Какими могут быть схемы сварочных инверторов? Схема инвертора
| Не секрет, что эффективность переменного тока гораздо выше в сравнении с постоянным током, это доказано как практически, так и теоретически. Но очень часто случается так, что доступен только постоянный ток, например, бортовая сеть автомобиля, аккумуляторы, солнечные батареи и другие альтернативные источники энергии. В то же время, например, при использовании солнечных батарей, в течение дня солнечная энергия поступает в неравных количествах, вечером или в облачную погоду ее значительно меньше, чем днем в ясную погоду. Для выравнивания напряжения в схеме с солнечной батареей используют аккумуляторы, которые при излишках солнечной активности заряжаются, а при недостаточности солнечного света отдают накопленную за предыдущее время энергию. Или бывает необходимость использования переменного тока, но не со стандартными параметрами. Если при помощи трансформатора мы можем понизить или повысить напряжение, то частоту переменного тока, увы, с их помощью не изменишь. Для всех вышеописанных случаев можно применить чудо современной технологии – инвертор электрической энергии. Согласно википедии: Инвертор — устройство для преобразования постоянного в переменный ток с изменением величины частоты или напряжения. По сути инвертор - это преобразователь постоянного тока в переменный ток. Причем получить на выходе можно любой ток, с практически любыми необходимыми параметрами. Ток, получаемый на выходе инвертора, не зависит от входящего. Единственное, что инвертор не может делать – это увеличивать электрическую энергию, дабы не нарушить закон сохранения энергии. Во всем остальном универсальность инверторов огромная, они позволяют получать не статичные параметры тока на выходе, а регулировать его. Принцип работы инвертора, если упростить сам процесс, можно описать так: это трансформатор, к первичной обмотке которого подключены два ключа, которые поочередно открываются и закрываются. В результате работает либо левая, либо правая обмотки. В один момент времени электрический ток движется либо в одну сторону по первой обмотке, либо в противоположную по второй обмотке. В это время во вторичной обмотке индуцируется ток. Токи в обмотке нарастают и уменьшаются, во вторичной обмотке также, но при этом еще и меняя направление тока, в зависимости от того, какая первичная обмотка сейчас активна. Правда, на выходе мы получаем ступенчатую (а), либо апрокисмированую синусоиду (б), а не плавную (в), но это не существенно для работы большинства бытовых приборов. Более дорогие инверторы позволяют получать на выходе и синусоидальную форму выходного напряжения (в).
Инверторы можно разделить на автономные и сетевые. Автономные инверторы получают питание от мощных аккумуляторных батарей. Питание от них постоянное. Сетевые инверторы получают питание от постоянного тока, но входное напряжение различается по времени. Например, в случае с солнечными батареями оно может колебаться в диапазоне от 300 до 800 вольт. А вот ток на выходе должен оставаться постоянным по параметрам: и по напряжению и по частоте. А значит, в таких инверторах система контроля и коммутации более совершенная, поскольку в качестве генератора частоты используется сама сеть, и работа инвертора синхронизируется с этой сетью. Итак, с теоретической частью разобрались. Но где же можно встретить инверторы в повседневной жизни? В больших городах трёхфазные инверторы обычно используются для создания тяги троллейбусов, трамваев, да и вообще для питания трёхфазных асинхронных электродвигателей. Однофазные инверторы есть практические в каждом офисе – источники бесперебойного питания. Массовое использование ИБП связано с обеспечением бесперебойной работы компьютеров, позволяющее подключенному к ИБП оборудованию при пропадании электрического тока или при выходе его параметров за допустимые нормы, некоторое непродолжительное время продолжить работу. Самые распространенные бытовые ИБП оборудованы аккумулятором 12 вольт 7,2 А. Конструктивно преобразователи сильно могут отличаться в зависимости от необходимой выходной мощности. Если инвертор с выходной мощностью до 150 ватт можно собрать, как говорится, на коленках дома из подручных радиодеталей, то с более высокими требованиями придется «повозиться». Это связано, как и большей дороговизной и дефицитностью деталей, так и возрастающим количеством выделяемой теплоты. Ниже приведу схему относительно простого, но маломощного инвертора, мощностью не более 100 ватт:
От автомобильного аккумулятора такой инвертор может питать устройство мощностью 100 ватт в течение нескольких часов, что является достаточно неплохим показателем. Вот самые необходимые параметры преобразователя: Напряжение питания -------------------- 10,5 – 14 В Напряжение выходного сигнала ----- 190 - 240 В Частота переменного напряжения -- 48 - 52 Гц Мощность подключаемой нагрузки-- до 100 Вт В качестве задающего генератора DA1 в данном варианте используется специализированная микросхема КР1211ЕУ1. Микросхема содержит интегрированный тактовый генератор, частота генерации которого определяется постоянной времени цепи, подключаемой к выводу 7 микросхемы. Для работы системы защиты используется вывод 1 микросхемы. При подаче на него высокого уровня напряжения работа микросхемы блокируется и на выходах устанавливается низкий уровень напряжения. В рабочий режим микросхема переводится либо выключением и включением питания, либо кратковременной подачей низкого уровня напряжения на вывод 3 микросхемы. Выходные импульсы DA1 поочерёдно открывают полевые транзисторы VT4, VT5, которые