхемы DA1.

Параметры этого делителя подобраны таким образом, что, если выходное напряжение по абсолютной величине превысит входное (напряжение питания), генерация прекращается. Точное значение выходного напряжения можно регулировать подбором сопротивлений резисторов R3 и R4.

Рис. 14. Схема преобразователя-инвертора напряжения с задающим генератором на микросхеме КР1006ВИ1.

Характеристики преобразователя — инвертора напряжения (рис 14) приведены в табл. 2.

Таблица 2. Характеристики преобразователя-инвертора напряжения (рис. 14).

Uпит, В	Івых, мА	Iпотр, мА	КПД, %
6	3,5	13	27
7	6	22	28
8	11	31	35
10	18	50	36
12	28	70	40

Умощненный преобразователь-инвертор на микросхеме КР1006ВИ1

На следующем рисунке показана еще одна схема преобразователя напряжения на микросхеме КР1006ВИ1 (рис. 15). Рабочая частота задающего генератора 8 кГц.

На его выходе включен транзисторный усилитель и выпрямитель, собранный по схеме удвоения напряжения. При напряжении источника питания 12 б на выходе преобразователя получается 20 В. Потери преобразователя обусловлены падением напряжения на диодах выпрямителя-удвоителя напряжения.

Рис. 15. Схема преобразователя напряжения с микросхемой КР1006ВИ1 и усилителем мощности.

Инвертор полярности напряжения на микросхеме КР1006ВИ1

На основе этой же микросхемы (рис. 16) может быть создан инвертор напряжения. Рабочая частота преобразования — 18 кГц, скважность импульсов — 1,2.

Рис. 16. Схема формирователя напряжения отрицательной полярности.

Преобразователь напряжения-инвертор на основе ТТЛ-микросхем

Как и для других подобных устройств, выходное напряжение преобразователя существенно зависит от тока нагрузки.

ТТЛ и КМОП-микросхемы могут быть использованы для выпрямления тока. Развивая тему, автор этой идеи Д. Катберт предложил бестрансформаторный преобразователь напряжения-инвертор на основе ТТЛ-микросхем (рис. 7).

 

Рис. 17. Схема инвертора напряжения на основе двух микросхем.

Устройство содержит две микросхемы: DD1 и DD2. Первая из них работает в качестве генератора прямоугольных импульсов с частотой 7 кГц (элементы DD1.1 и DD1.2), к выходу которого подключен инвертор DD1.3 — DD1.6.

Вторая микросхема (DD2) включена необычным образом (см. схему): она выполняет функцию диодов. Все ее элементы-инверторы для увеличения нагрузочной способности преобразователя включены параллельно.

В результате такого включения на выходе устройства получается инвертированное напряжение -U, примерно равное (по абсолютной величине) напряжению питания. Напряжение питания устройства с КМОП-микросхемой 74НС04 может быть от 2 до 7 В. Примерный отечественный аналог — ТТЛ-микросхема типа К555ЛН1 (работает в более узком диапазоне питающих напряжений) или КМОП-микросхема КР1564ЛН1.

Максимальный выходной ток преобразователя достигает 10 мА. При отключенной нагрузке устройство практически не потребляет ток.

Преобразователь напряжения на микросхеме К561ЛА7

В развитие рассмотренной выше идеи использования защитных диодов КМОП-микросхем, имеющихся на входах и выходах КМОП-элементов, рассмотрим работу преобразователя напряжения, выполненного на двух микросхемах DD1 и DD2 типа К561ЛА7 (рис. 18).

На первой из них собран генератор, работающий на частоте 60 кГц. Вторая микросхема выполняет функцию мостового высокочастотного выпрямителя.

Рис. 18. Схема точного преобразователя полярности на двух микросхемах К561ЛА7.

В процессе работы преобразователя на выходе формируется напряжение отрицательной полярности, с большой точностью при высокоомной нагрузке повторяющее напряжение питания во всем диапазоне паспортных значений питающих напряжений (от 3 до 15 В).

Источник: Шустов М. А. Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения.

мостовой инвертор

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»

КАФЕДРА №33

ОТЧЁТ

ЗАЩИЩЕН С ОЦЕНКОЙ

РУКОВОДИТЕЛЬ

проф, д.т.н.				Ефимов А.А.
должность, уч. степень, звание		подпись, дата		инициалы, фамилия

Отчёт по лабораторной работе №12

ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОГО (МОСТОВОГО) ИНВЕРТОРА С СИММЕТРИЧНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ.

по дисциплине: Диагностика элетромехатронных систем.

РАБОТУ ВЫПОЛНИЛИ СТУДЕНТЫ ГР.	3831				Качанова Анна Маслова Ольга
			подпись, дата		инициалы, фамилия

Санкт-Петербург

2012

Цель работы: исследование трехфазного (мостового) инвертора с симметричным управлением с использованием пакета MatLab.

Рис.1 Виртуальная лабораторная установка для исследований.

Описание силовой схемы

В качестве силовой схемы инвертора напряжения примем мостовой трёхфазный транзисторный инвертор напряжения. Его схема представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 — Схема трехфазного мостового АИН

На рисунке 3 показан алгоритм переключения транзисторов инвертора при угле проводимости каждого транзистора = 180°.

В схеме всегда одновременно открыты три тиристора разных фаз, что обеспечивает независимость формы кривой выходного напряжения на нагрузке при изменении её параметров. Как видно из алгоритма переключения транзисторов при α= 180° возможны шесть независимых сочетаний открытых и закрытых состояний транзисторов. Из рисунка 3 видно также, что при соединении нагрузки звездой каждая фаза подключается ежепериодно либо параллельно другой фазе и последовательно с третьей, либо последовательно с двумя другими фазами, соединёнными параллельно. Поэтому к каждой фазе прикладывается напряжение, равное Ud/З или 2Ud/3 (при равных сопротивлениях фаз), и фазное напряжение на нагрузке имеет двухступенчатую форму.

Рисунок 3 – Алгоритм работы АИН

Широтно-импульсная модуляция.

Для регулирования выходного напряжения с помощью инвертора наибольшее применение находит широтно-импульсная модуляция (ШИМ) с формированием огибающей в виде прямоугольника, трапеции или синусоиды.

ШИМ есть импульсный сигнал постоянной частоты и переменной скважности, то есть отношения периода следования импульса к его длительности. С помощью задания скважности (длительности импульсов) можно менять среднее напряжение на выходе ШИМ.

Силовые элементы переключаются с частотами, гораздо большими основной частоты, производя множество импульсов, каждый из которых представляет собой фрагмент выходного сигнала. Частоту этих импульсов называют частотой модуляции.

Ширина импульсов в течение цикла меняется по синусоидальному закону, давая на выходе форму сигнала, изображенную на рис. 4. Здесь же показана форма тока в индуктивной нагрузке, иллюстрирующая её улучшение. Улучшение формы тока объясняется наличием спектра гармоник, изображенных на рис. 5.

Увеличение частоты модуляции улучшает форму тока, однако ценой этого является увеличение потерь в ключах инвертора. Выбор частоты модуляции зависит от типа ключевого элемента и его номинальной частоты.

Одним из наиболее распространенных способов получения синус-ШИМ в реальных инверторах является метод смешивания синусоидального и треугольного сигналов (рис. 6). В схеме управления генерируется треугольный пилообразный сигнал с желаемой частотой переключения инвертора. Вместе с опорным синусоидальным сигналом, равным по частоте и пропорциональным по амплитуде желаемому выходному напряжению, он подается на компаратор. Напряжение V_AN (рис. 6, а) переключается на высокий уровень всякий раз, когда опорнай сигнал превышает треугольный. Напряжение V_BN (рис. 6, в) управляется также, но со смещенным на 180ْ опорным сигналом.

При этом фактическое межфазное напряжение V_AB (рис. 6, г), равное разности V_AN и V_BN, состоит из последовательности импульсов, ширина каждого из которых соответствует значению опорного синусоидального сигнала в определенный момент времени. В выходном напряжении V_AB импульсов в два раза больше, чем в фазном напряжении инвертора V_AN.

На рис. 6 можно заметить , что опорный синусоидальный сигнал имеет постоянную составляющую, чтобы производимые таким способом импульсы имели положительную ширину. Это приводит к постоянному смещению фаз (рис. 6, б, в). Однако каждая фаза имеет одинаковое смещение, которое в выходном напряжении пропадает.

Метод смешивания синусоидального и треугольного сигналов хорошо подходит для устаревших аналоговых схем управления, в которых два сигнала подаются на компаратор, а с его выхода берется управляющий сигнал для инвертированных ключей. Современные цифровые методы основываются на специальных алгоритмах переключения.

В последнее время производители разработали множество различных алгоритмов оптимизации выходных сигналов. В результате выходные ШИМ-сигналы стали похожими на изображенные на рис. 6. Синус-ШИМ-напряжение состоит из напряжения высокочастотного прямоугольного сигнала с несущей частотой импульсов и синусоидального изменения их ширины (моделирующего сигнала). Следует заметить, что для снижения гармонических искажений моделирующий сигнал должен быть синхронизирован с несущей частотой, то есть должен содержать целое число периодов несущей.

Это требование становится несущественным при высоких несущих частотах, более чем в двадцать раз превышающих частоту модуляции. Напряжение и частота синусоидального ШИМ-сигнала регулируются изменением исходного сигнала, изображенного на рис. 6, а.

На рис. 7 показаны варианты выходных напряжений. Рис. 7, а иллюстрирует исходное соотношение напряжения и частоты. На рис. 7, б показан случай, когда вдвое уменьшается исходное напряжение, что приводит к сужению каждого импульса вдвое. На рис. 7, в показан случай, когда вдвое уменьшается частота исходного сигнала, что приводит к «растягиванию» модуляции вдвое.

Наибольшее напряжение при синус-кодированной ШИМ получается тогда, когда самые широкие импульсы расположены в середине, что дает на выходе пиковое напряжение, равное напряжению источника питания.

Рис. 4. Напряжение и ток при синус-ШИМ.

Рис. 5. Спектр гармоник ШИМ-инвертора.

Рис. 6. Принцип формирования ШИМ смешиванием треугольного и синусоидального сигналов.

Рис. 7. Регулирование частоты и напряжения синус-ШИМ.

Программа работы:

1. Изменение частоты несущего сигнала в ШИМ (рис. 9, где f=2500 Гц; рис. 10, где f=250Гц).

2. Изменение частоты выходного напряжения АИН (рис. 11, где f=10 Гц).

3. Изменение мощности в нагрузке (рис. 12, где S=1000 ВА).

4. Изменение напряжения генератора (рис. 13, где U=2000 Вт).

5. Изменение индекса модуляции (рис. 14, где m=0,4).

Исходные данные:

f=1200Гц

f=50Гц

m=0,04

U=1000Вт

S=500ВА

Результаты:

Рис 8. Ток и напряжение при исходных значениях.

Измененные данные:

f=250Гц

f_out=50Гц

m=0,04

U=1000Вт

S=500ВА

Результаты:

Рис. 10. Ток и напряжение при изменении частоты несущего сигнала ШИМ.

Измененные данные:

f=2500Гц

f=50Гц

m=0,04

U=1000Вт

S=500ВА

Результаты:

Рис. 9. Ток и напряжение при изменении частоты несущего сигнала ШИМ.

Измененные данные:

f=1200Гц

f=10Гц

m=0,04

U=1000Вт

S=500ВА

Результаты:

Рис. 11. Ток и напряжение при изменении частоты выходного напряжения АИН.

Измененные данные:

f=1200Гц

f=50Гц

m=0,4

U=1000Вт

S=500ВА

Результаты:

Рис. 14. Ток и напряжение при изменении индекса модуляции.

Измененные данные:

f=1200Гц

f=50Гц

m=0,04

U=2000Вт

S=500ВА

Результаты:

Рис. 13. Ток и напряжение при изменении напряжения генератора.

Измененные данные:

f=1200Гц

f=50Гц

m=0,04

U=1000Вт

S=1000ВА

Результаты:

Рис. 12. Ток и напряжение при изменении мощности в нагрузке.

Выводы:

1. При изменении частоты несущего сигнала ШИМ в большую сторону (более чем в 2 раза) фильтрованое напряжение и ток более сглажены. А при уменьшении несущего сигнала ШИМ (более чем в 4 раза) фильтрованое напряжение и ток имеют более зазубренный вид.

2. При изменении входного сигнала АИН в меньшую сторону (в 5 раз) ток и фильтрованое напряжение имеют более сглаженую синусоидальную форму.

3. При изменении мощности в нагрузке фильтрованое напряжение имеет более зазубренный вид, а амплитуда тока увеличилась.

4. При изменении напряжения генератора в большую сторону (в 2 раза) характер тока и фильтрованного напряжения приобретает более зазубренный вид

5. При изменении индекса модуляции в большую сторону (в 10 раз) фильтрованое напряжение становится почти идеальной синусоидальной формы, ток тоже приобретает более сглаженный вид.

cxema.org — Самый простой сварочный инвертор

Сварочный инвертор был разработан на популярном форуме человеком под ником тимвал, ветка до сих пор очень активна. Именно эта схема популярна по причине простоты. Мой вариант сварочного инвертора рассчитан на ток всего в 100 ампер, это мало, но для моих задач больше не нужно.

Схема представляет из себя однотактный прямоходовый инвертор всего на одном IGBT транзисторе IRG4PC50KD.

Инвертор состоит из нескольких частей:

• Входной выпрямитель с накопительными конденсаторами и системой плавного пуска;
• Системы управления с драйвером на основе комплементарной пары составных транзисторов средней мощности;
• Силовая часть состоящая из IGBT транзистора и трансформатора;
• Выходная часть, состоящая из дросселя с выпрямителем.

Сетевое напряжение выпрямляется входным диодным мостом KBPC3510

и сглаживается ёмкими электролитами.

Важно заметить, что питание в начальный момент времени поступает не напрямую, а через балластный резистор R12, это нужно для плавной зарядки конденсаторов, иначе бросок тока может вывести из строя входной диодный мост и выбить автоматы.

Одновременно питание от конденсаторов через другой балластный резистор R11 поступает на линию питания микросхемы ШИМ.

Сердцем схемы является ШИМ контроллер UC3844,

который работает на частоте около 30кГц, сигнал с микросхемы сначала поступает на драйвер, выполненный на транзисторах VT2 и VT3, а затем на силовой транзистор VT4.

Напряжение на конденсаторах растет, растет и питание микросхемы и как только оно дойдет до порогового значения, для UC3844 оно составляет около 16 вольт, микросхема начнет вырабатывать управляющие импульсы, что приведет к запуску всего инвертора.

Во вторичных обмотках трансформатора появиться напряжение, это приведет к тому, что сработает силовое реле К1 и своими контактами замкнёт балластный резистор R12, и сетевое напряжение будет поступать напрямую на схему. Планый запуск длиться всего пару секунд. После плавного запуска инвертор будет работать в штатном режиме. Выходное напряжение инвертора около 60 вольт, этого достаточно для нормального розжига дуги.

Если во время сварки вращать регулятор ограничения тока (резистор R3), моментально сработает система обратной связи (цепь, состоящая из токового трансформатора ТТ, диодов VD2-VD4, резисторов R5 и R7, конденсатора С4).

Токовый трансформатор намотан на тороидальном ферритовом сердечнике небольших размеров, он имеет две обмотки, первичная — всего один виток и вторичная.

Силовой трансформатор выполнен на сердечнке EPCOS E55/28/25 феррит №87.

Сердечник был без каркаса, поэтому его пришлось сделать самому из мтеклотекстолита.

Трансформатор имеет 4 обмотки:

• сетевая;
• вторичная силовая;
• фиксирующая;
• обмотка самозапитки для системы управления.

В моём варианте обмотка самозапитки не используется, взамен применен небольшой импульсный источник питания на 24 вольта с током 1-1,5 Ампера.

Начала всех обмоток на схеме указаны точками, я советую промаркировать начало намотки, например одевая на обмотку красную термоусадку, чтобы потом не гадать где начала, а где концы намоток.

В самом начале мотается сетевая обмотка, но не полностью, а по частям. В моем случае для намотки этой обмотки был использован провод диаметром 1,20мм 25 витков. Провод нужно уложить равномерно, виток к витку.

Затем обмотка изолируется, но перед этим заливается эпоксидной смолой. Смола будет заполнять все пустоты. Т.к. из-за сильных магнитных полей в трансформаторе будут образоваться вибрации и изоляция провода со временем может пострадать, а со смолой обмотка будет полностью неподвижной.

Ставим изоляцию каптоновым термостойким скотчем и мотаем остальную часть первичной обмотки. Количество витков, провод и направление намотки тоже самое.

Опять все заливаем смолой, а поверх ставим изоляцию. Позже, уже на плате концы этих обмоток соединяются параллельно.

