Сварочный инвертор. Часть 2.

Прошло какое-то время и внешний вид, вес, компановка сварочника стали меня докучать. Захотелось иметь защиту от прилипания электрода, а так же улучшить поджиг дуги. Решил в свободное время перекомпановать конструкцию. Слегка подредактировал и поднавернул схемку.Версия v7 схемы. Разработал  3-D модель и получилось вот что:

         ►

      ►  

3-D модель в Компасе v-10 будущего сварочника можно скачать здесь.
Затем используя координаты расположения основных элементов я произвёл разводку печатных плат. На первом этаже размещён выходной каскад "косого", сетевой выпрямитель, электролитические конденсаторы, реле включения, выходные диоды и драйверы опторазвязки.
Разводку печатной платы первого этажа в программе  SLayot 5.0 под опторазвязку можно скачать здесь, а второй этаж здесь.
Внимание!  Разводка печатной платы "второй этаж" изменена 26.04.2009. Схема изменена 07.01.2010.
По модели сделаны, а точнее вычеслены чертежи радиаторов, малого и большого.

Трансформатор питания изготовлен на основе сердечника фирмы EPCOS ETD-29 с зазором в среднем керне 0,6 мм. Жёлтым цветом обозначены прокладки из электрокартона. Лиловым-лакоткань. Обмотки трансформатора легко помещаются в окне сердечника, поэтому при повторении конструкции рекомендую особое внимание уделить изоляции между обмотками и проводами выводов. Конец первого слоя первичной обмотки (42 витка) и начало второго слоя продеты через предварительно просверленные отверстия в "щёчке" каркаса.

Вот так выглядит первый этаж

Вот так в итоге выглядит второй этаж.

Ну вот вроде всё срослось, спиртиком бы помыть...

Настройка Петроварочника.

Как следует из конструкции, второй этаж Петроварочника является вполне самостоятельным устройством. А раз так, то его можно и нужно "запустить" и отладить самостоятельно. 

После тщательного визуального контроля, подаём через разделительный трансформатор, предохранитель не более 1 ампера и ЛАТР на разьём +300 соответствующее выпрямленное сетевое  напрядение. Для удобства первого пуска блока питания удобно отключить цепь защиты от пониженного напряжения (до 170 вольт), то есть выпаять один из выводов одного из резисторов R16 или R17. Плавно повышая напряжение ЛАТРом следим за тем, что бы при повышении напряжения до 120-130 вольт вентилятор начал вращаться. Если всё заработало, то теперь измеряем выходные напряжения БП. Затем повышаем питающее напряжение до 150 вольт и проверяем напряжения. Если они не изменились или изменились не значительно, значит петля стабилизации напряжения работает нормально. Теперь можно восстановить выпаяный резистор и проверить работу схемы защиты от недонапряжения в сети. Подбором резистора R19 добиваемся, что бы автореле стабатывало при напряжении не менее 160 вольт. Вместе с автореле при этом загорается оранжевый светодиод, который я назвал PG-Повер гуд.

Теперь проверяем работу схемы на транзисторе Т3. Устанавливаем осциллограф (внимание, мы ведь точно подключены через разделительный трансформатор?). Проверяем, что на аноде Д9 +85 вольт. При этом ка колекторе Т4 +12 вольт, т.е. он закрыт. Импульсы  на выходе 3845 отсутствуют. Параллельно разьёму сварки подсоединяем потенциометр сопротивлением примерно 500-1000 ом. Напряжение на разьёме сварки упало до 30-40 вольт. Транзистор Т4 открылся и если автореле сработало и термодатчик замкнут (не горит красный светодиод "перегрев"), на шестом выводе 3845 должны появиться импульсы. 

Первый пуск. 
Подрезаем проводник ведущий от высоковольтных электролитических конденсаторов к коллектору верхнего плеча, а в последней версии ПП просто снимаем перемычку. Включаем сварочник, проверяем наличие +310 вольт, напряжения +15 и -5 на драйверах и напряжения на затворах IGBT относительно их эмиттеров. Последнее должно быть равно отрицательному напряжению питания драйверов, -5 вольт, т.е. транзисторы надёжно закрыты.  Указанные напряжения могут быть приблизительно такими. Их величина указана условно.
Подключаем к выходным клеммам сварочника резистор 200-300 Ом, проверяем на затворах IGBT относительно соответствующих эмиттераов прямоугольные импульсы размахом от -5 до +15 вольт. Выключаем.
В разрыв высоковольтной цепи впаиваем лампочку 150 w на 220 вольт, то есть подаём на выходной каскад высокое напряжение через лампочку. Медленно вращая ЛАТР увеличиваем напряжение и наблюдаем за лампочкой. На уровне примерно 120 вольт начинает вращатся вентилятор, лампочка не горит. На уровне 170 вольт загорается светодиод PG, чётко срабатывает автореле, лампочка не горит. Пока напряжение больше не увеличиваем. Устанавливаем на выходные клеммы осциллограф и нагрузочный резистор 27 ом (или что-нибудь около того) на мощность не менее 50 w. Наблюдаем на осциллографе выходные прямоугольные импульсы.
После того, как выходной каскад заработал проверяем фазировку трансформатора тока (ТТ) и обмоток трансформатора. Для этого один канал 2-х лучевого осциллографа подключаем на ногу 6 3845 и включаем от него синхронизацию. Второй канал осциллографа подключаем к нагрузочному резистору ДТ.  Подставляя к выходным клеммам нагрузочный резистор 5-10 Ом наблюдаем такую картинку (фото слева). Если импульсы с ДТ (на картинке красный луч) не совпадают с импульсами с 3845, необходимо либо перепаять выводы ДТ или просто перевернуть "бублик".
Второй канал переключаем на выход сварочника до выпрямителя, то есть непосредственно на вторичную обмотку, щуп 1/10, и наблюдаем фазировку выходного трансформатора (фото справа).
 

Теперь пришло время проверить работу ШИМ. Для этого переключаем второй луч на выход после выпрямителя и подключаем нагрузочный резистор по суровее. У меня нашёлся 0,2 Ом. Наблюдаем значительное сужение импульса тока.

Подключил регулятор тока, померил, максимальный ток 160 ампер без проблем. Но после первых секунд работы на эквивалент стали прослушиваться звонкие "пинги". (Пинг-это удар металлом по стеклу). Думаю, что это либо электрический пробой выходных транзисторов, либо другое что-то не менее плохое. После 5 минут работы дефект, как и положено "хорошему стуку" вылез наружу. Это оказался пробой изоляционной прокладки диода D34 из-за аблоя на корпусе TO-220 диода.

Всё-таки надо ставить диоды в корпусе ТО-247, они как-то качественнее "зализаны". Это мне встало в 2 выходных транзистора, не дорого, зато какой адренолин от взрыва. И вот он, апофеоз.

Продолжение завтра-послезавтра, когда я сам это проделаю.

В заключении прошу читателей присылать фотографии сделаных по моим заметкам аппаратов. Все фотки выложу.
 

Это уже не проект, проверено.

Этому и многому другому, что облегчает жизнь сварщику я посвящу третью часть. Часть 3.  
 .