создают в первичной обмотке трансформатора T1 переменный электрический ток. При этом на выводах вторичной обмотки T1 формируется выходное переменное напряжение. Питание для микросхемы DA1 поступает от маломощного интегрального стабилизатора DA2. Наличие напряжения питания информируется светодиодом VD3. Частота формируемого переменного напряжения определяется номиналами R1, C1. Датчиком перегрузки служат параллельно соединённые резисторы R9 и R10. Протекающий по ним ток создаёт падение напряжения между базой и эмиттером транзистора VT2 через делитель R8, R11. При перегрузке транзистор VT2 открывается и через делитель R6, R5 на вывод 1 микросхемы поступает напряжение высокого уровня. Пороговая величина тока срабатывания защиты определяется номиналами R8, R11 и для данной схемы составляет 10 А. При пониженном напряжении питания открывается транзистор VT1. Ток, протекающий через открытый транзистор VT1 и резисторы R4, R5 создаёт на выводе 1 микросхемы DA1 напряжение высокого уровня. Транзисторы VT4, VT5 должны быть установлены на радиаторы площадью 30-50 кв. см. каждый. При этом необходимо обеспечить электрическую изоляцию между радиатором и корпусом транзистора. Рекомендуется использовать прокладки из слюды или керамики, а также диэлектрические шайбы под винты и теплопроводящую пасту. В качестве Т1 подойдёт понижающий трансформатор мощностью не менее 150 Вт. Рекомендуется использовать трансформатор ТП-190 после его несложной доработки. Доработка трансформатора заключается в том, чтобы, не прибегая к его разборке, отмотать 10 витков каждой секции вторичной обмотки. Для самостоятельного изготовления трансформатора можно рекомендовать сердечник ПЛМ27-40-58. Первичная обмотка должна содержать две секции по 32 витка провода диаметром 2 мм, а вторичная (повышающая) – 700 витков провода диаметром 0,6 мм. Соединения в цепях истоков транзисторов VT4, VT5 первичной обмотки трансформатора Т1, а также конденсатора С8 должны быть выполнены проводом сечением не менее 1,5 кв. мм. Провода, соединяющие преобразователь с источником питания должны иметь сечение не менее 2,5 кв. мм. Резистор R19 устанавливается непосредственно на выводах конденсатора С8, а элементы R19, C9 устанавливаются на клеммах трансформатора Т1. В качестве выключателя SW1 рекомендуется использовать автомат на ток 16 А. Элементы преобразователя, включая печатную плату, рекомендуется закрепить на металлическом шасси, которое следует соединить с «минусом» источника питания. Используемые в преобразователе полевые транзисторы имеют сопротивление открытого канала около 25 МОм, они рассчитаны на довольно большой допустимый ток стока 40 А, поэтому мощность преобразователя может быть увеличена до 250 Вт путем изменения номиналов схемы блокировки и использования соответствующего трансформатора. Настройка инвертора сводится к подбору частотозадающего резистора R1. При отсутствии измерительных приборов частоту формируемого напряжения можно оценить с помощью простого устройства оценки частоты, схема которого приведена на рис. 5. Разъём XР1 подключается к выходу преобразователя, а разъём XР2 – в электросеть 220 В 50 Гц. При этом частота мигания светодиода VD2 соответствует разности частот напряжений преобразователя и электросети. Подбирая резистор R1, следует добиться наиболее редких миганий светодиода. Перечень элементов для сборки данного преобразователя: Позиция Наименование Количество DA1 КР1211ЕУ1 - 1DA2 78L06 Интегральный стабилизатор 2VT1,VT2 КТ3107А - 1VT3 KT3102A - 1VT4,VT5 IRZ44 Полевой транзистор 2VD1,VD2 КД522А - 2VD3 LED 5мм,G Светодиод зелёный 1VD4 LED 5мм,R Светодиод красный 1R1 1,1MОм; 1,2МОм; 1,3МОм Требуется подбор 3R2,R4 3,9 кОм Оранж., белый, красный 1R3,R13 6,2 кОм Голубой, красный, красный 1R5 10 кОм Коричн., чёрный, оранж. 1R6 9,1 кОм Белый, коричн., красный 1R7 100 кОм Коричн., чёрный, жёлтый 1R8 2,2 кОм Красный, красный, красный 1R16 1,8 кОм Коричн, серый, красный 2R9,R10 0,1 Ом 5 Вт 2R11 1,0 кОм Коричн., чёрный ., красный 1R12,R17 620 Ом Голубой, красный , коричн. 2R18 82 кОм 2 Вт серый, красный, оранжевый 1R14,R15 100 Ом Коричн., чёрный, коричн. 2R19 1,2 кОм коричневый, красный, красный 1C1 1000 пФ - 1C2,C3 0,1 мкФ - 2C4 1000мкФ 16В - 1C5 10 мкФ 16В - 1C6,C7 0,047 мкФ - 2C8 10000 мкФ 16В - 1C9 0,047 мкФ 400В - 1 В качестве корпуса использован блок питания с персонального компьютера, транзисторы КТ315 с любым буквенным индексом, КТ209 можно заменить на КТ361 так же с любым буквенным индексом. Стабилизатор напряжения 7805 лучше заменить на отечественный КР142ЕН5А. Резисторы любые, мощностью от 0,125 до 0,25 вт. Диоды подойдут тоже практически любые низкочастотные, например - КД105 или IN4002. Конденсаторы C1 типа К73-11, К10-17В с малым уходом ёмкости при прогреве. Трансформатор был взят от блока питания персонального компьютера, но можно использовать и от старых ламповых телевизоров, например - "Весна" или "Рекорд", важно, чтобы витки, сечение и железо совпадали. С радиодеталями разобрались, теперь, как всё это собрать воедино. Ниже приведу неплохую схему инвертора:
Этот процесс можно описать так: на микросхеме D1 собран генератор прямоугольных импульсов, частота следования которых около 200 гц - диаграмма "A". С вывода 8 микросхемы импульсы поступают далее на делители частоты, собранные на элементах D2.1 - D2.2 микросхемы D2. В результате чего на выводе 6 микросхемы D2 частота следования импульсов становится вдвое меньше - 100 гц - диаграмма "B", а на выводе 8 импульсы становятся равным частоте 50 гц - диаграмма "C". С вывода 9 снимаются неинвертируемые импульсы 50 гц - диаграмма "D".