После мотаем фиксирующую обмотку, диаметр провода 0,5мм. Количество витков 25-26, то есть тоже самое, что и в случае первичной обмотки. Эта обмотка намотана так, чтобы провод попадал между витками первичной обмотки. Фиксирующая обмотка равномерно растянута по всему каркасу. Аналогичным образом поступаем и с этой обмоткой, смола, изоляция. К стати ранее я ставил изоляцию в 2-3 слоя, а после намотки фиксирующей обмотки изоляция нужна более серьезная, слоя 4-5.

Ну и наконец силовая обмотка, самая трудоемкая. Ее можно намотать медной шиной либо что еще лучше — лентой. Наиболее эффективно работает литцендрат — провод, который состоит из большого количества параллельных тонких изолированных друг от друга проводов, такая намотка делается для минимизации влияния скин эффекта. Но при частотах в 30кГц, этот эффект не столь ощутимый, поэтому при большом желании можно взять пару тройку медных проводов большого диаметра, но такой провод очень трудно уложить, поэтому мой выбор остановился на литцендрате.

Обмотка состоит из 100 параллельных жил провода 0,5мм. Скручиваем все это дело дрелью и покрываем дополнительной изоляцией, опят же каптоновый скотч.

Количество витков всего 9, по расчетам этого хватит для того, чтобы напряжение холостого хода инвертора было в районе 60 вольт. После намотки её так же следует  залить смолой.

Схема однотактная и между половинками сердечника нужен немагнитный зазор. В моем случае для получения необходимого зазора под всеми кернами были установлены прокладки, обычный чек от банкомата.

Далее трансформатор собирается, половинки сердечника надежно стягиваются, можно даже приклеить.

Трансформатор тока. Ферритовое колечко,проницаемость может быть от 1500 до 3000. Размеры моего кольца R18х8х6. Важно, чтобы оно было ферритовым, схожие кольца можно найти в некоторых импульсных блоках питания, они стоят по входу в качестве дросселя и на них как правило две обмотки. Желто-белые, зелено-синие кольца не подойдут, материал там иной.

Сначала сердечник изолируют, в моем случае каптноновым скотчем, затем мотают вторичную обмотку. Провод в лаковой изоляции, диаметр может быть от 0,25 до 0,5мм. Количество витков в моем случае 76.

Далее обмотку нужно изолировать, можно просто залить эпоксидной смолой. Первичная обмотка — один виток из двух параллельных жил провода 1,20мм идущий к силовому трансформатору.

Выходной выпрямитель классический для этой топологии. Два диода прямой и замыкающий, притом замыкающий нужен более мощный, но можно не заморачиватся и сразу воткнуть два диода типа 150EBU04 на 150 ампер с обратным напряжением 400 вольт.  Диоды из этой линейки как правило применяют именно в сварочных инверторах. Диоды обязательно нужны ультра быстрые. Можно применить диодные сборки STTh30003.

В каждом корпусе два независимых друг от друга ультра быстрых диода, каждый на 100 Ампер с обратным напряжением 300 вольт. Они даже лучше, чем 150EBU04 т.к. площадь подложки у них гораздо больше и толще. Соединение винтовое, что очень удобно.

Дроссель. Тут все не так однозначно и по факту дроссель довольно критичен Чем больше его индуктивность, тем хорошо будет зажигаться дуга даже при малых токах. По схеме дроссель на 40мкГн, его хватит, но уверенный розжиг дуги я получил при токах от 30 ампер и в принципе этого хватит.

Честно сказать для дросселя пробовал разные материалы — алсифер, неизвестные кольца которые по всей видимости применяются в качестве фильтра в частотных преобразователях и наконец сердечник набранный из трансформаторных пластин.

Наилучшим решением является применение сердечников из порошкового железа, они специально созданы для работы в качестве дросселя, но кольцо нужно приличных размеров, и их найти не так уж и просто и стоят они приличных денег.  В итоге по совету коллеги Тимура, который ранее собирал данный сварочник, мой выбор остановился на пакете из железных трансформаторных пластин.

Фишка в том, что сердечник фактически невозможно загнать в насыщение, то есть можно увеличить индуктивность и получить уверенный розжиг дуги при сварочных токах хоть 5 ампер, я понимаю, что на таких токах никто не варит, но все же.

Пакет собирал из того что было, в итоге сердечник получился с размерами 86х30х17мм. Пластины обмотал каптоноым скотчем, затем бумажный и намотал обмотку. Обмотка к сожалению алюминиевая, да медь лучше, но алюминиевый был в наличии. Обмотка намотана в три ряда, каждый ряд по 10-12 витков. После намотки каждого ряда обмотку покрывал лаком в несколько слоев и ставил изоляцию из ткани. Итоговая индуктивность дросселя около 80мкГн. Недостаток такого дросселя — большие размеры и вес, но в моем случае все получилось достаточно компактно, и даже умудрился зафиксировать его на плате. Выводы дросселя были обжаты медными луженными клеммами, ключевое слово луженными иначе такое соединение долго не проработает, будет перегреваться и окисляться.

Входная часть. Диодный мост взят готовый, сборка KBPC3510, мост на 35 ампер, обратное напряжение 1000 вольт, устанавливается на радиатор.

Силовое реле в схеме плавного пуска с катушкой 24 вольта, рассчитан на ток в 15-30 реальных ампер, если сварочник планируете на токи более 120 ампер, то реле желательно использовать именно 30-и амперное.

Входные электролитические конденсаторы на 450 вольт, в моем случае 2штуки по 470мкФ, желательно установить три, хуже не будет. Подбирайте конденсаторы от хорошего производителя с минимально возможным внутренним сопротивлением.

Ограничительный резистор по входу желательно взять на 10 ватт, сопротивление от 10 до 30 Ом.

Диоды VD7, VD8 и VD9 в схеме преобразователя нужны ультра быстрые, именно на тот ток и напряжение, которые по схеме.

Сборку конденсаторов я заменил одним, емкостью 0,33мкФ, конденсатор специального назначения созданный для работы в импульсных схемах, такие применяют в индукционных нагревателях. Обычные пленочные конденсаторы ставить сюда крайне не желательно.

Микросхема ШИМ у меня установлена на панельку для беспаячного монтажа, после полной наладки микросхему обязательно нужно запаять на плату.

Силовые дорожки на плате просто залудить и усилить припоем не достаточно, нужно их армировать медным проводом.

НАЛАДКА

Обязательно разряжайте входные конденсаторы перед началом наладочных работ!

Подаем сначала напряжение 24 вольт для управления, сетевое питания в тот момент отключено. Проверяем сигнал на затворе IGBT транзистора, к стати во время наладки можно использовать полевые транзисторы, я к примеру ставил IRF840, он слабый, но наладить схему можно. Транзистор обязательно должен быть установлен на радиаторе.

Проверяем наличие управляющих импульсов на затворе полевого ключа относительно массы питания, импульсы должны быть примерно с заполнением 45-47%, частототой около 30кГц, если они есть, то все нормально идем далее.

Первый запуск схемы делаем через страховочную лампу накаливания на 100 ватт. Схему управления желательно питать от отдельного внешнего источника питания на 24 вольта, отлично подходит лабораторный блок питания, притом родную систему питания можно исключить, повторюсь это только во время наладочных работ.

Нагрузочный резистор в схеме обратной связи по току заменяем на 10-и омный 1-2 ватт, это нужно, чтобы была возможность наладить схему при малых выходных токах.

Подключаем силу, то есть втыкаем вилку в розетку, лампа на момент вспыхнет, т.к. конденсаторы в начальный момент заряжаются достаточно большим током. Проверяем напряжение на выходе инвертора, оно должно быть около 60 вольт, напомню, что это напряжение холостого хода без выходной нагрузки. Регулятор тока ставим в минимальное положение.

Нагружаем инвертор, например нихромовой спиралью или лампочкой, нагрузку сначала даем небольшую, затем постепенно увеличиваем до тех пор, пока не сработает ограничение тока, то есть длительность управляющих импульсов резко не уменьшиться. Притом схема должна реагировать на вращение переменного резистора, длительность импульсов должна плавно меняться в зависимости от положения ползунка переменного резистора. Если этого не происходит, меняем местами концы вторичной обмотки трансформатора тока. Далее меняем страховочную лампу на более мощную (около 300 ватт).

Можно воткнуть более мощный полевой транзистор либо IGBT, но помните, что у нас по прежнему схема не до конца налажена. Сопротивление нагрузочного резистора можно уменьшить раза в два и повторяем то же самое, только на более больших токах. Можно попробовать инвертор на короткое замыкание при малых значениях тока, на этом этапе мы уже понимаем, что собрали сварку и можно разжечь небольшую дугу.

Если регулировка тока происходит в штатном режиме, то все сделано правильно. Помним о том, что инвертор без охлаждения и долго не балуемся.

