Мощный блок питания — из сварочного инвертора
В статье идёт речь о возможном способе доработки сварочного инвертора для получения из него мощного источника питания. За основу взят сварочный аппарат со схемотехникой J96 ARC205 (аппарат Aiken Weld WARRIOR 200i).
Иногда возникают задачи, когда требуется мощный низковольтный источник напряжения, например, для проверки повышающих преобразователей напряжения, автомобильных УМЗЧ, мощного автомобильного электрооборудования. В таких случаях обычно используется аккумуляторная батарея, что не всегда удобно, так как её ёмкость ограничена. При рассуждении о том, какой источник может дать достаточный ток, первое, что приходит на ум, — это сварочный аппарат. Источник питания можно легко построить по стандартной трансформаторной схеме, однако такой трансформатор громоздкий и дорогой. Гораздо выгоднее в этом плане выглядит сварочный инвертор, который стоит существенно меньше, и такой вид электрооборудования получил уже широкое распространение.
Как известно, сварочный инвертор — это источник тока с напряжением холостого хода не менее 50 В, что не позволяет напрямую применять его для питания низковольтной аппаратуры. Кроме того, стабилизация тока в большинстве инверторов выполняется путём изменения числа импульсов, поступающих на понижающий трансформатор. Таким образом, на выходе выпрямителя на холостом ходу формируются прямоугольные импульсы одной полярности, под нагрузкой — пачки прямоугольных импульсов, число которых в периоде пропорционально уставке тока. Амплитуда этих импульсов — всегда одинаковая и может меняться только из-за просадки сетевого напряжения при значительных нагрузках вследствие потерь в соединительных проводах и на коммутирующих элементах.
Для использования сварочного инвертора в качестве источника напряжения его можно доработать двумя способами. Первый — намотать на силовой трансформатор дополнительную обмотку и установить дополнительный выпрямитель и фильтр; второй — в схему управления инвертором необходимо добавить дополнительные цепи для стабилизации выходного напряжения и выходной фильтр.
У первого метода существенно больше недостатков: дискретность выбора выходного напряжения, поскольку число витков первичной обмотки очень мало и одному витку соответствует около 10 В (в зависимости от конкретного инвертора), невозможность реализации стабилизации напряжения, дороговизна и трудоёмкость доработки, сложность размещения всего нового внутри корпуса. Достоинства этого способа — возможность создания нескольких каналов выходных напряжений или двухполярного источника.
Второй метод позволит лишь сделать однополярный и двуполярный источник с одним значением выходного напряжения, которое будет стабилизироваться, а внутри корпуса потребуется разместить только выходной фильтр. Этот метод наиболее прост и лучше подходит для решения поставленной задачи.
Для стабилизации выходного напряжения применено схемное решение, которое широко встречается в импульсных блоках питания. На выход штатного выпрямителя устанавливается дополнительный сглаживающий конденсатор, к которому через пороговый элемент подключается вход вновь введённого оптрона. Его выход подключается к выходу штатного оптрона узла управления инвертора. Когда напряжение на конденсаторе превышает пороговый уровень, через излучающий диод нового оптрона начинает протекать ток и его выходной фототранзистор открывается, управляя инвертором. При снижении выходного напряжения происходит обратный процесс, таким образом и осуществляется стабилизация напряжения.
Для доработки был использован мостовой инвертор со схемотехникой JASIC J96 ARC205 (распространённые представители Aiken Weld WARRIOR 200i, Сварог 205), он сложнее большинства инверторов, используемых для бытового применения. Полную схему такого инвертора можно легко найти в Интернете, однако две основные вариации этой схемы содержат ошибки и трудночитаемы. Самая сложная часть — основной узел управления, поэтому для понимания работы инвертора она была перерисована автором и выложена на сайте редакции.
Схема дополнительного узла стабилизации приведена на рисунке. Он включается при замыкании контактов выключателя SA1, а выбор выходного напряжения 12 или 24 В осуществляется подключением одного или двух стабилитронов выключателем SA2. Для коммутации применено реле, что позволяет переключать режимы между сваркой и блоком питания. Параллельно с работой этого узла сохраняются все собственные функции и защиты инвертора, а также регулировка тока. Стоит также отметить, что при переходе из режима 24 В в режим 12 В выходное напряжение снижается не сразу, а спустя некоторое время, необходимое для разрядки конденсатора С1 через обмотку реле.
Рис. Схема дополнительного узла стабилизации
В инверторе J96 ARC205 есть дополнительные функции, которые ухудшают его работу в режиме источника питания. Это функции Antistick (антизалипа-ние), форсаж дуги и VRD (ограничение напряжения холостого хода). Антизали-пание не позволяет работать источнику при коротком замыкании в режиме стабилизации тока, поскольку в таком случае защита отключит инвертор через 1. 2 с, режим форсаж дуги изменяет значение тока ограничения при подключении нагрузки, уставка тока кратковременно возрастает. Режим VRD вовсе не должен быть включён, так как сам инвертор ограничивает выходное напряжение на холостом ходу на уровне 8. 10 В, при переходе в рабочий режим ограничение отключается. VRD отключают штатно переводом тумблера выбора типа сварки на инверторе в режим ММА — этот режим есть у всех инверторов, а режим TIG только у более продвинутых моделей. Форсаж дуги отключается размыканием перемычки S1 на плате управления инвертора. Antistick и защита от сверхтоков отключается размыканием перемычки S2. При работе от стабильной сети при небольших токах (при которых выходное напряжение не уменьшается до 10 В) или с кратковременными значительными потреблениями можно не отключать Antistick и форсаж дуги. В противном случае рекомендуется их отключить, чтобы инвертор не отключался, но при этом стоит помнить, что, кроме ограничения тока, у инвертора остаётся только одна защита от перегрева.
Для большей гибкости можно установить дополнительные тумблеры для отключения соответствующих функций, которыми пользуются при необходимости в режиме сварки. Например, отключение режима анти-залипания может быть полезно для плавки металлов и разморозки воды в металлических трубах, когда к замёрзшему участку подключается выход инвертора и подаётся ток, который разогревает трубу. На инверторах, не имеющих этих функций, доработка сводится только к введению дополнительного узла стабилизации.
Конструктивно дополнительный узел может быть смонтирован на односторонней макетной печатной плате, которую можно разместить внутри корпуса инвертора между выходными разъёмами и силовым трансформатором. На лицевую панель инвертора устанавливают выключатели SA1 и SA2 — любые малогабаритные. При желании и наличии места может быть установлен дополнительный вольтметр. Монтаж рекомендуется делать с максимально возможными изолирующими промежутками, а плату дополнительно покрыть лаком, так как сварочные инверторы по штатному назначению эксплуатируются в сложных условиях и внутрь их может проникать металлическая пыль и даже металлическая стружка. Цепи от выходных разъёмов до конденсатора рекомендуется выполнять проводом большого сечения, не менее 1,5 мм 2 .
Применено автомобильное реле с обмоткой на 24 В и током до 30 А, но подойдёт и любое маломощное, рассчитанное на это напряжение и ток. Применение реле на 24 В возможно в связи с тем, что оно будет срабатывать при большом выходном напряжении, а при снижении напряжения до 12 В надёжно удерживает контакты замкнутыми, но в этом обязательно необходимо убедиться до установки реле. Конденсатор С1 должен быть рассчитан на работу при больших токах зарядки-разрядки и на напряжение не менее 35 В. Допустимая температура должна соответствовать температуре эксплуатации устройства, особенно это касается нижней границы, что особенно важно в случае использования для пуска автомобильных двигателей в холодное время. Конденсатор С2 — плёночный или керамический любого типа. Стабилитроны — мощностью 300. 500 мВт, их подборкой можно установить требуемое выходное напряжение, резистор — любого типа.
Налаживания и регулировки устройства не требуется, после включения оно начинает работать сразу.
Упомянутая в тексте схема узла управления инвертором имеется здесь.
Автор: В. Гнитиёв, г. Железногорск Красноярского края
Power Electronics
источник DC 12 в на базе сварочного инвертора
| Страница 1 из 1 | [ Сообщений: 11 ] |
Заголовок сообщения: источник DC 12 в на базе сварочного инвертора
Добавлено: 16-03, 09:59
| Активный участник |
Магазин собрался продавать автомобильные инверторы 12DC-220AC мощностью до 1200 вт.
и попросил сделать мощный 12-вольтовый источник..Я взял сварочный инвертор PSWI-200A
и перемотал вторичную обмотку..Проверил на нагрузке,при токе 85 а. напряжение 12 вольт..
Но вот форма выходного напряжения меня напрягла..под нагрузкой идут прямоугольные импульсы со скважностью примерно 20 процентов. Дело в том,что вход инвертора 12 DC-220AC не имеет
сглаживающих емкостей,то есть напряжение с аккумулятора подается сразу на ключи первичного инвертора и возникает вопрос,как эти ключи будут реагировать на эти самые «скважины» в питании. Надо ли на выходе инвертора 220-12 ставить емкости или даже аккумулятор(хотя это не очень здорово),или все получится без эксцессов?
Если емкости необходимы,то я не совсем ясно представляю,как их расщитать(частота
следования импульсов примерно 100 кгц.)
Заголовок сообщения: Re: источник DC 12 в на базе сварочного инвертора
Добавлено: 16-03, 10:33
1.Емкости на входе повышающего девайса обезательны, а при такой мощи -нехилые.
2.Всеголишь перемотав вторичку невозможно сделать преобразователь, необходимый для Ваших целей.
3.Самый простой, дешевый,надежный выход из ситуации-это поставить аккумулятор достаточной емкости с постоянно подключенным автоматическим зарядным устройством(не дешевый).
_________________
реша
Заголовок сообщения: Re: источник DC 12 в на базе сварочного инвертора
Добавлено: 16-03, 11:21
neznaika писал(а):
Магазин собрался продавать автомобильные инверторы 12DC-220AC мощностью до 1200 вт и попросил сделать мощный 12-вольтовый источник..
так понимаю, что источник 12В нужен для демонстрации покупателю 12DC/220AC преобразователя при продаже.
Цитата:
Я взял сварочный инвертор PSWI-200A и перемотал вторичную обмотку..Проверил на нагрузке, при токе 85 а. напряжение 12 вольт.. Но вот форма выходного напряжения меня напрягла..под нагрузкой идут прямоугольные импульсы со скважностью примерно 20 процентов.
значит не правильно пересчитал витки. Подумай сам, что для сварника мощностью 6-7кВт нагрузка в 1,2кВт? Мелочь. А посему, из-за не правильного выбора витков вторички сварника «варежка» сварника прикрывается для тока 85А.
Для того, что бы обойтись минимальной ёмкостью фильтра-накопителя 12В надо раскрыть «варежку» до максимального, т.е. Кзап. должен ограничиваться только «мёртвым» временем между тактами клацарей. В этом случае буде достаточен набор литов в фильтре 12В в 1500-2000мкФ, что не является очень уж большой проблемой для кондеев на низкое напряжение.
И ышщо. Ежли на выходе сварника имеется дроссель, то ситуации намного улучшается, т.б. для частоты около 100кГц. Литы обязательно зашунтировать «плёнкой» примерно в 10-20мкФ
При выборе литов руководствоваться допустимым током и общим сопротивлением (активное, индуктивное. ). Для «плёнки» тож самое. При отсутствии качественных кондеев, пмсм, лучше взять «мелкоту» и запараллелить, т.с. улучшив жизнь кондеев и уменьшив внутреннее сопротивление ёмкостного фильтра-накопителя.
Соглашусь с
Ришат писал(а):
3.Самый простой, дешевый,надежный выход из ситуации-это поставить аккумулятор достаточной емкости с постоянно подключенным автоматическим зарядным устройством(не дешевый).
токо насчёт стоимости ЗУ и ёмкости АБ не соглашусь, т.к. не думаю, что все кинуться покупать преобразователь и опробование покупаемых девайсов буде идти весь день напролёт.
В качестве ЗУ можно использовать обыкновенный электронный транс мощностью 100-200Вт для галогенок (а то и меньше), примастырив выпрямитель на выход.
ЗЫ. neznaika, вот скажи мне пжл., с какогу ляду-перепугу ты втулил свою тему в Теоретические вопросы , когда ей место в Сломай сам ?
_________________
Есть только миг между прошлым и будущим, именно он называется ЖИЗНЬ ©
Заголовок сообщения: Re: источник DC 12 в на базе сварочного инвертора
Добавлено: 16-03, 15:38
neznaika писал(а):
Я взял сварочный инвертор PSWI-200Aи перемотал вторичную обмотку..Проверил на нагрузке,при токе 85 а. напряжение 12 вольт..
, я вот взял как-то тоже сварочный инвертор,- ввел обратную связь по напержению(чтобы было стабилизированных 12вольтов на выходе) и получил пусковое устройство для автомобиля. Сварка 160амперов,- а пуск,- под 300 амперов и без всякой перемотки, а увеличив резюк в нагрузке ТТ,- получив при этом зарядное устройство, с регулировкой тока от 1 до 15 аперов, правда при этом ишо поставив 2 компаратора(один для понижения тока в 2 раза при достижении 13,4 вольта, а другой по выключении шима при 14,8 вольта), и ессно нормульный дроссель по выходу, (и правда ишо несколько незначительных переделок которые на скорость не влияют) Схемотехника косого.
А Майкл прально рит,- аккум с зарядным в дежурном режиме и будет тебе счастье, ИМХО
Регулируемый блок питания из сварочного аппарата
есть сварочный аппарат (250 А), хочу сделать из него регулируемый
(напряжение, ток) блок питания для акустической техники, заодно
можно и постоянную сварку.Буду рад любым советам, лучше схемке, заранее спасибо!
Инженеры КОМПЭЛ провели сравнительное тестирование аккумуляторов EVE и Samsung популярного для бытовых и индустриальных применений типоразмера 18650. Для теста были выбраны аккумуляторы литий-никельмарганцевой системы: по два образца одного наименования каждого производителя – и протестированы на двух значениях тока разряда: 0,5 А и 2,5 А. Испытания проводились в нормальных условиях на электронной нагрузке EBD-USB от ZKEtech, а зарядка осуществлялась от лабораторного источника питания в режиме CC+CV в соответствии с рекомендациями в даташите на определенную модель.
А можно ли использовать сварочный инвертор, как блок питания?
Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!
Войти
Уже есть аккаунт? Войти в систему.
Последние посетители 0 пользователей онлайн
Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу
- IPS Theme by IPSFocus
- Политика конфиденциальности
- Обратная связь
- Уже зарегистрированы? Войти
- Регистрация
Главная
Активность
- Создать.
Важная информация
Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.