На диодах VD1-VD2 собрана логическая схема "ИЛИ". В результате чего взятые с выводов микросхем D1 вывод 8, D2 вывод 6 импульсы образуют на катодах диодов импульс соответствующий диаграмме "E". Каскад на транзисторах V1 и V2 служит для увеличения амплитуды импульсов необходимых для полного открывания полевых транзисторов. Транзисторы V3 и V4, подключенные к выходам 8 и 9 микросхемы D2 поочерёдно открываются, запирая тем самым то один полевой транзистор V5, то другой V6. В результате чего управляющие импульсы формируются так, что между ними существует пауза, из-за чего исключается возможность протекания сквозного тока через выходные транзисторы и значительно повышается КПД. На диаграммах "F" и "G" показаны сформированные импульсы управления транзисторами V5 и V6. Вот так будет выглядеть печатная плата:
Нам остается только подготовить трансформатор от блока питания. Для этого обмотку на напряжение 220 вольт оставляем, а остальные обмотки удаляются. Поверх этой обмотки наматываются две обмотки проводом ПЭЛ - 2 мм. Для лучшей симметрии их следует намотать одновременно в два провода. При подключении обмоток необходимо учесть фазировку. Полевые транзисторы закрепить через слюдяные прокладки на общий радиатор из алюминия. Правильно собранный инвертор начинает работать сразу после подачи питания. Единственное - бывает необходимость выставить частоту 50-60 гц подбором резистора R1 и конденсатора C1.
|
Принципиальная электрическая схема простого регулятора мощности для электродвигателя, паяльника или другого бытового прибора. Приводятся возможные замены деталей.
Как показывает практика, паяльные компоненты времен нерушимого союза были самыми хорошими и со мной согласятся все радиолюбители. Радиолюбительский паяльник должен иметь оптимальную мощность 20-35 ватт. 
Схема очень простого самодельного беспроводного видеопередатчика, в том числе и аудиосигнала, показана в данной статье. 
Схема такого преобразователя не новая, но она была переделана и в итоге переделки количество используемых радиодеталей резко сократилось. samodelnie.ru
Схема отличного инвертора 12 В – 220 В
Хочу поделиться схемой инвертора 12 В – 220 В. Схема проверена, можно смело собирать. Схема достаточно проста, не содержит редких и малодоступных компонентов, собрать её сможет любой желающий. Вместо импортной микросхемы TL494 можно использовать отечественный аналог 1114ЕУ4.
Принципиальная схема инвертора 12-220 на TL494
В данном инверторе используется готовый высокочастотный понижающий трансформатор из БП компьютера, но в нашем преобразователе он станет наоборот повышающим. Данный трансформатор можно взять как из AT, так и из ATX. Обычно, такие трансформаторы отличаются только габаритами, а их расположение выводов совпадает. Убитый блок питания (или трансформатор из него) можно поискать в любой мастерской по ремонту компьютеров.
Если же вы такого трансформатора не найдете, можно попробовать намотать вручную (если хватит терпения). Вот какой трансформатор использовал в своём варианте:
Транзисторы обязательно нужно поставить на радиатор, иначе они могут перегреться и выйти из строя.
Использовал алюминиевый радиатор из полупроводникового советского телевизора. Этот радиатор не совсем подошел по размеру к транзисторам, но другого варианта у меня не было.
Также желательно заизолировать все высоковольтные выводы данного инвертора и лучше собрать все в корпус, ведь если этого не сделать, может случайно произойти короткое замыкание или просто можно коснуться высоковольтного вывода, что будет очень неприятно.
Будьте осторожны! На выходе схемы высокое напряжение и очень серьезно может ударить.
Я использовал корпус от блока питания ноутбука. Он очень хорошо подошел по размерам.
Ну и конечно же инвертор в действии:
Всем удачи, Кирилл.
2shemi.ru
Принципиальная схема сварочного инвертора для различных моделей
Современные сварочные работы проводятся при применении специальных инверторов. Ранее для подобной обработки металла использовали обычные трансформаторы, которые характеризуются меньшей эффективностью. Принципиальная схема сварочного инвертора может несколько отличаться, но все они характеризуются легкостью и компактностью. Только при учете конструктивных особенностей можно провести ремонт сварочного инвертора и его точную настройку.
Принципиальная схема сварочного инвертора
Элементы электрической схемы сварочных инверторов
Принципиальная электрическая схема инверторного сварочного аппарата предусматривает сочетание нескольких элементов, которые связаны между собой. Основными можно назвать:
- Блок, отвечающий за подачу энергии к силовой части. Этот элемент представлен сочетанием нескольких устройств, которые способны изменять параметры тока до требуемых значений. Как правило, включается емкостный фильтр и выпрямитель.
- В устройство входит силовой трансформатор. Также входит 4n90c в блоках питания сварочных инверторов.
- Отдельный элемент отвечает за питание слаботочной части конструкции.
- Для контроля основных параметров устанавливается ШИМ контроллер. Он представлен сочетанием датчика тока нагрузки и трансформатора.
- Отдельный блок отвечает за защиту конструкции от воздействия тепла. При прохождении электрического тока некоторые элементы могут серьезно нагреваться. Поэтому дополнительно устанавливается охлаждающий модуль, представленный вентилятором и датчиком температуры.
- Блоки управления, которые позволяют устанавливать основные параметры, а также элементы индикации.
Пример принципиальной схемы для тока 250А
Оборудование диодного моста для сварочного аппарата производится и устанавливается с учетом мощности устройства и некоторых других моментов. Каждый аппарат имеет свои особенности, которые рассмотрим далее подробно.
Схемы аппаратов Сварис
Сварочный аппарат Сварис 200 характеризуется простотой в применении и невысокой стоимостью. Уже моделям Сварис 160 были присущи высокие эксплуатационные характеристики, а новый вариант исполнения был усовершенствован. Схема инверторного сварочного аппарата определяет следующие эксплуатационные характеристики:
- Максимальный показатель потребления составляет 5 кВт.
- Сварочный ток может варьировать в пределе от 20-200 А.
- Показатель напряжения холостого хода 62 В.
- Показатель КПД 85%.
- Рекомендуемые электроды 1,6-5,0.
В целом можно сказать, что инвертор выполнен по классической схеме, которая была рассмотрена выше.
Сварочный аппарат Сварис 
Принципиальная схема сварочного инвертора Сварис Схемы моделей ММА-200 и ММА-250
Большое распространение получили модели ММА-200 и ММА-250. Эти инверторы практически идентичны, разница заключается лишь в нижеприведенных моментах:
- Схема сварочного инвертора ММА 250 предусматривает наличие в выходном каскаде по 3 резистора полевого типа. Все ни подключены параллельно. Схема сварочного инвертора ММА 200 указывает лишь на наличие двух резисторов.
- У новой версии три импульсных трансформатора, в то время как у старой только два.
Основная схема обеих моделей практически полностью идентична.
Схема инвертора ММА-200
Схемы Inverter 3200 и 4000
Для проведения ручной дуговой сварки можно использовать Inverter 4000 или 3200. Оба аппарата обладают практически идентичной конструкцией, которая обеспечивает наличие следующих функций:
- Защита от эффекта залипания электрода.
- Защита основных элементов от серьезного перепада напряжения.
- Контроль основных параметров дуги.
- Встроенный элемент охлаждения с контрольными датчиками.
При изготовлении инверторов была обеспечена защита по классу IP21. Мощность устройства составляет 5,3 кВт, питается от стандартной сети энергоснабжения. Подробная схема inverter 3200 pro определяет весьма привлекательные свойства этих моделей, за счет чего они получили широкое распространение.
Схемы других моделей
Как ранее было отмечено, практически все инверторы работают по схожему принципу, и создаваемые схемы могут отличаться несущественно. Все сварочные аппараты делятся на несколько основных групп:
- Для проведения электродуговой сварки при применении покрытых специальным составом электродов применяется оборудование типа ММА. Подобная схема характеризуется высокой эффективность, а конструкция имеет небольшой вес.
- Для применения тугоплавких электродов применяется сварочное оборудование типа ММА+TIG. Они могут работать в среде инертных газов.
- На производственных линиях встречаются агрегаты с полуавтоматической подачей прудка. В этом случае работа, как правило, проводится в среде инертных газов или в специальных ванночках.
- При кузнечном или прочем ремонте используется точечная сварка.
Модель ARC 160, схема которой довольно сложна, может применяться для проведения самых различных работ. В отличии от arc 140, схема новой модели лишена основных недостатков.
Сварочный инвертор ТОРУС 250
Вариант исполнения торус 250 состоит из следующих элементов:
- Генератора тактового типа, построенного на микросхеме TL Стоит учитывать, что схема мощного инвертора не предусматривает использование ШИМ, но в микросхеме ест два компаратора с датчиками тепловой защиты.
- Система защиты и регулировочный модуль выполнены на основе LM Датчик, определяющий параметры тока, помещен на ферритовом кольце с обмоткой.
- В схему включается также два выходных драйвера, построенные на IR
В отдельную категорию относят схему сварочного инвертора на тиристорах, которая получила весьма широкое распространение.
Ремонт Торус 250 следует проводить с открытия конструкции и визуального осмотра основных элементов. В рассматриваемом случае они следующие:
- Выпрямитель выходного типа представлен отдельной платой, на которой размещается два радиатора. Они служат в качестве основания для размещения диодных сборок. Также в модуль входит один трансформатор и дроссель. Количество элементов в выходном выпрямителе во многом зависит от конкретной сборки.
- Модуль ключей представлен четырьмя транзисторами в каждой из четырех групп. Для того чтобы снизить степень нагрева все они размещаются на отдельных радиаторах, которые изолированы специальными прокладками.
- В качестве выходного выпрямителя используется мощный диодный мост. В рассматриваемом случае он расположен в нижней части конструкции. На этой модели устанавливается крайне надежный и практичный мост, который сложно спалить при исправной работе системы охлаждения.
- Микросхема управления является основным элементом конструкции. Как правило, от правильности его работы зависит долговечность всего аппарата. Самостоятельно проверить блок можно только при наличии специального осциллографа и соответствующих навыков работы с ним.
- Корпус с вентилятором системы охлаждения. Как правило, охлаждающий блок выходит из строя только в случае механического воздействия.
Для диагностики многих элементов приходится проводить их демонтаж. Именно поэтому лучше всего доверить работу профессионалам, так как неправильная сборка может привести к существенным проблемам.
Сварочный инвертор САИ 200, схема которого не существенно отличается от аппаратов схожего типа, применяется для ручной дуговой сварки и наплавки при применении штучных электродов. RDMMA 200 относится к оборудованию нового типа, которое создается без применения трансформаторов. За счет этого возможна более точная и плавная регулировка показателей тока, при работе не появляется сильного шума.
Инвертор САИ 200 
Принципиальная схема сварочного инвертора САИ 200 В заключение отметим, что вышеприведенная информация определяет сложность конструкции сварочных инверторов. При этом производители не распространяют подробные схемы устройств, что усложняет обслуживание и ремонт. Несмотря на применение схожей схемы при создании практически всех инверторов, они существенно отличаются друг от друга. Именно поэтому перед проведением каких-либо работ нужно подробно ознакомиться с конструктивными особенностями устройства.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
stankiexpert.ru
конструкция силовой и управляющей части
Все схемы сварочных инверторов состоят из силовой и управляющей части.
Устройство инверторного сварочного аппарата.
На сегодняшний день пользуются популярностью аппараты для сварки инверторного типа. Популярность связывается с их низкой стоимостью. Конструкции имеют большое количество достоинств, однако время от времени они, как и другие приспособления, нуждаются в ремонте. Для того чтобы выполнить ремонт инвертора, понадобится знать его устройство и главные функциональные блоки.
Сама конструкция для сварки являет собой блок питания большой мощности. Принцип его действия схож с импульсными блоками питания, к которым можно отнести, к примеру, блоки питания компьютеров АТ и АТХ. Сходства заключаются в способе преобразования энергии.
Энергия в устройстве для сварки преобразуется следующим образом:
- Выпрямляется переменное напряжение электрической сети 220 В.
- Преобразуется непрерывное напряжение в переменное с высокой частотой.
- Понижается интенсивность с высокой частотой.
- Выпрямляется пониженное напряжение.
Преобразование тока в сварочном инверторе
Раньше в качестве главного компонента сварочного инвертора использовался силовой трансформатор большой мощности. Он снижает временное напряжение электрической сети, в результате чего можно получить от повторной обмотки большие токи (10-100 А), которые понадобятся для сварки. Если выполнить понижение интенсивности на повторной обмотке трансформаторной конструкции, то будет возможность во много раз увеличить ток, который сможет отдать нагрузке повторная обмотка. В результате будет уменьшено количество витков повторной обмотки, а диаметр провода для обмотки вырастит.
Трансформаторные конструкции имеют большую мощность. Они работают на частоте 50 Гц, имеют большие габариты и вес.
Для устранения подобного недостатка разрабатываются инверторные устройства для сварки. В данных устройствах рабочий диапазон увеличивается до 65-80 кГц, в результате чего размеры и общий вес конструкции уменьшены. Рабочая частота преобразования увеличена в 4 раза, что снижает габариты примерно в 2 раза. В результате сокращаются расходы меди и остальных материалов на сооружение приспособления.
Частота временного тока электрической сети всего 50 Гц, поэтому может возникнуть проблема с рабочей частотой устройства 65-80 кГц. Для этого используется схема сварочного инвертора, в составе которой есть транзисторы большой мощности. Подобные приспособления могут переключаться с частотой 65-80 кГц. Чтобы транзисторные изделия могли работать, надо подавать на них непрерывное напряжение, которое можно получить от выпрямительного приспособления.
Схема трансформатора инвентора.
Интенсивность электрической сети будет выпрямляться мостом большой мощности и сглаживаться конденсаторными изделиями для фильтрации. В итоге на выходе выпрямительного изделия и фильтра получится непрерывное напряжение более 220 В. Это начальный этап преобразования.
Данная интенсивность и будет использоваться в качестве источника питания для инверторной схемы. Транзисторные изделия инвертора большой мощности подключаются к трансформаторной конструкции для понижения. Транзисторные изделия переключаются с большой частотой в 65-80 кГц, в связи с чем трансформаторная конструкция тоже будет работать на данной частоте. Для работы на больших частотах нужны меньшие трансформаторные устройства. Поэтому трансформатор будет сжат до небольших размеров, при этом мощность его остается неизменной.
С преобразованием возникают некоторые сложности, поэтому в схеме сварочного инвертора присутствуют и другие детали, которые предназначаются для того, чтобы устройство работало стабильно.
Схема сварочного инвертора и конструкция силового блока
Внешний вид сварочной платы с указанием размещения главных компонентов схемы можно увидеть на рис. 1. Первым делом следует разобраться в схеме силовой части, которую можно увидеть на рис. 2.
Рисунок 1. Схема сварочной платы.
Схема сварочного инвертора состоит из таких компонентов:
- помеховый фильтр;
- реле медленного пуска;
- конденсаторные элементы;
- сетевое выпрямительное устройство;
- датчик тока;
- кулер;
- трансформаторная конструкция для понижения;
- радиаторы.
Вернуться к оглавлению
Сетевой выпрямитель сварочного инвертора
Первым делом переменный ток 220 В выпрямляется мостом большой мощности, после чего фильтруется электролитическими конденсаторными элементами. Это нужно для того, чтобы временный ток электрической сети с частотой 50 Гц превратился в постоянный. Конденсаторные элементы С21 и С22 необходимы для того, чтобы сглаживать пульсации выпрямляемого напряжения, которые всегда будут после диодного выпрямительного элемента. Выпрямительное приспособление реализовывается по стандартной схеме диодного моста. Он выполняется по сборке PD1.
Нужно заметить, что на конденсаторных элементах фильтра интенсивность будет практически в 1,5 раза больше, чем на выходе моста. Следовательно, если после подобного моста получается 220 В напряжения с пульсациями, то на конденсаторных элементах получится уже 310 В непрерывного напряжения. В большинстве случаев рабочее напряжение ограничивают отметкой в 250 В, так как интенсивность в сети в некоторых случаях завышена. Поэтому на выходе фильтра получится 350 В. В итоге конденсаторные элементы будут иметь вольтаж в 400 В, при этом будет некоторый запас.
Рисунок 2. Схема силовой части инвентора.
На печатной плате устройства для сварки элементы сетевого выпрямительного элемента занимают большое количество места. Диодный мост для выпрямления монтируется на радиаторную конструкцию для охлаждения. Через данную сборку будут протекать огромные токи, в результате чего диоды нагреваются. Чтобы защитить мост, на радиаторном устройстве следует установить термический предохранитель, который будет размыкаться в случае превышения температуры радиаторной конструкции более 90°С.
В выпрямительном приспособлении используются сборки типа GBPC 3508. Данная сборка рассчитывается на прямой ток 35 А и вольтаж 800 В.
После моста устанавливаются несколько электролитических конденсаторных элементов, емкость каждого из которых составляет 680 мкФ, а рабочий вольтаж — 400 В. Емкость конденсаторных приспособлений будет зависеть от модели используемого устройства. Непрерывная интенсивность с выпрямительного изделия и фильтра будет подаваться на устройство.
Вернуться к оглавлению
Устройство помехового фильтра и инвертора
Чтобы помехи высоких частот, которые будут возникать во время функционирования инвертора для сварки, не смогли попасть в электрическую сеть, перед выпрямительным изделием понадобится установить фильтр электромагнитной совместимости. Согласно схеме, подобный фильтр состоит из элементов С1, С8, С15 и дроссельного изделия на кольцевом проводе Т4.
Схема помехового фильтра.
Устройство инвертора собирается по схеме косого моста. В данном случае применяется несколько ключевых транзисторных изделий высокой мощности. В качестве главных транзисторных приспособлений могут использоваться как IGBT-элементы, так и MOSFET. Подобные компоненты надо будет установить на радиаторное приспособление, чтобы можно было отводить тепло.
Непрерывная интенсивность будет коммутироваться транзисторными изделиями Q5 и Q8 через обмотку трансформаторной конструкции Т3 с частотой намного большей, чем частота электрической сети. Частота переключений может быть 10-50 кГц. В данном случае будет создан временный ток, как и в электрической сети, однако он будет иметь частоту в 10-50 кГц.
Чтобы защитить транзисторные изделия от нежелательных выбросов интенсивности, следует применить RC-цепочки.
Чтобы понизить интенсивность, в схеме предусматривается высокочастотный трансформаторный элемент Т3. При помощи транзисторных изделий Q5 и Q8 через начальную обмотку трансформаторной конструкции Т3 будет коммутироваться интенсивность, которая сможет поступать от выпрямителя. В результате получится непрерывное напряжение в 310-350 В.
Благодаря транзисторным изделиям непрерывная интенсивность будет преобразовываться во временную.
Трансформаторные изделия не могут преобразовывать постоянный ток.
С повторной обмотки в трансформаторном приспособлении Т3 можно будет снять уже намного меньшую интенсивность (порядка 65-70 В). В данном случае максимальный ток будет достигать 125-130 А, потому целесообразно использовать трансформаторное приспособление Т3. Через начальную обмотку будет протекать маленький ток, но большого напряжения. С повторной обмотки можно снять маленькое напряжение, но ток в данном случае будет большим.
Вернуться к оглавлению
Схема выходного выпрямительного приспособления сварочного инвертора
Данный элемент собирается на основе мощных диодов с одним катодом.
Приспособления будут выпрямлять временный ток высокой частоты. В случае выполнения ремонтных работ рекомендуется заменять диоды в выходном элементе для выпрямления именно на быстродействующие.
Каждый сварочный инвертор имеет свою схему, однако основные элементы везде одинаковы.
moiinstrumenty.ru
Ремонт и обслуживание инверторов питания ламп подсветки ЖК панелей ноутбуков
Компьютерная техника
Главная 
Ремонт электроники Компьютерная техника
Экраны ноутбуков представляют собой ЖК панели, подсветка которых (в основном это касается бюджетных устройств) осуществляется электролюминесцентными лампами холодного свечения (CCFL).
В большинстве ноутбуков используется одна лампа, установленная снизу, либо лампа в форме буквы Г.
"Поджиг" лампы, а также ее питание в рабочем режиме обеспечивает DC/AC-конвертор (далее - инвертор). Инвертор должен выполнить надежный запуск CCFL-лампы напряжением до 1000 В и ее стабильное свечение в течение длительного времени при рабочем напряжении 500...800 В (в зависимости от размера экрана). Подключение ламп к инверторам осуществляется по емкостной схеме. Рабочая точка стабильного свечения располагается на линии пересечения нагрузочной прямой с графиком зависимости тока разряда от напряжения, приложенного к лампам. В лампах создаются условия для управляемого тлеющего разряда, рабочая точка находится на пологой части кривой, что позволяет добиться стабильного свечения ламп в течение длительного времени, а также обеспечить эффективное управление яркостью.
Инвертор выполняет следующие функции:
- Преобразует постоянное напряжение 5...20 В в высоковольтное переменное напряжение.
- Регулирует и стабилизирует ток CCFL-лампы.
- Обеспечивает регулировку яркости.
- Согласует выходной каскад инвертора со входным сопротивлением CCFL-лампы при запуске и в рабочем режиме.
- Обеспечивает защиту схемы от короткого замыкания в нагрузке и токовой перегрузки.
Структурная схема инвертора
На рис. 1 показана типичная структурная схема инвертора питания CCFL-ламп в ноутбуках. Инвертор питается постоянным напряжением 5...20 В от источника питания ноутбука. Сигнал включения инвертора от центрального процессора ноутбука поступает на ШИМ контроллер. Сформированные этим узлом импульсы поступают на силовой ключ, коммутирующий ток в первичной обмотки импульсного трансформатора. На вторичной обмотке трансформатора формируется высоковольтное синусоидальное напряжение, которое обеспечивает "поджиг" CCFL-лампы. После поджига лампы ее напряжение питания снижается до рабочего уровня (около 500 В) и стабилизируется с помощью обратной цепи. Цепь контроля обеспечивает стабильность работы ШИМ контроллера, а также защиту от короткого замыкания, перенапряжения и токовой перегрузки.
Рис. 1. Типичная структурная схема инвертора питания CCFL-ламп в ноутбуках
Представленная блок-схема практически реализуется как в дискретном, так и в интегральном исполнении. Инвертор выполняется на отдельной печатной плате (см. рис. 2) и соединяется с материнской платой ноутбука и CCFL-лампой с помощью гибких кабелей.
Рис. 2. Внешний вид инверторов питания CCFL-ламп ноутбуков
Различные производители ноутбуков используют свои модификации инверторов, некоторые из них представлены в этой статье.
Как правило, сигналы, поступающие на контакты интерфейсного разъема инверторов имеют, следующие обозначения: ENA - включение, VIN - питание, BRT ADJ-регулировка яркости.
Принципиальные электрические схемы инверторов
Рассмотрим принципиальную схему инвертора, применяемого в ноутбуках фирмы SAMSUNG (рис. 3).
Рис. 3. Принципиальная электрическая схема инвертора, применяемого в ноутбуках SAMSUNG
Через разъем CN1, соединяющий инвертор с основной платой компьютера, поступают напряжение питания +12 В (DC_IN), напряжение включения инвертора +1,5 В (BACKLIT_ON), а также напряжение регулировки яркости +0,1...0,5 В (BRT_ADJ).
Основой этого инвертора является двухтактный автогенератор на элементах Q5, Q6, T1. Рабочая частота автогенератора определяется индуктивностью первичных обмоток Т1 и параметрами транзисторов. Автогенератор питается от источника питания ноутбука через понижающий DC/DC-конвертор на элементах Q3, Q4, L1, D2. Схема на элементах U1A и и1В формирует управляющий ШИМ сигнал, которым коммутируется ключевой каскад Q3, Q4, и задает рабочий цикл схемы. Управляющий сигнал на входе компаратора и1В складывается из сигнала обратной связи, формируемого из выходного напряжения инвертора, и сигнала регулировки яркости BRT_ADJ, формируемого процессором ноутбука.
Довольно распространен инвертор (рис. 4), в котором в качестве ШИМ контроллера применяется ИМС MP1101 фирмы MPS. Подобный инвертор используется в ноутбуках HEWLETT PACKARD и COMPAQ.
Рис. 4. Принципиальная электрическая схема инвертора, применяемого в ноутбуках HEWLETT PACKARD и COMPAQ
Особенностью схемы на ИМС МР1101 является минимальное число внешних компонентов. В состав микросхемы, помимо собственно ШИМ контроллера, входят силовые МОП транзисторы (N-MOSFET), поэтому отпадает необходимость во внешних транзисторах. Выходной каскад реализован по мостовой схеме. Яркость регулируется импульсным сигналом BURST (контакт 3 JP1), который подается на выв. 3 (ByrST) микросхемы. Аналоговый вход регулировки (выв. 1) не используется и подключен к опорному напряжению 5 В (выв. 17). Напряжение включения ноутбука +4,5 В поступает на выв. 4 ИМС. Инвертор вырабатывает напряжение питания лампы 780 В с частотой 70 кГц. Он обеспечивает напряжение поджига лампы около 1,5 кВ.
На рис. 5 показана схема инвертора Sumida ML1, который используется в ноутбуках Hewlett PACKARD. Основа данного инвертора - микросхема OZ9938(U2) фирмы О2MICRO.
Рис. 5. Принципиальная электрическая схема инвертора Sumida ML1, применяемого в ноутбуках НР
Микросхема имеет узлы защиты от короткого замыкания в нагрузке и от разрушения (обрыва) CCFL-ламп. Ток лампы контролируется цепью D1 R28 C2, сигнал с которой поступает на выв. 5 (ISEN) контроллера OZ9938. Напряжение на CCFL-лампе контролируется цепью С2 С5 R3 R5 R6 R11 D2, сигнал поступает на выв. 6 (VSEN).
ИМС OZ9938 вырабатывает разнополярные импульсы, которые поступают на полевые транзисторы в составе сборки U1. Стоки транзисторов нагружены на первичную обмотку трансформатора Т1. В отличие от типовой схемы включения OZ9938, в которой к инвертору подключается от 2-х до 6-ти CCFL-ламп, при использовании в ноутбуках (одна CCFL-лампа) нет необходимости подключать дополнительные узлы, тем самым увеличивается стабильность работы, надежность и долговечность инвертора.
Инвертор ALPS KUBNKM (рис. 6) используется в частности, в ноутбуках DELL, он выполнен на базе контроллера OZ960 фирмы O2MICRO.
Рис. 6. Принципиальная электрическая схема инвертора ALPS KUBNKM, применяемого в ноутбуках DELL
На плате инвертора установлен операционный усилитель типа LM358, схема включения которого приведена на рис. 7.
Рис. 7. Схема включения LM358 и расположение выводов в корпусе DIP/SO
Эта ИМС используется для питания светодиодов подсветки клавиатуры, расположенных на этой же плате. Этим обеспечивается подсветка экрана и клавиатуры при включении инвертора в рабочий режим.
Отличие этой схемы от предыдущих в том, что микросхема OZ960 имеет два выхода (выв. 11, 12 и 19, 20), каждый из которых рассчитан на подключение двух МОП транзисторов с разной проводимостью каналов (N- и P-MOSFET). Транзисторы в составе сборок U1 и U3 включены по мостовой схеме, нагрузкой служит первичная обмотка Т1. Такая схема включения позволила увеличить надежность схемы. Сигналы обратной связи по току и напряжению со вторичной обмотки по соответствующим цепям подаются на выв. 2 и 9 U2. Рабочая частота ИМС задается элементами С5, R4, подключенными к выв. 18 и 17 U2, и составляет 63 кГ ц.
В режиме поджига частота возрастает до 75 кГц. Яркость регулируется аналоговым сигналом DIM с контакта 3 J1. При этом уровень 0,6 В соответствует минимальной
яркости, а уровень 2,1 В - максимальной. Микросхема U2 питается напряжением 5 В (выв. 5) от источника питания ноутбука. Для питания выходного каскада инвертора от этого же источника подается 12 В. Эта цепь защищена предохранителем F1.
В ноутбуках ACER применяется инвертор AMBIT. Он выполнен на базе ИМС OZ960 и дополнительного контроллера управления светодиодами подсветки клавиатуры OZ9950.
На рис. 8 показана блок-схема микросхемы OZ9950, а на рис. 9 - схема ее включения.
Рис. 8. Архитектура ИМС OZ9950
Рис. 9. Схема включения ИМС OZ9950
Эта часть схемы инвертора (рис. 9) применяется в сверхтонких ноутбуках, мобильных телефонах и карманных компьютерах для обеспечения подсветки матрицы с помощью сверхъярких светодиодов. Схема представляет собой повышающий DC/DC-конвертор на элементах L1, U2, D2, который управляется ШИМ контроллером U1. Микросхема OZ9950 работает на частоте 280 кГц. Сигнал обратной связи по току подается на выв. 2 напряжению - на выв. 4 (VSEN). Напряжение питания 5 В подается на выв. 5 U1 и на вход конвертора - дроссель L1. Напряжение аналоговой регулировки яркости подается на выв.3 U1. Уровень 0,8 В соответствует минимальной яркости, а уровень 1,4 В - максимальной. В режиме импульсной регулировки яркости сигнал частотой 100...300 Гц подается на этот же вывод ИМС в диапазоне уровней 0,4...1,4 В. Яркость регулируется изменением коэффициента заполнения (рабочего цикла) управляющего сигнала.
