Мостовой сварочный инвертор

с микроконтроллерным управлением

	Рис1 Блок питания с драйверами		Рис2 Верхние транзисторы и дроссель		Рис3 Вид сверху
	Рис4 Вывод датчика температуры		Рис5 Задание тока		Рис6 Задняя стенка
	Рис7 Передняя панель снята		Рис8 Плата инндикации и кнопочный пульт		Рис9      Плата с микросхемой TL494 под платой микроконтроллера
	Рис10   Радиатор выходного выпрямителя, трансформатор и нижние транзисторы		Рис11 Температура

Силовая часть

    Проводники управления затворами ключей скручиваются попарно и припаиваются близко к выводам транзисторов. Длина этих проводников не должна превышать 15 см, сечение не существенно.

 
    Блок питания – классический флайбэк. Поверх первичной обмотки трансформатора блока питания намотана экранирующая обмотка тем же проводом. Её витки должны полностью закрывать первичную обмотку, а направление намотки должно совпадать с направлением намотки вторичных обмоток. Все обмотки изолируются между собой лакотканью или малярным скотчем. Настройка заключается в подборе сопротивления R1, для того чтобы получить напряжение 20-22 В для питания реле. 

    Силовая часть инвертора особенностей не имеет, всё показано на схеме. Следует предусмотреть существенные радиаторы для входного выпрямителя, силовых ключей и выходного выпрямителя. От габаритов этих радиаторов и интенсивности их обдува будет зависеть постоянная времени работы сварочного аппарата. Единственный термодатчик, который используется в схеме управления, нужно будет разместить внутри корпуса того радиатора, который больше всего нагревается.

Блок управления

Схема блока управления полномостовым сварочным инвертором

    Блок управления построен на основе распространенного ШИМ-контроллера TL494 с задействованием одного канала регулирования. Этот канал стабилизирует ток в дуге. Задание тока формирует микроконтроллер с помощью модуля CCP1 в режиме ШИМ на частоте примерно 75 кГц. Заполнение ШИМ будет определять напряжение на конденсаторе C1. Величина этого напряжения определяет величину сварочного тока.

Настройка инвертора

    Силовая часть пока обесточена. Предварительно проверенный блок питания подключаем к блоку управления и включаем его в сеть. На индикаторе загорятся все восьмёрки с точкой в младшем разряде. Включаем осциллограф в провода Out1 и Out2. Контролируем наличие двухполярных импульсов частотой 40-50 кГц с полочкой мёртвого времени не менее 1,5 мкс между ними. Величину мёртвого времени можно подкорректировать, изменив напряжение на входе DT(4) у TL494. После этого нужно осциллографом проверить напряжение на затворах ключей. Там должны быть прямоугольные импульсы с фронтами не более 500 нс, частотой 40-50 кГц и амплитудой 15-18 В.

    Если всё так, собираем полностью схему инвертора и включаем его в сеть. На индикацию сначала будут выведены восьмёрки, затем должно включиться реле и индикатор покажет 120 А. Если восьмёрки продолжают гореть, значит напряжение в сварочных проводах не превышает 100 В. Ищем причину и устраняем её.

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

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

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

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

Инструкция по эксплуатации

    При включении инвертора в сеть контроллер автоматически выставляет величину задания сварочного тока 120 А. Если при включении, напряжение в сварочных проводах не превысит 100 В, то индикатор будет отображать восьмёрки, это свидетельствует о неисправности. При нормальном запуске восьмёрки должны смениться отображением задания тока 120 А. Кликая кнопками можно изменить величину задания в пределах от 20 до 160 А.
 

    Если нужно контролировать температуру инвертора во время работы, необходимо кликнуть обе кнопки одновременно, при этом индикатор будет показывать текущую температуру радиатора.
 

    Если температура радиатора во время работы превысит 75 градусов, то независимо от режима индикации, которая была в этот момент, индикатор начнёт отображать температуру радиатора, включится прерывистый звуковой сигнал. Работа инвертора при этом не блокируется, но величина задания тока будет автоматически сброшена до 20 А.

    Как только температура понизится ниже 65 градусов прерывистый звуковой сигнал выключится, индикация будет той, которая была до превышения температуры. Задание тока будет 20 А.

    Если произойдёт обрыв датчика температуры, индикатор выдаст код ошибки Ert1, включится прерывистый звуковой сигнал. Работа инвертора при этом не блокируется, но величина задания тока будет автоматически сброшена до 20 А.

    Если произойдёт замыкание датчика температуры, индикатор выдаст код ошибки Ert0, включится прерывистый звуковой сигнал. Работа инвертора при этом не блокируется, но величина задания тока будет автоматически сброшена до 20 А.

Прошивка для микроконтроллера PIC16F876: