Сайт Валентина Володина


ЗДРАВСТВУЙТЕ. У МЕНЯ ВОПРОС ПО СТАТЬЕ ИНВЕРТОРНЫЙ ИСТОЧНИК ТОКА РАДИО8.2003Г.СТР36. МОЩНОСТЬ КОЛЕКТОРА ТРАНЗИСТОРА IRG4PC50U ВСЕГО 200ВТ ..У ТРАНЗИСТОРОВ IRG4PC50U МАКСИМАЛЬНАЯ ЧАСТОТА ПЕРЕКЛЮЧЕНИЙ 75 КГЦ , НА ЧАСТОТЕ 30КГЦ МАКСИМАЛЬНЫЙ ТОК 7А.
1.КАК В.ВОЛОДИН ПРОПУСКАЕТ АЖ 46,7А (ИМП.ПИК.) ЧЕРЕЗ ПЕРВИЧН.ОБМОТКИ Т3 И СООТВЕТСТВЕННО ТРАНЗИСТОРЫ VT1 VT2 . РАДИО9.СТР32.

Для IRG4PC50U из файла IRG4PC50U.PDF, взятого с сайта ПЛАТАН:
Оптимальная частота 8-40кГц. >200кГц в резонансном режиме.

На фиг.1 изображены функциональные зависимости тока от частоты для прямоугольной формы (I=Irms) и треугольной (I=Ipk) формы токов для 50%-го заполнения. При этом считается, что температура кристалла 125гр.С. Irms - это действующее, а не пиковое значение тока (для IRG4PC50U допускается максимальный импульсный ток 220А). Для 30кГц этот самый Irms (согласно фиг.1) очень близок к 20А. Теперь по поводу 50% заполнения. В статье этот режим выбирается, как самый тяжелый, из возможных, для трансформатора. Обычно этот режим возникает на холостом ходу. При 100% нагрузке (140А) выходное напряжение источника можно найти по формуле Uд=18+0,05*Iсв=18+0,05*140=25В. При этом напряжении будем иметь примерно 30%-ое заполнение, что несравненно легче 50%.
Чтобы не мучится сомнениями можно посчитать мощность потерь на транзисторе используя общепринятую методику [3, стр.325]:
Pк.нас=Iк.имп*Uкэ*Y
Pк.дин=0,5*Fп*Uп*Iк.имп*(tr+tf)
Pк=Pк.нас+Рк.дин
Где
Iк.имп=46,7А; Uкэ=2В(фиг.5); Y=0,3; Fп=30кГц; Uп=260В(при максимальной потребляемой мощности 4200Вт и сопротивлении сети 0.5Ом);
время нарастания tr=23нс; время спада tf=120нс.
Pк.нас=46,7*2*0,3=28Вт
Pк.дин=0,5*30000*260*46,7*((23+120)*10-9)=26Вт
Pк=22+28=54Вт
Общее тепловое сопротивление от кристалла до радиатора не более 0,88гр.С/W.
Следовательно при температуре радиатора 85гр.С температура кристалла будет не более 50*0,88+85=132гр.С (допускается 150гр.С). Транзистор будет жить :).
Реально транзистор работает в более лёгком режиме, т.к. динамические потери, которые возникают при запирании транзистора, перенаправляются в RCD цепочку, которая шунтирует транзистор на данном этапе.
А теперь по поводу всего вместе взятого. В 1998 году у меня не было возможности искать информацию в Интернете, и поэтому единственным руководящим материалом при выборе транзистора оказался Short form catalog (краткий) фирмы International Rectifier. Разумеется, в этом каталоге не было информации о частотной зависимости максимального тока. Несмотря на всё это IRG4PC50U не подкачал. За всё время эксплуатации не было ни одного случая, чтобы он отключился по перегреву.

2.РАДИО9.СТР33.ЗАЧЕМ ПОТРЕБОВАЛОСЬ НАПРЯЖЕНИЕ ХОЛОСТОГО ХОДА 50В ЕСЛИ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ ДУГА ЗАЖИГАЕТСЯ ИПРИ ЗНАЧИТЕЛЬНО МЕНЬШЕМ (36В)?

Возможно, при таком напряжении дуга и будет зажигаться, но варить будет одно мучение. Не даром Uхх промышленных сварочных источников постоянного тока составляет 60-70В.

4.КАКОВА МОЩНОСТЬ И СВАРОЧНЫЙ ТОК ИНВЕРТОРА ПОСЛЕ РЕМОНТА?

Та же, что и до ремонта. Т.е. соответствует паспортным данным - сварочный ток 5...140А, ПН100%.

...Это был однотактный прямоходовой полумост (в англоязычной литературе - "Double Forward") - два по три IRFP460, диоды - HFA25TB60, выходной выпрямитель - "баян" из запараллеленных КД2997. Транзисторы управлялись уже упоминавшимися мной интегральными драйверами - IR2121 и IR2125. Схема проработала около десяти минут в общей сложности, потом был красивый фейерверк, который надолго отбил охоту заниматься этими вещами.

В подобных устройствах IGBT транзисторы имеют безусловное преимущество перед MOSFET.
Например, при токе 50А и температуре кристалла 125гр.С, на IRG4PC50U падает 2В, а на "баяне" из трёх IRFP460 8...9В (при скважности 2 - 200Вт рассеиваемой мощности).

...некрасиво как-то получается - магнитопровод из четырех комплектов ПК набирать. Не будет ли более рациональным поискать что-то готовое импортное?

Ничего страшного нет в том, что магнитопровод набирается из нескольких сердечников. Это делается сплошь и рядом. Главное это доступность и цена материала. В иностранной литературе Bs, Bm, Br, Hc трактуются аналогично. В Инете куча информации по импортным ферритам (достаточно набрать в ЯНДЕКСЕ - "параметры ферритов", например). Для начала можно сходить на http://www.samwharu.ru и http://koi.copris.com/ferropribor/default_r.htm.

...какие электромагнитные параметры ферритов мне известны (это не значит, что я понимаю, о чем они говорят) : Bs - магнитная индукция насыщения (Что это такое? Чем больше - тем лучше*?);

Магнитная индукция насыщения- это максимальная плотность магнитного потока (при достаточно большой напряжённости поля). Разумеется, чем большее значение допускает используемый материал, тем лучше.

...Bm - максимальная магнитная индукция (Она как-то связана с Bs - может, % ? Что лучше* - больше или меньше?);

Разумеется, связана с Bs (обычно не превышает 70..80% от Bs).

...Br - остаточная магнитная индукция (Остаточная "намагниченность" - показывает, насколько "магнитомягок" материал? Чем меньше - тем лучше*?);

Да, чем меньше тем лучше, особенно для однотактных преобразователей.

...Hc - коэрцитивная сила (Что это такое? Что лучше* - больше или меньше?);

Да, чем меньше тем лучше. Характеризует потери на гистерезис.

..."МЮн" - начальная магнитная проницаемость (Что это такое? Чем больше, тем лучше*?);

Характеризует зависимость индукции от напряжённости на начальном участке кривой намагничивания материала (характеризует магнитную проводимость материала). Для рассматриваемого случае желательно, чтобы МЮн>400.

...Тк - температура Кюри (Температура, выше которой происходит скачкообразное "размагничивание" материала? Что лучше* - больше или меньше?);

Надеюсь, что в правильно сконструированном трансформаторе температура сердечника не достигнет этой точки :).

...tga - тангенс угла магнитных потерь (Потери, греющие сердечник - чем меньше тангенс - тем лучше*?).

Обычно указывается для определённой частоты. Разумеется, чем меньше, при используемой частоте, тем лучше.

...ННС - никель-цинковые НЧ для сильных магнитных полей
НМС - марганец-цинковые НЧ для сильных магнитных полей
ВНС - никель-цинковые ВЧ для сильных магнитных полей
НМИ - марганец-цинковые НЧ для импульсных магнитных полей
ННИ - никель-цинковые НЧ для импульсных магнитных полей
ВННИ - никель-цинковые ВЧ для импульсных полей
Два вопроса:
1. Чем отличаются ННС и НМС?

ННС - никель-цинковый феррит для средних и сильных полей. НМС - марганец-цинковый феррит для средних и сильных полей.

...2. В дайджесте указаны две марки НМС - 2500НМС1 и 3000НМС; 3000НМС1 не упоминается вообще. Есть сноска, что "1" - это "особые свойства. Какие "особые свойства" имеются в виду? Критичны ли они для обсуждаемого применения?

Возможно, имеется в виду термостабильность материала. В любом случае при использовании материала нужно руководствоваться его магнитными свойствами при ожидаемой рабочей температуре.

Не могу расчитать или если грубо подобрать фильтры для уменьшения амплитуды паразитных импульсов на эмиттере силовых транзисторов, типа такого же как в статье на стр.36 рис.1 С4 R5 VD3. Из-за этого не могу пока поднять напряжение больше 100в.

Основной задачей RCD-цепочек R5C4VD3 и R6C5VD6 является снижение динамических потерь на транзисторе в момент его выключения (обычно время выключения транзистора на порядок больше времени включения и поэтому потери в момент выключения гораздо больше чем при включении). Исходя из сказанного конденсатор С4(С5) должен шунтировать ключевой транзистор в течении времени спада тока. Например, для IRG4PC50U время спада tf =120nS(типовое значение при температуре кристалла 150гр.С). Если инвертор работает на индуктивную нагрузку (ток во время выключения практически не меняет своего значения) и максимальный ток равен 46.7А, то емкость конденсатора можно найти по формуле C=Iмакс*tf/Uп=46.7*120*10-9/220=0.025мкФ (считаем, что Uп под нагрузкой составляет 220В). В оригинальной конструкции уже стоял конденсатор 0.03мкФ (3*0.01), который и решено было оставить без изменений. Зная ёмкость конденсатора и частоту коммутации F можно определить мощность рассеиваемую на резисторе R5(R6) - Pr=F*0.25*Uс2*С=30000*0.25*2202*0.03*10-6=11вт. Резистор выбирается из соображения TRC=R*C<<0.5/F. При этом резистор должен иметь достаточную величину, чтобы при открытии транзистора ток через него не превысил максимально допустимый.
Разумеется, RCD-цепочка способствует уменьшению перенапряжений, возникающих в схеме при неудачной компоновке и большой индуктивности рассеяния трансформатора, но лучшим способами борьбы с перенапряжениями всё же надо признать продуманную компоновку.

При самостоятельном изготовлении источника, емкость конденсатора RCD-цепочки можно снизить, что несколько увеличит потери на транзисторе, но уменьшит суммарные потери в транзисторе и RCD-цепочке. В книге П.А.Воронина "Силовые полупроводниковые ключи", для выбора ёмкости этого конденсатора, рекомендуется следующая формула C=0.22*Iмакс*tf/Uп=0.22*46.7*120*10-9/220=5600нф

@ Ш- образные сердечники мы не делаем. Могут быть изготовлены О-образные или
@ П-образные разрезные сердечники. При этом необходимо делать специальную
@ технологическую оснастку, что приводит к удорожанию серднчника.
@ Если Вы сообщите конструктивные особенности интересующего Вас сердечника (
@ размеры) и/или электрические режимы работы трансформатора, то мы сможем
@ предложить Вам конструкцию и размеры сердечника и сообщить его стоимость.
:.
Что мне отвечать? :)

Привет, Алексей!
Разумеется, из листа железа толщиной 20мкм Ш-образный сердечник не сделать :). Для ферритов же таких ограничений не существует. Насколько мне известно, метод сверхбыстрой заморозки из расплава используют достаточно давно, так что здесь особой новизны нет. Считается, что ленточные металлические сердечники вне конкуренции до частоты 20-30кГц. На более высоких частотах, благодаря малым потерям на вихревые токи, ферриты имеют бесспорное преимущество. К тому же ферритовые сердечники гораздо дешевле металлических, что немаловажно для любительских конструкций. Если вас интересует моё мнение, то мне кажется, что феррит в большей степени подходит в качестве материала для сердечника трансформатора инверторного сварочного источника.

1. Доступность М3000НМС1 в изделиях мне представляется сомнительной - во всяком случае на черниговском "радиобазаре" мне таковых найти пока не удается.

Сердечники от строчных трансформаторов старых телевизоров УЛПЦТ.

2. Введение немагнитного зазора преследует ДВЕ цели: увеличение размаха индукции и борьбу с подмагничиванием. Т.е. если металлический сердечник будет обладать размахом индукции бОльшим, нежели 0,3 Тл, то это может быть и тороид - без зазора. Проблема подмагничивания, как я понял, в металлических сердечниках полностью решается введением послойных зазоров окисной пленкой.

Борьба с подмагничиванием производится ради увеличения размаха индукции :). Проблема подмагничивания для металлических сердечников решается так же как и для ферритовых - введением немагнитного зазора. Если использовать сердечник без зазора, то габариты трансформатора будут значительно больше, нежели если ввести зазор.

3. Металлический сердечник при той же габаритной мощности компактнее как в силу характеристик материала (больше дельта В - меньше ScSo), так и в силу его конфигурации - тороидальные трансформаторы равной мощности традиционно компактнее своих Ш-образных собратьев.

Не существует идеальных магнитных материалов. Металлические сердечники имеют определённые преимущества и недостатки, которые определяют и ограничивают область их применения. Металлические сердечники имеют большие потери на вихревые токи, что ограничивает размах той же индукции на высокой частоте (при повешении частоты выше 20кГц, для выбранного сердечника, витки на вольт практически не меняются).

4. Вольтовиток тороида больше, чем Ш-образника - обмотки будут содержать меньше витков, т.е. будут иметь меньшую индуктивность рассеяния и меньшую паразитную емкость.

Странное заблуждение. Вольтовитки трансформатора зависят от размаха индукции, а не от его конструкции. Просто обычно наилучшие магнитные параметры металлического листа ориентированы вдоль направления прокатки (анизатропность), поэтому сердечники из рубленных Ш-образных пластин имеют меньшую максимальную индукцию, чего не скажешь о витых сердечниках типа ШЛ и ОЛ (ну разумеется и тороидальных сердечниках)

5. Стоимость... Как мне кажется, разница в цене между четырьмя строчными трансформаторами (которые еще надо найти) и одним бубликом будет выглядеть, мягко говоря, несущественной на фоне затрат на ключи, и в особенности - на скоростные диоды выходного выпрямителя.

Ну, разумеется, если исходя из местных условий, когда недоступность материала перечёркивает его дешевизну, на частотах до 30кГц можно использовать указанные металлические или пресспермовые сердечники (при условии их доступности).

"Низкий коэффициент прямоугольности Br/Bs (линейная петля гистерезиса) и очень слабая зависимость магнитной проницаемости от величины магнитного поля достигается в МТ сердечниках путем отжига в поперечном магнитном поле, нанесения изоляционного межвиткового покрытия, а также при формировании тонкого немагнитного зазора (ОБЫЧНО* разрезные сердечники)." * выделено мной

Отжиг в поперечном поле позволяет сориентировать свойства поперёк направления проката. Межвитковая изоляция позволяет уменьшить потери на вихревые токи (уменьшить площадь петли гистерезиса и соотношение Br/Bs).

А вот эта фраза меня повергает в ПОЛНОЕ смятение: "Дальнейшее уменьшение проницаемости ниже 1500 возможно для сердечников С НЕМАГНИТНЫМ ЗАЗОРОМ ИЛИ ПОЛНОСТЬЮ РАЗРЕЗНЫХ." Поясните??? :( :( :(

Под немагнитным зазором подразумевается рассечение магнитопровода в одном месте, а под полной разрезанностью подразумевается рассечение в двух местах, т.е. до разделения половин.

@ Металлические сердечники имеют большие потери на вихревые токи,
@ что ограничивает размах той же индукции на высокой частоте (при повышении
@ частоты выше 20кГц, для выбранного сердечника, витки на вольт практически
не
@ меняются).
Под выбранным сердечником вы имеете в виду витой тороид?

Имеется в виду материал магнитопровода.

Все ли резисторы указанные в схеме должны иметь такое значение. Замена полупроводниковых приборов на отечественные.

БУ инверторного источника осуществляет достаточно большое количество взаимосвязанных управляющих и защитных функций. Использование резисторов ряда Е96 позволяет свести к минимуму настроечные операции при отладке БУ. Однако для некоторых резисторов ( в частности для R2-R15, R63, R73) можно выбрать ближайшие номиналы из ряда Е24. Возможные замены для транзисторов (VT1)BC489-КТ503Е, (VT2, VT3)BC337-КТ3102Ж(И), (VT4)BC490-КТ502В..Е. Диоды BAT43 можно заменить на любые маломощные диоды Шотки, диоды BYV27 на желательно оставить без изменения, остальные диоды КД522Б.
Критерии настройки подстроечных резисторов R48 и R62 изложены в описании к схеме. Резистором R37 выставляют минимальный ток сварки 5А в крайнем левом положении резистора - задатчика сварочного тока R2(рис.1). Резистором R42 выставляют максимальный сварочный ток, а резистором R44 частоту преобразования. Алгоритм настройки R42 и R44 постараюсь уточнить на рабочем образце в течении ближайшей недели (к сожалению описанный сварочный источник я продал три года назад и теперь придётся идти на поклон к его нынешнему хозяину :( ).

Нет ли ошибки в электрическом соединении резистора R69 (предположительно, должен подключаться к выводу 12 DA4.3) "Радио" ¦ 10, 2003 г., стр.31, рис. 13?

Никакой ошибки нет. Резисторы R69 и R71 включены параллельно, как и указано на схеме.

Благодарен за предоставленную информацию! Если будет возможность к доступу оригинала БУ, по возможности можно сканинировать, или сделать ксерокопию со стороны паек. Это дает возможность сделать мне печатный монтаж близкий к оригиналу. За это время я продвинулся не слишком далеко в составлении печатного монтажа 25-30% из вашего присланного мне чернового эскиза. Более 20 лет занимаюсь сварочной техникой. Большое желание собрать аппарат вашей конструкции. Мной разработан аппарат на тиристорах серии ТБ, ТЧ и блок управления к нему с частотой не более 10кГц.

Заслуга в конструировании аппарата RytmArc всецело принадлежит фирме Castolin Eutectic, а я лишь его поремонтировал :).
Высылаю вам вид блока управления со стороны паек BU_Sold.jpg и со стороны деталей BU_Comp.jpg.
Здесь подстроечные резисторы R37 - "ton.min", R42 - "PW", R44 - "Fmax", R48 - "U|", R62 - "10B".
В статье (РАДИО N10, в нижней части левой колонки на стр.32, написано - "Узел на ОУ DA4.1 автоматически увеличивает частоту при сварочном токе менее 25..30А") не верно истолкован алгоритм работы узла на ОУ DA4.1. Данный узел выполняет защитные функции при КЗ на выходе источника и снижает частоту ШИМ, если ток ключевых транзисторов начинает превышать некое заданное значение - от 1.5А до 50А, что соответствует току сварки от 4.5 до 150А.
После сборки БУ его необходимо предварительно проверить и настроить без подключения силовой части. Для этого можно рекомендовать следующую методику:

  1. Проверяем наличие стабильных напряжений +15В, +5В и -15В на выходе стабилизаторов DA6, DA7 и DA1.
  2. Проверяем наличие опорного напряжения +2.5В на выводе 10 DA5.
  3. С помощью потенциометра R62 устанавливаем напряжение +10В на выходе стабилизатора DA8. Все токовые и температурные пороги срабатывания защит привязаны к напряжению +10В и автоматически выставляются после установки этого напряжения.
  4. Потенциометр R42 "PW" выставляем в максимальное сопротивление, а с помощью R44 "Fmax" устанавливаем частоту ШИ-сигнала (или частоту следования импульсов на выводе 14 DA5) равной 30кГц (или около этого).
  5. Устанавливаем потенциометр регулятора тока R2 в минимум и имитируем нарастание тока транзисторов инвертора от 0 до 1.5А (от 0 до -0.23В на С13). На выходе DA3.3 напряжение меняется от 3.9 до 2.93B, а на выходе DA4.1 достигает значения 5.1В, но стабилитрон VD23 ещё не проводит (всё время на выводе 12 DA5 присутствует ШИМ сигнал максимальной частоты 30кГц). При дальнейшем увеличении тока напряжение на выходе DA4.1 поднимается выше 5.1В и частота ШИМ начинает уменьшаться (степень уменьшения регулируется с помощью R42).
  6. Выставляем регулятор тока в максимум и имитируем нарастание тока транзисторов инвертора от 40 до 50А (от -6.17 до -7.72В на С13). На выходе DA3.3 напряжение меняется от 10 до 2.93B, а на выходе DA4.1 достигает значения 5.1В, но стабилитрон VD23 ещё не проводит (всё время на выводе 12 DA5 присутствует ШИМ сигнал максимальной частоты 30кГц). При дальнейшем увеличении тока напряжение на выходе DA4.1 поднимается выше 5.1В и частота ШИМ начинает уменьшаться. Одновременно отслеживаем, как ШИМ контроллер реагирует на нарастание тока (при увеличении тока должно уменьшаться заполнение импульсов).
  7. Выставляем регулятор тока R2 в минимум и резистором R37 добиваемся, чтобы длительность импульсов не становилась менее 15% периода (для F=30кГц 5мкс).
Далее можно продолжить настройку совместно с инвертором. С помощью R42 нужно установить максимальный ток 140А, при КЗ в сварочной цепи. Затем, с помощью потенциометра R44, устанавливаем частоту ШИ-сигнала равной 30кГц. На этом настройку можно считать законченной.

???
О консруктивном выполнении немагнитного зазора в сердечнике силового трансформатора.

Необходимо принять некоторые меры, чтобы срезы сердечников расположить в одной плоскости. В качестве немагнитной прокладки можно использовать бумагу или слюду.

???
О конструктивном исполнении трансформатора питания электронных узлов инвертора.(Обмотки IV и V)

Сечение обмотки питающего трансформатора изображено на рисунке.

Изоляция между обмотками IV, V и остальными обмотками может быть выполнена из электрокартона, текстолита и т.д. толщиной 1-2мм. Перед использованием необходимо проверить изоляцию с помощью мегомметра на 1000В. Сопротивление изоляции не менее 100МОм.

На 90% собран б/у. Проверил, все совпадает со схемой. ШИМ контроллера так не нашел. Может приспособить КР 1156ЕУ2 (Радио 6 2003)?

Возможно, КР1156ЕУ2 даже лучший вариант нежели 1114ЕУ1, но если Вы уже на 90% собрали плату БУ, то стоит ли теперь говорить о замене TDA4718A? А вообще с подобной проблемой столкнулись многие читатели. Так что в самом деле надо искать альтернативу для TDA4718A. К сожалению, определённые проблемы мне не дают возможности в данный момент заниматься решением этой проблемы. Обещаю, что как только с этими проблемами разберусь, то первое чем займусь - это TDA4718A>>>>КР1156ЕУ2 :-).

Нет информации по BYV27, имею BYV26, 96 BYT51.

BYV27/200 имеет максимальный средний ток 2А, импульсный 50А, обратное напряжение 200В, время обратного восстановления 25нс.

Уточните номиналы С16 и С17

C16 - 0.033мкФ, С17 - 100пФ.

Ошибки С10- электролит, ДА8- отсутствует СС фильтр. Другие неточности комплектации?

Да, к выходу DA8 (+10В) должен быть подключен конденсатор 100мк х 25В. С10 электролит 1мк х 50В (забыли дорисовать плюсик :-)). Если заметите ещё какие-либо неточности, то пожалуйста сообщите, будем вносить изменения.

Вы могли бы ответить на вопросы? Ребята нигде не могут найти следующие детали и хотят узнать где их найти или варианты замены:
BYV-54W200, BYT30PI600, AD592, BAT43, BAT159, BYW27, BYW98, PC702V, LF347, TDA4718A. Поиск данных компонентов производился на радиорынке и фирмах- поставщиках г. Минска и никто не смог ничего найти...

BYV54V200 содержит 2 диода на 50А с максимальным обратным напряжением 200В и временем восстановления <60нс. В источнике используется по два BYV54V200, включенных параллельно. В качестве замены можно использовать один или разумное количество параллельных диодов (в данном случае их желательно подобрать по прямому падению напряжения) с допустимым обратным напряжением и временем обратного восстановления не худшими, чем у оригинала. Например, два BYV54V200 можно попытаться заменить десятью КД2995Д. BYT30PI600 один диод на ток 30А с максимальным обратным напряжением 600В и временем восстановления <60нс. Можно использовать любой другой диод, имеющий аналогичные параметры.
BAT43 - маломощный диод Шоттки (0.2А, 30В). Можно заменить любым маломощным диодом Шоттки.
BA159 (на рис.13 ошибочно обозначен как ВАТ159) имеет максимальный средний ток 1А, импульсный 35А, обратное напряжение 1000В, время обратного восстановления 250нс (подобным добром завалены все радиорынки).
BYV27-200 имеет максимальный средний ток 2А, импульсный 50А, обратное напряжение 200В, время обратного восстановления 25нс.
BYW98-200 имеет максимальный средний ток 3А, импульсный 70А, обратное напряжение 200В, время обратного восстановления 35нс.
PC702V можно заменить на Н11А2, Н11А3 (Motorola), а так же можно попытаться заменить на АОТ128А.
LF347 - быстродействующий ОУ с Ку=25000 и временем нарастания напряжения 13В/мкс. К сожалению под рукой не оказалась Гутникова, чтобы подобрать для этой м/с отечественный аналог. Но обычно с приобретением этой м/с особых проблем не возникает.
Вероятно, единственной проблемой является м/с ШИМ контроллера TDA4718A.

Решил собрать путний сварочник , и как у всех встала проблема с микросхемой tda4718 , ну тут попалась микросхема tda4714 , вопрос можно поставить в место родной , по раскладке посмотрел вроде похожие за исключением пары ног их там вообще нет 14ног.

Да, TDA4714C и TDA4716C являются достаточно близкими аналогами TDA4718. В отличие от TDA4718A, TDA4714C и TDA4716C не могут синхронизироваться от внешнего генератора (что, в общем-то, и не требуется) и не имеют компаратора контроля понижения напряжения (а вот это уже не хорошо). Последний недостаток можно исправить, навесив на вход Overvoltage два внешних компаратора. Или, в крайнем случае, махнуть на него рукой, уповая на стабильность питающей сети и эффективность токовой защиты (но лучше так не делать). Привожу соответствие ножек TDA4714 и TDA4716 ножкам TDA4718:
TDA4718TDA4714TDA4716
11416
288
399
41012
5--
6--
71113
81214
91315
1011
1122
1244
1333
14--
1555
1666
17--
1877
Кроме этого у TDA4716 нужно соединить ножки 10 и 11.

Какие можно применить реле К1 иК2 по рисунку1

Реле К1 и К2 должны срабатывать от постоянного напряжения 24 вольта. Контакты реле К1 должны быть способны коммутировать ток величиной не менее 20А, при напряжении ~220В (в оригинальной конструкции используется два 15А реле, контакты которых включены параллельно). В качестве реле К2 можно использовать реле аналогичное К1 или любое другое способное включать-выключать используемый вентилятор.

Укажите рабочее напряжение конденсаторов С4,С5 на рисунке 1, данные трансформатора Т1 на рисунке 1 и дайте габаритные размеры радиаторов для транзисторов VT1,VT2,диодовVD7-VD10 по рисунку 1 Укажите нужны ли радиаторы для других элементов.

Конденсаторы С4 и С5 имеют рабочее напряжение 400В.
Можно порекомендовать следующий трансформатор:
Габаритная мощность - 15...20Вт
I - 220в, 70мА
II - 20в, 300мА
III - 20в, 300мА
IV - 10в, 100мА
V - 10в, 100мА
О конструктивном исполнении трансформатора питания электронных узлов инвертора.
(Обмотки IV и V) Сечение обмотки питающего трансформатора изображено на, приведённом выше, рисунке trans.gif Изоляция между обмотками IV, V и остальными обмотками может быть выполнена из электрокартона, текстолита и т.д. толщиной 1-2мм. Перед использованием необходимо проверить изоляцию с помощью мегомметра на 1000В. Сопротивление изоляции не менее 100МОм.
На одном радиаторе установлены транзисторы VT1, VT2, диоды VD3-VD6 и резисторы R5, R6. На другом радиаторе (тот, который видно на рис. 2) установлены диоды VD1, VD2, VD7, VD10. Оба радиатора аналогичны, размером 10х10х3.5см, с односторонним оребрением площадью около 900см^2.

Возьмем фрагмент из статьи (Радио-2003, №9, с.32):
На рис. 5 изображена упрощенная схема однотактного прямоходового полумостового инвертора. Когда транзисторы VT1 и VT2 открыты, энергия первичного источника напряжения U1 через трансформатор Т1 передается в нагрузку. Магнитопровод трансформатора намагничивается в прямом направлении (участок 1-2 на рис. 6)...
Рассмотрим более подробно процесс намагничивания магнитопровода, для чего рис. 6 совместим с рис. 8, предполагая, что пропорциональная зависимость между током i и напряженностью Н учтена в масштабе рисунков по соответствующим осям. Результат представлен в прилагаемом к вопросам рисунке
Вопрос 1. Правильно ли на рисунке отображен процесс намагничивания магнитопровода (чертежи а) и b)) по характерным точкам 1-5? Есть подозрение, что совмещать диаграмму полного тока в первичной обмотке с кривой намагничивания нельзя, потому что как указано на с. 33, (ЭДС одного витка вычисляют по формуле e=dBSC/dt...), моментам 2-3 и 4-5 будут соответствовать бесконечные величины ЭДС.
Вопрос 2. Возможно, правильному отображению процесса намагничивания магнитопровода соответствуют чертежи a) и c) с характерными точками 1’-5’? В этом случае противоречий не возникает, но совершенно непонятно, куда девается прямоугольная импульсная составляющая тока в первичной обмотке и почему она не участвует в процессе намагничивания. Ведь если взять слегка преобразованную формулу (3) (с. 33) в виде f*dB*k0*J*Sc*So=100*P, совершенно ясно, что мощность Р (а значит, и прямоугольная импульсная составляющая тока в первичной обмотке) определяет требуемый размах индукции DB. И это тем более непонятно, если сравнивать величины импульсной составляющей (46,7 А) и намагничивающей составляющей (1,83А). Интуитивно кажется, что намагничивающий ток 1,83 А не сможет передать 10 кВт мощности, как в Вашем примере, во вторичную обмотку. И если вернуться к формуле e=dB*SC/dt, соответствующей закону Фарадея по электромагнитной индукции, именно за счет изменения полной магнитной индукции в первичной обмотке во вторичной возникает ЭДС требуемой мощности.
Отсюда последний вопрос:
Вопрос 3. Почему в намагничивании магнитопровода не участвует прямоугольная импульсная составляющая тока в первичной обмотке? Помогите, пожалуйста, разобраться, как правильно применять приводимые в статье формулы.

Ваши рассуждения справедливы для дросселя. Ток первичной обмотки трансформатора складывается из тока намагничивания сердечника и тока вторичной обмотки, поделённого на коэффициент трансформации (полезного тока). Т.е. ампервитки вторичной обмотки компенсируют ампервитки первичной и полезный ток первичной обмотки не участвует в намагничивании магнитопровода. В частности этим поясняется возможность получения практически прямоугольной формы вторичного тока трансформатора.

Тех.характеристики:
- мощность, потребляемая от сети, тип электродов, предел регулирования сварочного тока , габариты и т.д.
- Компоновка прибора
- Тип вентилятора М1
- Рисунки печатных плат
- О дросселях L1 - L3 (сердечник, диаметр провода и т. д.)
- Конструкция трансформатора тока

Сварочный аппарат RytmArc фирмы Castolin Eutectic предназначен для ручной электросварки постоянным током 5..140А (Радио N8 за 2003 год). При максимальном сварочном токе аппарат потребляет от сети ток 19А. Сварку можно производить любыми сварочными электродами диаметром до 4мм. Габариты (длина х ширина х высота) 350 х 220 х 150 (габариты ориентировочные, т.к. у описанного в статье аппарата сейчас новый хозяин). Различные виды источника и вид блока управления со стороны паек BU_Sold.jpg и со стороны деталей BU_Comp.jpg. На этих же видах хорошо просматривается конструкция дросселей и трансформатора тока. Кроме этого есть соответствующее описание в статье.

...Имеется в наличии IRG4PC50UD с защитным диодом между эмиттером и коллектором,отсюда вопрос - можно ли использовать имеющиеся транзисторы в данном устройстве.

Можно.

Необходима информация о конструкции дросселя фильтра сварочного тока L1 т.е. как набраны пластины магнитопровода в частности Ш-образно и по середине катушка L1 и немагнитный зазор 2 мм в каждом стыке магнитопровода,или как-то иначе.

В статье рекомендуется ленточный Ш-образный сердечник ШЛ25х32. При сборке магнитопровода в его зазоры нужно установить немагнитные прокладки толщиной 1мм(как рекомендуется в статье), тогда суммарный зазор будет 2мм(так как силовая магнитная линия пересекает на своём пути два немагнитных зазора длиной по 1мм).

...Расчет показывает ,что для одного и того же транзистора семеновская Рпер (стр 111 книги) и ваша Рк дин (faq на сайте) (логически понятно что это одна и та же величина) существенно отличаются. Семеновская больше раза в 3-4. А это ведь исходная для расчета площади радиатора!

Частично разница объясняется различием напряжения Vcc. В моём случае 220в, а в даташите на IRG4PC50U - 480в. Используемая мной методика расчёта динамических потерь является общепринятой, а значения tr и tf взяты, из того же даташита, для температуры кристалла 150гр.С. Возможно спецы из International Rectifier несколько сгущают краски, на всякий случай :). Подтверждением этому служит работоспособность аппарата.

...Об элементах R5C4VD3 и R6C5VD6:
В различных схемах встречал различные комбинации таких элементов.Названия тоже самые разные- от фиксирующей цепочки до снаббера. Хотелось бы получить более подробный анализ работы в различных сочетаниях резистор-емкость-диод.

Да, любят у нас разные иностранные словечки :).
RCD-цепочки (они же фиксирующие) используются для ограничения времени нарастания напряжениея на запираемом транзистор. Анализ работы цепочки, для случая обратноходового преобразователя, а так же рекомендации по её расчёту приводятся, например, в книге Б.Ю.Семёнова "Силовая электроника для любителей и профессионалов", на стр.230. Для случая прямоходового преобразователя эти рекомендации приводятся выше по тексту.

В журнале приведен подробный расчет транса на сердечниках от УЛПЦТ.Интересно,на каком сердечнике был намотан родной транс.Судя по фото железа от строчников не видно.Возникает вопрос - расчет в журнале -это теоретический вариант или был изготовлен по данной методе реальный транс (возможно не один) и опробован в действии?

Как уже говорилось ранее, статья была написана с той целью, чтобы дать доступную методику расчёта электромагнитных компонентов подобных источников, а не чтобы дать каждому возможность собрать у себя дома RytmArc :). Родной сердечник намотан на П-образном феррите, с параметрами близкими к НМС. Разумеется, расчёт в журнале теоретический вариант, но по данной методике я рассчитывал и изготавливал трансформаторы, которые потом успешно использовались в прямоходовых преобразователях.

И последнее. Что можете сказать новенького по поводу замены 4718. Может кто-то решил проблему на более доступной микросхеме или вообще собрал БУ на базе микроконтроллера?

Вот здесь выложено описание сварочного аппарата собранного, возможно, по мотивам моей публикации в РАДИО. Блок управления этого источника собран на UC3845. Автор данной конструкции утверждает, что она работоспособна и даёт рекомендации по её сборке и настройке.

Впросы по схеме рис. 13, стр. 31, "Радио" №10. 1. При вращении R2 в регулировке задействуется только 1/3 от возможного вращения потенциометра. Может быть коэффициент усиления DA3.2 должен быть 1 и, следовательно, R17 не 3.32к, а 33.2к? … Этот вопрос был вызван следующим обстоятельством. R2 на выходе дает (0)-(+10)В; на выходе DA3.2 U может быт в диапазоне (0)-(-10)В. При таком соотношении плавное изменение выходного напряжения DA3.2 по всей длине движка потенциометра R2 возможно лишь при коэффиценте усиления DА3.2 равном единице. Но судя по номиналам резисторов R17, R20, R23, коэффициент усиления DA3.2 приблизительно равен трем, тогда, при нарастании на выходе R2 напряжения с (0) до (+3.3)В, на выходе DA3.2 напряжение успеет нарасти с (0) до (-10)В и ограничится, дальнейшее поднятие напряжения ( c (+3.3) до (+10)В ) на выходе R2 ни к чему не приводит. А 3.3В на выходе R2 получаются, когда мы повернули движок потенциометра на треть его шкалы. Такое я и наблюдал, отсюда и вопрос возник. Ситуация резко улучшилась при 10-кратном увеличении номинала R17.

На DA3.2 собран сумматор, который суммирует (со знаком -) сигнал обратной связи по току, с выхода DA3.2, и сигнал задания с выхода R2. Причём суммирование происходит на входе DA3.2, а он лишь усиливает ошибку. Вполне возможно, что в отсутствии токового сигнала, выход DA3.2 будет зашкаливать. Для проверки схемы сумматора можно имитировать токовый сигнал. Исходя из коэффициента трансформации Т2 (1/10) и шунта R3-R8 можно предположить, что при максимальном сварочном токе (Iи=46.7А) на выходе схемы рис.10 будут присутствовать импульсы Uдти=1.71В. Это импульсы усиливаются каскадом на DA3.1 до 7.2В и запоминаются на С13. Это как-раз ровно столько, чтобы скомпенсировать напряжение поступающее с движка R2 (10В через 13.32к, то же самое, что 7.2В через 10к).

2. Диод VD22 включен не правильно?

Да, диод VD22 нужно развернуть.

...мне удалось распечатать и посмотреть блок схему супостатовской техники ... возникли вопросы...
1. Что это за блоки CFR и RA1 с выключателем Q2 (нижняя левая часть схемы)?

CFR (схема изображена на рисунке)- это блок согласования с пультом дистанционного управления (ПДУ).

Q2- повидимому кнопка дистанционного включения источника (к сожалению этот источник достался мне без ПДУ), которая, судя по схеме, в данной модификации источника не задействована.

2. Рассматривая эту схему, я подумал, что драйвер силовых транзисторов изначально питался двухполярным питанием и я вспомнил один разговор, который был у меня несколько лет назад ... Один инженер, который тогда занимался изготовлением какого-то преобразователя, сетовал мне, что никак не мог обойти какую-то проблему с силовыми ключами на полевиках, пока не стал закрывать их отрицательным напряжением ... вопрос - не сталкивались ли Вы с такой проблемой?

Сначала обратимся к классикам:
Вот что пишется по этому поводу, для МДП-транзисторов, в книге П.А. Воронина "Силовые полупроводниковые ключи" на стр.271 - ... для высоковольтных транзисторов, с целью защиты от всплесков стокового напряжения, рекомендуется устанавливать небольшое отрицательное смещение Ein, порядка 2...5 В.
С другой стороны В.П. Дьяконов и др. в книге "Энциклопедия устройств на полевых транзисторах" на стр.72 пишут - ... как отмечалось, некоторые изготовители МДП-транзисторов вводят внутренний стабилитрон для защиты затвора. В этом случае недопустима даже кратковременная подача отрицательного напряжения между затвором и истоком.

Мне данной проблемы удавалось избегать, но думаю я смогу её прокомментировать.
Откуда же берётся всплеск стокового напряжения на закрытом транзисторе, упоминаемый Ворониным?
Обычно он вызывается колебательным процессом в контуре образованном паразитной индуктивностью в цепи стока и ёмкостью Сси. В этом случае в цепи затвора запертого транзистора протекает ток i=Сзс*dUси/dt. При некотором критическом значении dUси/dt падение напряжения i*(Rз+Rи) (Rз -сопротивление в цепи затвора, Rи - выходное сопротивление драйвера) может превысить значение напряжения отсечки Uo и транзистор откроется (следовательно, кроме всего прочего, данное условие накладывает ограничение на максимальное значение Rз). Из сказанного следует, что, возможно, более надёжным путём борьбы с самопроизвольным отпиранием транзистора являеся ограничение dUси/dt различными демпферирующими RC и RCD цепочками, что в общем-то с успехом и сделано в однотактном инверторе источника RytmArc.

...RytmArc имеет пороги аж 205-242В! А в розетке имеет право быть 187-242В.

Необходимость защиты источника от понижения напряжения уже была правильно обоснована многими участниками форума. Что касается RytmArc, то не всё так плохо как кажется на первый взгляд. Реальный диапазон источника гораздо шире - где-то от 180 до 260В (ведь источник так же рекомендован для сетей с номинальным напряжением 240В). Ошибочка вкралась на этапе рисования схемы источника, когда не верно была идентефицирована ёмкость конденсатора С31. На самом деле эта ёмкость имеет номинал 0.47мк.

Проблемка есть. Дошел до настройки ИИСТ. Контроллер в норме. Настроил +10, сетевые пороги, остальное пока "по среднему". Состыковал с драйвером - нет запуска первого инвертора (ЛН3) в обоих каналах, уровни 4,4/1,8. На первичке, как и положено, размах 25В. На вторичках - 8В, т.е. Ктр=0,33. А нет запуска! Есть подозрение, что вторичка не на +5 должна опираться, а на 0. Отличия от статьи: сердечник и соответственно витки. Т.е. К16х10х4,5(К16х10х3); W1=186(278); W2=2х62(2х93); d0,125. Симуляция в EWbench дала похожий результат, уровни 4,4/2,2 - нет запуска! Может имел кто проблему?

В схеме всё правильно. На вторичной обмотке разделительного трансформатора должно быть не менее 8В. Kтр<=U1/U2=15/8=1.875.

Сделал 1,788, ноль получился нарастающим и по форме и с расширением импульса. Крайние точки: -20мВ при t=5мкс (спад), +640мв при t=max (фронт). Запуск есть. Нагрузил драйвер 4700пф, ноль на выходе не более 900мв. Смущает форма на первичке ТГР. При макс. рабочем импульсе (-) вверху перед спадом имеется "скол" на половину паузы. По мере сужения рабочего импульса "скол" смещается вниз и охватывает всю паузу и далее начинает падать тот уровень, что выше +15.

Что касается формы напряжения на первичке, то так должно и быть.

Исследовал свой контроллер. При минимальном задании (график прилагаю): 5 мкс можно выставить при напряжении Uc13=0...-0,035. С ростом (по модулю) напряжения Uс13 импульс сужается до 0,6мкс (в среднем положении R37, весь диапазон 0,1...1,5мкс) при -0,63В и далее не меняется (VD22 закрыт и потенциал входа DA5/4 зависит только от R35-R37). Но с напряжения Uс13=-0,44В начинает снижаться частота от воздействия на вход DA5/16. При максимальном задании (на словах). R37 в среднем положении, R42 и R44 пропорционально смещены от среднего для получения 30кГц. До -6,35В импульс 14,8мкс. Импульс сужается от 14,8мкс до 0,6мкс при изменении Uс13=-6,35...-8,15В и далее не меняется. Но при Uc13=-7,9В начинает падать частота и при -8,4В импульсы исчезают. Может все это пригодится кому. Хотя-бы для сравнения.

Рейтинг сайтов YandeG Рейтинг@Mail.ru