Сейчас нам нужно привести инвертор в нормальное состояние. Только на этом этапе, после полной наладки схемы устанавливаем силовой IGBT транзистор. Радиаторы охлаждения целесообразно взять от процессоров ПК, они довольно добротные. Выходной выпрямитель у меня без изолирующей прокладки, термопаста имеется. А вот радиатор с силовым транзистором и одним из быстродействующих диодов, находятся на втором радиаторе и они обязательно должны быть изолированы теплопроводящей изоляционной прокладкой.

Силовой трансформатор, дроссель и радиаторы нужно надежно зафиксировать. Трансформатор и дроссель достаточно затянуть пластиковыми хомутами, можно дополнительно приклеить их к плате.

Радиаторы же желательно прикрутить к плате и обеспечить изоляцию друг от друга, чтобы они ни в коем случае не соприкасались во время вибраций или падений.

Очень важным моментом является охлаждение, не экономьте на вентиляторах, ставьте мощные высокооборотистые большого диаметра.

Правильно собранная схема во время работы не должна издавать свистов и шумов, если есть подобного рода проблемы, скорее всего проблема в трансформаторе, неправильный зазор, неверное количество витков или неправильная фазировка.

Проверим напряжение холостого хода, видим,что оно около 60 вольт, притом если нагрузка отсутствует вращая регулятор выходное напряжение не меняется. Ток потребления системы управления на холостом ходу от источника 24 вольта всего 80мА, с учетом тока потребления катушки реле.

Нагружаем инвертор для проверки системы ограничения тока. Нагрузкой служит мощный реостат, сопротивление выставлено меньше пол ома. Ток должен регулироваться достаточно плавно. Выставляем минимальный ток и попробуем зажечь дугу. Берём двух миллиметровый электрод и попробуем поварить на токах около 50-70 Ампер.

Видео по сборке и наладке сварочного инвертора:

С уважением — АКА КАСЬЯН

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

Схема инверторной сварки полумостовой — Морской флот

Инверторная сварка широко распространена благодаря тому, что аппарат имеет небольшой вес и габариты. Работа инверторного механизма основана на использовании силовых переключателей и полевых транзисторов. Столь полезный аппарат продается в специализированных магазинах. Но деньги можно и не тратить, а взять схему инверторного сварочного аппарата и изготовить его самостоятельно. Здесь как раз и поговорим о том, как сделать сварку своими руками в домашних условиях и что понадобится для этого. Сведения пригодятся и в случае с покупным устройством, ведь благодаря информации, которую дает статья, для ремонта его не понадобится приглашать специалиста.

Особенности работы инвертора

Сварочный инверторный аппарат — это блок питания, который применяется сейчас в компьютерах. Электрическая энергия преобразовывается в инверторе следующим образом:

• Напряжение переменное преобразуется в постоянное.
• Ток постоянной синусоиды преобразовывается в переменный с высокой частотой.
• Снижается значения напряжения.
• Ток выпрямляется с сохранением требуемой частоты.

Данная схема сварочного инвертора позволяет снизить его массу и уменьшить габариты. Известно, что старые сварочные аппараты работают по принципу снижения величины напряжения и увеличения силы тока на вторичной обмотке трансформатора. Благодаря большой силе тока есть возможность сваривать металлы дуговым способом. Для увеличения силы тока и снижения напряжения на вторичной обмотке уменьшают число витков и при этом увеличивают сечение проводника. В итоге сварочный аппарат трансформаторного типа весит немало и имеет значительные размеры.

Для решения данной проблемы предложили схему сварочного инвертора. Принцип основывается на повышении частоты тока до 60 или всех 80 кГц. За счет этого снижается вес и уменьшаются габариты устройства. Для реализации задуманного потребовалось увеличение частоты в тысячи раз, что стало возможным благодаря полевым транзисторам. Между собой транзисторы обеспечивают сообщение с частотой примерно 60−80 кГц. На схему их питания идет постоянный ток, что обеспечивается выпрямителем, в качестве которого используют диодный мост. Выравнивание значения напряжения обеспечивается конденсаторами.

Переменный ток передается на понижающий трансформатор после прохождения через транзисторы. В качестве трансформатора при этом используется катушка, уменьшенная в сотни раз. Катушка используется, потому что частота тока, подающегося на трансформатор, уже увеличена в тысячу раз полевыми транзисторами. В итоге получаются аналогичные данные, как при работе трансформаторной сварки, но с большой разницей в габаритах и массе.

Сборка инвертора

Для самостоятельной сборки инверторной сварки требуется знать, что схема рассчитана первым делом на потребляющее напряжение в 220 В и тока 32 А. После преобразования энергии ток на выходе увеличится почти в восемь раз и будет достигать 250 А. Такого значения достаточно для создания прочного шва электродом на расстоянии до сантиметра. Для изготовления инверторного блока питания потребуются:

• Трансформатор с ферритным сердечником.
• Первичная обмотка трансформатора с сотней витков провода Ø0,3 мм.
• Три вторичных обмотки: внутренняя с 15 витками и проводом Ø1 мм; средняя с 15 витками и проводом Ø0,2 мм; наружная с 20 оборотами и проводом Ø0,35 мм.

Также для сборки трансформатора нужны такие элементы:

• стеклоткань;
• медные провода;
• хлопчатобумажный материал;
• электротехническая сталь;
• текстолит.

Схема инверторной сварки

Плата, где расположен блок питания, от силовой части монтируется отдельно. Разделителем между блоком питания и силовой частью выступает металлический лист, который электрически подсоединен к корпусу агрегата. Управление затворками осуществляется с помощью проводников, которые припаиваются поблизости транзисторов. Проводники между собой соединяются парно, а размер их сечения особой роли не играет. Однако важно, чтобы длина проводников не превышала 15 см.

Если навыков работы с электроникой нет, лучше обратиться к мастеру. В противном случае разобраться в схеме сварочного аппарата будет трудно.

Поэтапное описание сборки

Сборка блока питания. В качестве основы трансформатора рекомендуется брать феррит 7×7 или 8×8. Устройство первичной обмотки осуществляется намоткой проволоки по ширине сердечника. Это улучшает работу устройства при перепадах напряжения. Используются медные провода (проволока) ПЭВ-2, а при отсутствии шины провода соединяют в пучок. Первичная обмотка изолируется стеклотканью. После слоя стеклоткани сверху наматываются витки экранирующих проводов.

Корпус. Этим важным элементом может служить старый системный блок компьютера, в котором есть достаточно необходимых отверстий для вентиляции. Использоваться может старая 10-литровая канистра, в которой можно проделать отверстия и разместить кулеры. Для повышения прочности конструкции из корпуса размещают металлические уголки, закрепляющиеся болтовыми соединениями.

Силовая часть. Роль силового блока играет понижающий трансформатор. Его сердечники могут быть двух видов: Ш 20×208 2000 нм. Между обоими элементами должен быть зазор, что обеспечивается с помощью газетной бумаги. При устройстве вторичной обмотки витки наматываются в несколько слоев. На вторичную обмотку укладывается три слоя проводов, и между ними помещается прокладка из фторопласта. Между обмотками располагают усиленный слой изоляции, позволяющий избежать пробоя напряжения на вторичную обмотку. Конденсатор должен быть напряжением не менее 1000 В.

Для обеспечения циркуляции воздуха между обмотками оставляется воздушный зазор. На ферритовом сердечнике собирают трансформатор тока, включающийся в цепь к плюсовой линии. Сердечник обматывается термобумагой, в качестве которой лучше использовать кассовую ленту. Выпрямительные диоды крепят к алюминиевой пластине радиатора. Выходы диодов соединяют неизолированными проводами, сечение которых равно 4 мм.

Инверторный блок. Основным предназначением инверторной системы является преобразование постоянного тока в переменный с большой частотой. Для ее увеличения используются полевые транзисторы, работающие на закрытие и открытие с высокой частотой. Использовать рекомендуется не один мощный транзистор, а реализовать схему на основании двух менее мощных. Нужно это для стабилизации частоты тока. В схеме должны присутствовать конденсаторы, соединяющиеся последовательно.

Система охлаждения. На стенке корпуса устанавливаются вентиляторы охлаждения, для чего могут быть использованы компьютерные кулеры. Они необходимы для охлаждения рабочих элементов. Чем больше их используется, тем лучше. Обязательно устанавливается два вентилятора для обдувки вторичного трансформатора. Один кулер обдувает радиатор, благодаря чему предотвращается перегрев рабочих элементов — выпрямительных диодов.

Стоит воспользоваться вспомогательным элементом — термодатчиком, который рекомендуется устанавливать на нагревающемся элементе. Датчик срабатывает при достижении критической температуры нагрева какого-либо элемента. После его срабатывания питание устройства отключается.

В процессе работы инверторная сварка быстро нагревается, поэтому обязательно должно быть два мощных кулера. Эти кулеры или вентиляторы помещаются на корпус устройства, чтобы работали на вытяжку воздуха. Свежий воздух поступает в систему через отверстия в корпусе. В системном блоке данные отверстия уже имеются, а при использовании любого другого материала не забудьте об обеспечении притока свежего воздуха.

Простейшая схема инвертора с полным мостом

Среди различных существующих топологий инвертора топология инвертора с полным мостом или H-мостом считается наиболее эффективной и действенной. Настройка полной мостовой топологии может повлечь за собой слишком большую критичность, однако с появлением интегральных схем с полным мостом они стали одними из самых простых инверторов, которые можно построить.

Что такое полномостовая топология

Полномостовой инвертор, также называемый H-мостовым инвертором, является наиболее эффективной топологией инвертора, в которой используются двухпроводные трансформаторы для подачи необходимого двухтактного колебательного тока в первичную обмотку.Это позволяет избежать использования трехпроводного трансформатора с центральным ответвлением, который не очень эффективен из-за того, что у них вдвое больше первичной обмотки, чем у двухпроводного трансформатора.

Эта функция позволяет использовать трансформаторы меньшего размера и получать большую выходную мощность при том же Сегодня из-за доступности микросхем мостовых драйверов все стало предельно просто, и создание схемы полного мостового инвертора в домашних условиях превратилось в детскую забаву.

Здесь мы обсуждаем схему полного мостового инвертора с использованием полной мостовой микросхемы драйвера IRS2453 (1) D от International Rectifiers.

Упомянутая микросхема представляет собой выдающуюся интегральную схему драйвера полного моста, поскольку она в одиночку берет на себя все основные критические проблемы, связанные с топологиями H-мостов, благодаря своей усовершенствованной встроенной схеме.

Сборщику просто нужно подключить несколько компонентов извне, чтобы получить полноценный рабочий инвертор с H-мостом.

Простота конструкции очевидна из приведенной ниже схемы:

Работа схемы

Выводы 14 и 10 — это выводы плавающего напряжения питания высокой стороны ИС.Конденсаторы емкостью 1 мкФ эффективно поддерживают эти важные выводы в тени выше, чем напряжения стока соответствующих МОП-транзисторов, гарантируя, что потенциал истока МОП-транзисторов остается ниже, чем потенциал затвора для требуемой проводимости МОП-транзисторов.

Резисторы затвора подавляют возможность перенапряжения стока / истока, предотвращая внезапное замыкание МОП-транзисторов.

Диоды через резисторы затвора используются для быстрой разрядки внутренних конденсаторов затвора / стока в периоды отсутствия проводимости для обеспечения оптимального отклика устройств.

Микросхема IRS2453 (1) D также имеет встроенный генератор, что означает, что для этой микросхемы не потребуется каскад внешнего генератора.

Всего пара внешних пассивных компонентов заботится о частоте для управления инвертором.

Rt и Ct могут быть рассчитаны для получения ожидаемых частотных выходов 50 Гц или 60 Гц через МОП-транзисторы.

Расчет компонентов, определяющих частоту

Для расчета значений Rt / Ct можно использовать следующую формулу:

f = 1/1.453 x Rt x Ct

, где Rt в Омах, а Ct в фарадах.

Функция высокого напряжения

Еще одной интересной особенностью этой ИС является ее способность работать с очень высокими напряжениями до 600 В, что делает ее идеально подходящей для бестрансформаторных инверторов или компактных ферритовых инверторных схем.

Как видно на данной схеме, если доступное извне 330 В постоянного тока подается через «выпрямленные линии +/- переменного тока», конфигурация мгновенно превращается в бестрансформаторный инвертор, в котором любая предполагаемая нагрузка может быть подключена непосредственно через точки, отмеченные как «нагрузка».

В качестве альтернативы, если используется обычный понижающий трансформатор, первичная обмотка может быть подключена через точки, отмеченные как «нагрузка». В этом случае «выпрямленная линия + AC» может быть соединена с контактом №1 ИС и подключена к аккумулятору (+) инвертора.

Если используется батарея с напряжением выше 15 В, «выпрямленная линия + переменного тока» должна быть подключена непосредственно к плюсу батареи, в то время как контакт № 1 должен быть подключен к пониженному регулируемому напряжению 12 В от источника батареи с использованием IC 7812.

Несмотря на то, что показанная ниже конструкция выглядит слишком простой для сборки, компоновка требует соблюдения некоторых строгих правил, вы можете обратиться к посту для обеспечения правильных мер защиты для предлагаемой простой схемы полного мостового инвертора.

ПРИМЕЧАНИЕ. Соедините вывод SD IC с линией заземления, если она не используется для операции выключения.

Принципиальная схема

Простой H-мостовой или полный мостовой инвертор с использованием двух полумостовых ИС IR2110

На приведенной выше диаграмме показано, как реализовать эффективную конструкцию полномостового инвертора прямоугольной формы с использованием пары полумостовых ИС IR2110.

ИС представляют собой полноценные полумостовые драйверы, оснащенные необходимой сетью загрузочных конденсаторов для управления МОП-транзисторами на стороне высокого напряжения и функцией мертвого времени для обеспечения 100% безопасности проводимости МОП-транзисторов.

Микросхемы работают путем попеременного переключения МОП-транзисторов Q1 / Q2 и Q3 / Q4 в тандеме, так что в любом случае, когда Q1 включен, Q2 и Q3 полностью переключаются как OF, и наоборот.

Микросхема способна производить вышеуказанное точное переключение в ответ на синхронизированные сигналы на их входах HIN и LIN.

Эти четыре входа должны быть активированы, чтобы гарантировать, что в любой момент HIN1 и LIN2 включаются одновременно, а HIN2 и LIN1 выключены, и наоборот. Это делается с удвоенной скоростью на выходе инвертора. Это означает, что если требуется, чтобы выход инвертора был 50 Гц, входы HIN / LIN должны генерировать колебания с частотой 100 Гц и так далее.

Схема генератора

Это схема генератора, оптимизированная для запуска входов HIN / LIN описанной выше схемы полномостового инвертора.

Одна микросхема 4049 используется для генерации необходимой частоты, а также для изоляции переменных входных каналов для микросхем инвертора.

C1 и R1 определяют частоту, необходимую для генерации полумостовых устройств, и могут быть рассчитаны по следующей формуле:

f = 1 /1.2RC

В качестве альтернативы, значения могут быть получены методом проб и ошибок.

Дискретный полномостовой инвертор на транзисторе

До сих пор мы изучали топологии полномостового инвертора с использованием специализированных ИС, однако то же самое можно было бы построить с использованием дискретных частей, таких как транзисторы и конденсаторы, и независимо от ИС.

Простую схему можно увидеть ниже:

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 какой-либо вопрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

Схема полного мостового инвертора SG3525

В этом посте мы пытаемся исследовать, как спроектировать схему полного мостового инвертора SG3525, применяя в конструкции схему внешнего бутстрапа.Идея была предложена г-ном Абдулом и многими другими заядлыми читателями этого сайта.

Почему схема полного моста инвертора не проста

Всякий раз, когда мы думаем о схеме полного моста или H-мостовой схемы инвертора, мы можем идентифицировать схемы со специализированными микросхемами драйверов, что заставляет нас задаться вопросом, действительно ли это возможно спроектировать полный мостовой инвертор с использованием обычных компонентов?

Хотя это может показаться устрашающим, небольшое понимание концепции помогает нам понять, что в конце концов процесс может быть не таким сложным.

Решающим препятствием в конструкции полного моста или H-образного моста является включение 4 N-канальной топологии МОП-транзистора с полным мостом, что, в свою очередь, требует включения механизма начальной загрузки для МОП-транзисторов с высокой стороны.

Что такое самонастройка

Итак, что же такое сеть самонастройки и почему это становится настолько важным при разработке схемы полного мостового инвертора?

Когда идентичные устройства или 4-канальные МОП-транзисторы используются в полной мостовой сети, самонастройка становится обязательной.

Это связано с тем, что изначально нагрузка на источнике МОП-транзистора высокого напряжения имеет высокий импеданс, что приводит к увеличению напряжения на источнике МОП-транзистора. Этот растущий потенциал может достигать напряжения стока МОП-транзистора высокого напряжения.

Итак, в основном, если потенциал затвор / исток этого МОП-транзистора не может превышать максимальное значение этого повышающегося потенциала источника как минимум на 12 В, МОП-транзистор не будет проводить эффективно. (Если у вас возникли трудности с пониманием, дайте мне знать в комментариях.)

В одном из своих предыдущих постов я всесторонне объяснил, как работает транзистор эмиттерного повторителя, что может быть точно применимо и для схемы повторителя истока mosfet.

В этой конфигурации мы узнали, что базовое напряжение для транзистора всегда должно быть на 0,6 В выше, чем напряжение эмиттера на стороне коллектора транзистора, чтобы транзистор мог проводить через коллектор к эмиттеру.

Если мы интерпретируем вышесказанное для МОП-транзистора, мы обнаружим, что напряжение затвора МОП-транзистора истокового повторителя должно быть не менее 5 В или в идеале на 10 В выше, чем напряжение питания, подключенное на стороне стока устройства.

Если вы проверите МОП-транзистор верхнего плеча в полной мостовой сети, вы обнаружите, что МОП-транзисторы верхнего плеча на самом деле организованы как последователи истока, и, следовательно, требуют напряжения срабатывания затвора, которое должно быть не менее 10 В выше напряжения питания стока.

Как только это будет выполнено, мы можем ожидать оптимальной проводимости МОП-транзисторов с высокой стороны через МОП-транзисторы с низкой стороны для завершения одностороннего цикла двухтактной частоты.

Обычно это реализуется с помощью диода быстрого восстановления в сочетании с высоковольтным конденсатором.

Этот критический параметр, в котором конденсатор используется для повышения напряжения затвора МОП-транзистора верхнего плеча до 10 В выше, чем напряжение питания стока, называется самонастройкой, а схема для этого называется сетью самонастройки.

МОП-транзистор нижнего плеча не требует этой критической конфигурации просто потому, что источник напряжений нижнего плеча напрямую заземлен. Следовательно, они могут работать от самого напряжения питания Vcc без каких-либо усовершенствований.

Как сделать схему полного моста инвертора SG3525

Теперь, когда мы знаем, как реализовать полную мостовую сеть с использованием самонастройки, давайте попробуем понять, как это может быть применено для получения схемы полного моста инвертора SG3525, что, безусловно, одна из самых популярных и востребованных микросхем для создания инвертора.

Следующая конструкция показывает стандартный модуль, который может быть интегрирован в любой обычный инвертор SG3525 через выходные контакты ИС для создания высокоэффективной полной мостовой схемы SG3525 или H-мостовой схемы инвертора.

Принципиальная схема

Ссылаясь на приведенную выше схему, мы можем идентифицировать четыре МОП-транзистора, настроенные как H-мост или полную мостовую сеть, однако дополнительный транзистор BC547 и связанный с ним диодный конденсатор выглядят немного незнакомыми.

Если быть точным, каскад BC547 позиционируется для обеспечения условия самонастройки, и это можно понять с помощью следующего пояснения:

Мы знаем, что в любом H-мосте МОП-транзисторы сконфигурированы так, чтобы вести себя по диагонали для реализации предполагаемого двухтактная проводимость через трансформатор или подключенную нагрузку.

Поэтому давайте предположим, что контакт № 14 SG3525 находится в низком положении, что позволяет проводить ток между верхним правым и нижним левым МОП.

Это означает, что в этом случае на контакте № 11 ИС высокий уровень, что удерживает левый переключатель BC547 в положении ВКЛ. В этой ситуации с левым каскадом BC547 происходят следующие вещи:

1) Конденсатор 10 мкФ заряжается через диод 1N4148 и МОП-транзистор нижнего уровня, подключенный к его отрицательной клемме.

2) Этот заряд временно сохраняется внутри конденсатора и может считаться равным напряжению питания.

3) Теперь, как только логика SG3525 возвращается в исходный цикл с последующим циклом генерации, на выводе № 11 устанавливается низкий уровень, что мгновенно отключает соответствующий BC547.

4) Когда BC547 выключен, напряжение питания на катоде 1N4148 теперь достигает затвора подключенного МОП-транзистора, однако это напряжение теперь усиливается накопленным напряжением внутри конденсатора, которое также почти равно уровню питания.

5) Это приводит к эффекту удвоения и позволяет увеличить в 2 раза напряжение на затворе соответствующего МОП-транзистора.

6) Это состояние мгновенно переводит МОП-транзистор в режим проводимости, что подталкивает напряжение к соответствующему МОП-транзистору с противоположной стороной низкого напряжения.

7) В этой ситуации конденсатор вынужден быстро разряжаться, и МОП-транзистор способен проводить только столько времени, сколько накопленный заряд этого конденсатора способен поддерживать.

Следовательно, становится обязательным гарантировать, что значение конденсатора выбрано таким образом, чтобы конденсатор мог адекватно удерживать заряд в течение каждого периода включения / выключения двухтактных колебаний.

В противном случае МОП преждевременно откажется от проводимости, что приведет к относительно более низкому среднеквадратичному выходу.

Что ж, приведенное выше объяснение всесторонне объясняет, как функция начальной загрузки работает в полномостовых инверторах и как эта важная функция может быть реализована для создания эффективной схемы полномостового инвертора SG3525.

Теперь, если вы поняли, как обычный SG3525 может быть преобразован в полноценный инвертор с H-мостом, вы также можете захотеть изучить, как то же самое можно реализовать для других обычных опций, таких как IC 4047 или инвертор на базе IC 555. схемы,….подумайте об этом и дайте нам знать!

Цепь инвертора SG3525, которая может быть сконфигурирована с использованием описанной выше полной мостовой сети

На следующем изображении показан пример схемы инвертора с использованием IC SG3525, вы можете заметить, что выходной каскад МОП-транзистора отсутствует на схеме, и только Выходные открытые распиновки можно увидеть в виде выводов №11 и №14.

Концы этих выходных выводов просто необходимо соединить через указанные участки описанной выше полной мостовой сети для эффективного преобразования этой простой конструкции SG3525 в полноценную схему полномостового инвертора SG3525 или H-мостовую схему с 4 N канальным МОП-транзистором. .

Отзыв от мистера Робина (который является одним из заядлых читателей этого блога и страстным энтузиастом электроники):

Привет, Swagatum
Хорошо, просто чтобы убедиться, что все работает, я разделил два высоких боковые ножки от двух нижних боковых ножек и использовали ту же схему, что и:
(https://homemade-circuits.com/2017/03/sg3525-full-bridge-inverter-circuit.html),
, соединяющий отрицательный колпачок к источнику МОП-транзистора, затем подключив этот переход к резистору 1 кОм, а светодиод к земле на каждой стороне высокого напряжения.Штырь 11 пульсировал на одном выводе на высокой стороне, а на вывод 14 — на другом выводе на высокой стороне.
Когда я включил SG3525, оба педали на мгновение загорелись, а после этого начали нормально колебаться. Думаю, это могло бы стать проблемой, если бы я связал эту ситуацию с трафаретом и низкими полями?
Затем я протестировал два полевых транзистора на стороне низкого напряжения, подключив источник питания 12 В к (резистор 1 кОм и светодиод) к стоку каждого транзистора низкого уровня и подключив исток к земле. Выводы 11 и 14 были подключены к каждой стороне низкого напряжения. Фетские ворота.
Когда я переключил SG3525 на нижнюю сторону, сигнал не будет колебаться, пока я не поставлю резистор 1 кОм между выводом (11, 14) и затвором (не знаю, почему это происходит).

Принципиальная схема представлена ​​ниже.

Мой ответ:

Спасибо Робин,

Я ценю ваши усилия, однако, похоже, это не лучший способ проверить выходную реакцию ИС …

в качестве альтернативы вы можете попробовать простой путем подключения отдельных светодиодов от контактов №11 и №14 микросхемы к земле, причем каждый светодиод имеет собственный резистор 1K.

Это позволит вам быстро понять реакцию выхода ИС …. это можно сделать, удерживая полный мостовой каскад изолированным от двух выходов ИС, или без его изоляции.

Кроме того, вы можете попробовать подключить стабилитроны 3 В последовательно между выходными контактами IC и соответствующими входами полного моста … это гарантирует, что ложное срабатывание через МОП-транзисторы, насколько это возможно, избегается …

Надеюсь, это поможет

С уважением …
Swag

От Робина:

Не могли бы вы объяснить, как {3V стабилитроны последовательно соединяются между выходными контактами IC и соответствующими входами полного моста…это гарантирует, что ложное срабатывание через МОП-транзисторы, насколько это возможно … указанное значение превышено, поэтому стабилитрон 3 В не будет проводить только до тех пор, пока не будет пересечена отметка 3 В, при превышении этого значения будет обеспечен весь уровень напряжения, приложенного к нему.
Так и в нашем случае также, поскольку можно предположить, что напряжение от SG 3525 находится на уровне питания и превышает 3 В, ничто не будет заблокировано или ограничено, и весь уровень питания сможет достичь стадии полного моста.

Дайте мне знать, как это работает с вашей схемой.

Добавление «мертвого времени» к МОП-транзистору нижнего уровня

На следующей диаграмме показано, как можно ввести мертвое время в МОП-транзистор нижнего уровня, чтобы всякий раз, когда транзистор BC547 переключается, вызывая включение верхнего МОП-транзистора, соответствующая нижняя сторона МОП-транзистор включается после небольшой задержки (несколько мсек), предотвращая, таким образом, любые возможные прострелы.

О схеме однофазного полумостового и полномостового инвертора Swagatam

с использованием MATLAB

Источник переменного тока (AC) используется почти для всех жилых, коммерческих и промышленных нужд.Но самая большая проблема с AC заключается в том, что его нельзя сохранить для будущего использования. Таким образом, переменный ток преобразуется в постоянный, а затем постоянный ток сохраняется в батареях и сверхконденсаторах. И теперь всякий раз, когда требуется переменный ток, постоянный ток снова преобразуется в переменный для работы устройств на базе переменного тока. Итак, устройство , которое преобразует постоянный ток в переменный, называется инвертором .

Для однофазных приложений используется однофазный инвертор. В основном существует два типа однофазных инверторов: полумостовой инвертор и полномостовой инвертор .Здесь мы изучим, как эти инверторы могут быть построены, и будем моделировать схемы в MATLAB.

Полумостовой инвертор

Для этого типа инвертора требуется два переключателя силовой электроники (MOSFET). MOSFET или IGBT используются для переключения. Принципиальная схема полумостового инвертора показана на рисунке ниже.

Как показано на принципиальной схеме, входное напряжение постоянного тока Vdc = 100 В. Этот источник разделен на две равные части.Теперь импульсы затвора подаются на полевой МОП-транзистор, как показано на рисунке ниже.

В соответствии с выходной частотой определяется время включения и время выключения полевого МОП-транзистора и генерируются стробирующие импульсы. Нам нужна мощность переменного тока 50 Гц , поэтому период времени одного цикла (0 первого полупериода (0

Во втором полупериоде (π

Полный мостовой инвертор

В инверторах этого типа используются четыре переключателя.Основное отличие полумостового инвертора от полномостового — это максимальное значение выходного напряжения. В полумостовом инверторе пиковое напряжение составляет половину напряжения питания постоянного тока. В полномостовом инверторе пиковое напряжение совпадает с напряжением питания постоянного тока. Принципиальная схема полномостового инвертора показана на рисунке ниже.

Импульс затвора для полевых МОП-транзисторов 1 и 2 одинаков. Оба переключателя работают одновременно. Точно так же полевые МОП-транзисторы 3 и 4 имеют одинаковые импульсы затвора и работают в одно и то же время.Но полевые МОП-транзисторы 1 и 4 (вертикальное плечо) никогда не работают одновременно. Если это произойдет, то произойдет короткое замыкание источника постоянного напряжения.

Для верхнего полупериода (0

Для нижнего полупериода (π

Моделирование полумостового инвертора в MATLAB

Для моделирования добавьте элементы в файл модели из библиотеки Simulink.

1) 2 источника постоянного тока — 50 В каждый

2) 2 полевых МОП-транзистора

3) Активная нагрузка

4) Генератор импульсов

5) НЕ ворота

6) Powergui

7) Измерение напряжения

8) НАЙТИ и ОТ

Подключите все компоненты согласно принципиальной схеме.Снимок экрана с файлом модели инвертора Half Bridge показан на рисунке ниже.

Импульс затвора 1 и импульс затвора 2 — это импульсы затвора для MOSFET1 и MOSFET2, которые генерируются схемой генератора затвора. Стробирующий импульс генерируется ГЕНЕРАТОРОМ ИМПУЛЬСОВ. В этом случае MOSFET1 и MOSFET2 не могут срабатывать одновременно. Если это произойдет, то произойдет короткое замыкание источника напряжения. Когда MOSFET1 закрыт, MOSFET2 будет открыт в это время, а когда MOSFET2 закрыт, MOSFET1 в это время открыт.Итак, если мы генерируем импульс затвора для любого одного полевого МОП-транзистора, мы можем переключить этот импульс и использовать его для другого полевого МОП-транзистора.

Генератор стробирующих импульсов

На изображении выше показан параметр для блока генератора импульсов в MATLAB . Период равен 2e-3, что означает 20 мсек. Если вам нужен частотный выход 60 Гц, то период будет 16,67 мс. Ширина импульса выражается в процентах от периода. Это означает, что стробирующий импульс генерируется только для этой области.В этом случае мы устанавливаем его на 50%, это означает, что генерируется стробирующий импульс с периодом 50%, а стробирующий импульс с периодом 50% не генерируется. Фазовая задержка установлена ​​в 0 секунд, что означает, что мы не даем никакой задержки стробирующему импульсу. Если есть фазовая задержка, это означает, что стробирующий импульс будет сгенерирован после этого времени. Например, если фазовая задержка равна 1e-3, то стробирующий импульс будет сгенерирован через 10 мсек.

Таким образом, мы можем сгенерировать импульс затвора для MOSFET1, и теперь мы будем переключать этот импульс затвора и использовать его для MOSFET2.В моделировании мы будем использовать логический элемент НЕ. Логический элемент НЕ инвертирует выходной сигнал, что означает, что он преобразует 1 в 0 и 0 в 1. Таким образом, мы можем точно получить противоположный импульс затвора, чтобы источник постоянного тока никогда не был закорочен.

На практике мы не можем использовать 50% ширину импульса. Полевой МОП-транзистор или любой силовой электрический выключатель отключается за короткое время. Чтобы избежать короткого замыкания источника, ширина импульса установлена ​​около 45%, чтобы дать время для отключения полевых МОП-транзисторов. Этот период известен как Dead Time .Но для целей моделирования мы можем использовать 50% ширины импульса.

Форма выходного сигнала для полумостового инвертора

Этот снимок экрана показывает выходное напряжение на нагрузке. На этом изображении мы видим, что пиковое значение напряжения нагрузки составляет 50 В, что составляет половину напряжения постоянного тока, а частота составляет 50 Гц. Для выполнения одного цикла требуется время 20 мсек.

Моделирование полного мостового инвертора в MATLAB

Если вы получаете выходной сигнал полумостового инвертора, то легко реализовать полный мостовой инвертор, потому что в большинстве случаев все остается неизменным.В полномостовом инверторе нам также нужны только два импульса затвора, что аналогично полумостовому инвертору. Один импульс затвора предназначен для полевых МОП-транзисторов 1 и 2, а обратный этому импульсу затвора — для полевых МОП-транзисторов 3 и 4.

Необходимые элементы

1) 4 — МОП-транзистор

2) 1 источник постоянного тока

3) Активная нагрузка

4) Измерение напряжения

5) Генератор импульсов

6) НАЙТИ и ОТ

7) powergui

Подключите все компоненты, как показано на снимке экрана ниже.

Форма выходного сигнала для полного мостового инвертора

Этот снимок экрана показывает выходное напряжение на нагрузке. Здесь мы видим, что пиковое значение напряжения нагрузки равно напряжению питания постоянного тока, равному 100 В.

Вы можете просмотреть полное видео про , как построить и смоделировать полумостовой и полный мостовой инверторы в MATLAB ниже.

Принципиальная схема

, преимущества и недостатки

Инвертор — это силовой электронный преобразователь, который преобразует постоянную мощность в переменную.Используя это инверторное устройство, мы можем преобразовать постоянный постоянный ток в переменную мощность переменного тока, то есть переменную частоту и напряжение. Во-вторых, с помощью этого инвертора мы можем изменять частоту, то есть мы сможем генерировать частоты 40 Гц, 50 Гц, 60 Гц по нашему требованию. Если вход постоянного тока является источником напряжения, то инвертор известен как VSI (инвертор источника напряжения). Для инверторов требуется четыре коммутационных устройства, а для полумостового инвертора — два коммутационных устройства. Мостовые инверторы бывают двух типов: полумостовые инверторы и полумостовые инверторы.В этой статье рассматривается полумостовой инвертор.

Что такое полумостовой инвертор?

Инвертор — это устройство, преобразующее постоянное напряжение в переменное, и оно состоит из четырех переключателей, тогда как полумостовой инвертор требует двух диодов и двух переключателей, соединенных встречно параллельно. Два переключателя являются дополнительными переключателями, что означает, что когда первый переключатель включен, второй переключатель будет в положении ВЫКЛ. Аналогично, когда второй переключатель включен, первый переключатель будет в положении ВЫКЛ.

Однофазный полумостовой инвертор с резистивной нагрузкой

Принципиальная схема однофазного полумостового инвертора с резистивной нагрузкой показана на рисунке ниже.

Полумостовой инвертор

Где RL — резистивная нагрузка, V _s /2 — источник напряжения, S ₁ и S ₂ — два переключателя, i ₀ — ток. Где каждый переключатель подключен к диодам D ₁ и D ₂ параллельно. На приведенном выше рисунке переключатели S ₁ и S ₂ являются самокоммутирующимися переключателями. Переключатель S ₁ будет проводить, когда напряжение будет положительным, а ток отрицательным, переключатель S ₂ будет проводить, когда напряжение будет отрицательным, а ток отрицательным.Диод D ₁ будет проводить, когда напряжение будет положительным, а ток — отрицательным, диод D ₂ будет проводить, когда напряжение будет отрицательным, а ток — положительным.

Случай 1 (когда переключатель S ₁ включен, а S ₂ выключен): Когда переключатель S ₁ включен с периода времени от 0 до T / 2, диод D ₁ и D ₂ находятся в состоянии обратного смещения, а переключатель S ₂ выключен.

Применение KVL (Закон Кирхгофа)

В _с /2-В ₀ = 0

Где выходное напряжение В ₀ = В _с /2

Где выходной ток i ₀ = V ₀ / R = V _s / 2R

В случае тока питания или тока переключения, ток i _S1 = i0 = Vs / 2R, i _S2 = 0 и ток диода i _D1 = я _D2 = 0.

Случай 2 (когда переключатель S ₂ включен, а S ₁ выключен) : Когда переключатель S ₂ включен с периода времени T / 2 до T, диод D ₁ и D ₂ находятся в состоянии обратного смещения, а переключатель S ₁ выключен.

Применение KVL (Закон Кирхгофа)

В _с /2 + V ₀ = 0

Где выходное напряжение В ₀ = -В _с /2

Где выходной ток i ₀ = V ₀ / R = -V _s / 2R

В случае тока питания или тока переключения, ток i _S1 = 0, i _S2 = i ₀ = -V _s / 2R и ток диода i _D1 = i _D2 = 0.

Форма выходного напряжения однофазного полумостового инвертора показана на рисунке ниже. Форма волны выходного напряжения полумостового инвертора

Среднее значение выходного напряжения составляет

Таким образом, форма волны выходного напряжения от преобразования времени «T» в ось «ωt» показана на рисунке ниже.

Ось времени преобразования формы кривой выходного напряжения

Когда умножить на ноль, будет ноль; Если умножить на T / 2, получится T / 2 = π; Если умножить на T, получится T = 2π; Когда умножается на 3T / 2, получается T / 2 = 3π и так далее.Таким образом, мы можем преобразовать эту временную ось в ось «ωt».

Среднее значение выходного напряжения и выходного тока составляет

В _{0 (средн.)} = 0

I _{0 (средн.)} = 0

Среднеквадратичное значение выходного напряжения и выходной ток составляет

В _{0 (RMS)} = V _S /2

I _{0 (RMS)} = V _{0 (RMS)} / R = V _S / 2R

Выходное напряжение, которое мы получаем в инверторе, не является чистой синусоидой i.е прямоугольная волна. Выходное напряжение с основной составляющей показано на рисунке ниже.

Полномостовой инвертор

— схема, работа, формы сигналов и использование

Последние новости

• Прирост до 93% — открытие официального магазина электротехники — Купить сейчас!
• Скидка 25% на рубашки для электротехники. Ограниченная серия … Забронируйте сейчас
• Получите бесплатное приложение для Android | Загрузите приложение «Электрические технологии» прямо сейчас!

• ОФИЦИАЛЬНЫЙ МАГАЗИН
• НАПИСАТЬ ДЛЯ ET
• РЕКЛАМА
• ПОЛИТИКА КОНФИДЕНЦИАЛЬНОСТИ
• СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ
• Подключение и установка панели солнечных батарей
Схемы подключения батарей
• 1-фазная и 3-фазная проводка
• Электропроводка и управление Trending

EE ESSENTIALS

• EE How To Exclusive
90
• EE Projects
• EE Q & A Hot
• EE MCQs Новый
• EE Примечания и статьи
• Анализ электрических цепей
• EE Symbols New

37 9066 BASIC Основные понятия Основы
• Базовая электроника
• Электрические формулы и уравнения
• Монтаж электропроводки
• Основы переменного тока
• Переменный ток
• MCQs с пояснительными ответами
• EE Вопросы / ответы

МАШИНЫ

• Аккумуляторы 9066
• Трансформатор

POWER

• Энергетическая система
• Коэффициент мощности
• Воздушные линии
• Защита
• Возобновляемая и экологически чистая энергия
• Солнечная панель

УПРАВЛЕНИЕ Каким образом

• Ремонт
• Электропитание и управление двигателем
• EE-Tools, Instruments, Devices, Components & Measurements

ELECTRONICS

• All
• Basic Electronics
• Boolean Algebra & Logic Families
• Combinational Di gital Circuits
• Цифровая электроника
• Logic Gates
• Цепи последовательной логики
• Сигналы

Еще

• АНАЛИЗ ЦЕПЕЙ
  • Цепи постоянного тока
  Цепи переменного тока Электрические цепи Однофазные цепи переменного тока Программное обеспечение
  • Электрические / электронные символы
  • EE Калькуляторы
• Резисторы
  • Конденсаторы
  • Индуктивность и магнетизм
  • Электрические / электронные символы
  • Электрическое проектирование
• Светоизлучающие светодиоды
  Зеленая энергия
  • Электроэнергия
  • Освещение

• Искать
• Переключить скин

• Меню

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

• Искать
Switch skin

Home > Electronics > Digital Electronics > Full Bridge Inverter — Circuit, Operation, Waveforms & Use Use Basic Electronics DC CircuitsЦифровая электроникаЭлектрическая конструкцияЭлектрическая энергияЭлектрические машиныЭлектроникаСистема питанияОднофазные цепи переменного тока, минутыЭлектрическая технология

Работа однофазного полномостового инвертора (нагрузка RLC)

Содержание

• Что такое F

Бестрансформаторная схема H-мостового инвертора

В этом посте мы обсуждаем метод создания простого бестрансформаторного H- Схема мостового инвертора с использованием микросхемы IRS2453 (1) D и нескольких связанных пассивных компонентов.

Среди различных ранее существовавших топологий инверторов, полный мост или топология H-мост, несомненно, является наиболее эффективной и успешной. Настройка полной мостовой топологии, возможно, может потребовать большого количества критичности, тем не менее, с появлением микросхем полного моста, большинство из них на данный момент превратились в наименее сложные инверторы, которые можно построить.

Полномостовые инверторные схемы, также известные как H-мостовые инверторы, являются действительно экономичными типами, поскольку они никогда не полагаются на трансформаторы с центральным ответвлением, но все же имеют возможность работать с предложенными двухтактными способностями прямо через всю первичную обмотку подключенные трансформаторы.
Эта характеристика делает возможным применение трансформаторов меньшего размера и одновременную покупку большей мощности.

В настоящее время в результате беспроблемного доступа к интегральным схемам с полным мостовым драйвером условия оказались совершенно беспроблемными, и изготовление схемы полного мостового инвертора в вашем доме теперь является проблемой для детей.

Здесь мы говорим о схеме полного мостового инвертора, использующей полный мостовой драйвер IC

от International Rectifiers.

Описанная микросхема представляет собой замечательную интегральную схему драйвера полного моста, поскольку она единолично заботится обо всех важнейших критичностях, связанных с топологиями H-мостов, посредством своей передовой интегральной схемы.

Сборщик в основном требует подключения пары из нескольких элементов извне для создания полноценного, функционирующего инвертора H-моста.

Прямолинейность модели неоспорима из диаграммы, показанной ниже:

Pin14 и pin10 — это выводы плавающего напряжения питания высокой стороны ИС.Конденсаторы емкостью 1 мкФ фактически поддерживают эти критические выводы в большей степени, чем напряжения стока соответствующих МОП-транзисторов, гарантируя, что потенциал истока МОП-транзисторов остается ниже потенциала затвора для предпочтительной проводимости МОП-транзисторов.

Затворные резисторы исключают вероятность выброса стока / истока, предотвращая резкую проводимость МОП-транзисторов.

No related posts.