Автор: Владимир Петров (г. Москва)
Источник: Ремонт и сервис
Дата публикации: 20.03.2015
Рекомендуем к данному материалу ...
Мнения читателей- Геннадий / 26.01.2018 - 17:01В пункте:Принципиальные электрические схемы инверторов Ошибки в предложении: абз.3 Основой этого инвертора является двухтактный автогенератор на элементах Q5, Q6, T1. Рабочая частота автогенератора определяется индуктивностью первичных обмоток Т1 и параметрами транзисторов. Правильно так:Основой этого инвертора является двухтактный автогенератор на элементах Q5, Q6, T1. Рабочая частота автогенератора определяется индуктивностью первичных обмоток Т1 и емкостью конденсатора C5. там-же:Схема на элементах U1A и и1В формирует управляющий ШИМ сигнал, которым коммутируется ключевой каскад Q3, Q4, и задает рабочий цикл схемы. Управляющий сигнал на входе компаратора и1В складывается из сигнала обратной связи, формируемого из выходного напряжения инвертора, и сигнала регулировки яркости BRT_ADJ, формируемого процессором ноутбука. Должно быть:Схема на элементах U1A и U1B формирует управляющий ШИМ сигнал, которым коммутируется ключевой каскад Q3, Q4, и задает рабочий цикл схемы. Управляющий сигнал на входе компаратора U1B складывается из сигнала обратной связи, формируемого из выходного напряжения инвертора, и сигнала регулировки яркости BRT_ADJ, формируемого процессором ноутбука. абз.7 Ток лампы контролируется цепью D1 R28 C2, сигнал с которой поступает на выв. 5 (ISEN) контроллера OZ9938. Должно быть:Ток лампы контролируется цепью D1 R28 C22, сигнал с которой поступает на выв. 5 (ISEN) контроллера OZ9938. абз.9 На плате инвертора установлен операционный усилитель типа LM358, схема включения которого приведена на рис. 7. Должно быть: Дополнительно на плате с инвертором установлен операционный усилитель типа LM358, схема включения которого приведена на рис. 7. В абз.13 удолите перенос на следующую строку.Должно быть так:В режиме поджига частота возрастает до 75 кГц. Яркость регулируется аналоговым сигналом DIM с контакта 3 J1. При этом уровень 0,6 В соответствует минимальной яркости, а уровень 2,1 В - максимальной. Микросхема U2 питается напряжением 5 В (выв. 5) от источника питания ноутбука. Для питания выходного каскада инвертора от этого же источника подается 12 В. Эта цепь защищена предохранителем F1. В последнем абзаце: Напряжение питания 5В подается на выв.5 U1 и на вход конвертора дроссель L1. Должно быть:Напряжение питания 5В подается на выв.8 U1 и на вход конвертора дроссель L1. Спасибо за статью.
- Александр / 15.11.2015 - 23:23Спасибо за отличную статью.
Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:
www.radioradar.net
ПРОСТОЙ ДВУХТАКТНЫЙ ИНВЕРТОР
Схема электрическая простейшего инвертора
Как указал выше, схема из себя представляет двухтактный инвертор выполненный всего на двух мощных полевых ключах. Можно использовать буквально любые N-канальные полевые транзисторы с током 40 Ампер и более. Отлично подходят дешевые полевики серии IRFZ44/46/48, в целях увеличения выходной мощности можно применить более мощные полевые транзисторы серии IRF3205 - выбор огромный, я перечислил только самые ходовые транзисторы, которые можно найти почти в любом магазине радиодеталей.
Трансформатор может быть намотан на кольце или броневом сердечнике Е50, сердечник тоже не критичен, лишь бы обмотки поместились. Первичная обмотка мотается двумя жилами провода 0,8мм (каждая) и состоит из 2х15 витков. При использовании броневых сердечников с двумя секциями на каркасе, первичка мотается в одном из секций, как в моем случе. Вторичная обмотка состоит из 110-120 витков медного провода с диаметром 0,3-0,4мм. Ставить межслойные изоляции не нужно. На выходе трансформатора образуется переменное напряжение номиналом 190-260 Вольт, но форма выходных импульсов прямоугольная, вместо сетевого синуса.
Частота такого преобразователя отклоняется от сетевой, поэтому подключать к преобразователю активные нагрузки довольно рискованно, хотя практика показывает, что на выход можно подключить и активные нагрузки с импульсным блоком питания.
Практическое применение двухтактного инвертора
Преобразователь без проблем может питать лампы накаливания, ЛДС, маломощные паяльники и т.п., мощность которых не превышает 70 ватт. Полевые ключи устанавливают на теплоотводы, в случае использования общего теплоотвода не забудьте использовать изолирующие прокладки.
Корпус - ваша фантазия, у меня он был взят от китайского электронного трансформатора на 150 ватт. КПД этой схемы двухтактного преобразователя может доходить до 70%. автор статьи - АКА КАСЬЯН.
el-shema.ru
СХЕМА ИНВЕРТОРА 12-220
Трансформатор - силовой компонент такого преобразователя. Он намотан на кольце феррита, который был снят от китайского блока для питания галогенок (мощность 60 ватт).
Вторичная обмотка состоит из 80 витков (провод использовался тот же, что и для намотки первичной обмотки). Транзисторы были установлены на теплоотводы, но не забываем изолировать их при помощи специальных прокладок и шайб. Это делается только тогда, когда у обеих транзисторов общий теплоотвод.
Дроссель можно убрать и подключить питание напрямую. Он состоит из 7-10 витков провода 1мм. Дроссель может быть намотан на кольце из порошкового железа (такие кольца легко можно найти в компьютерных БП). Схема инвертора 12-220В в предварительной наладке не нуждается и работает сразу.
Работа достаточно стабильная, благодаря дополнительному драйверу, микросхема не греется. Транзисторы греются в пределах нормы, но советую подобрать для них теплоотвод побольше.
Монтаж выполнен в корпусе от электронного трансформатора, который и играет роль теплоотвода для полевых ключей.
el-shema.ru
