Power Electronics

Благодаря появившейся на форуме сайта схеме АПСТ-90 решил починить давно лежащий сломанный этот загадочный сварочный инвертор.
Аппарат на клеммах выдавал примерно 10 V(размах) синусоиды.Светодиод на панели не светился.
Разобрался пока со схемой управления.Подал от внешнего ИП 15V на ХР3 ХР4 (т.е.С2) --генерации нет.Нашёл дохлые DA5 КР590КН8 ; VT4,VT5 КТ972А ; VD9 КД521.Заменил.Генерация появилась.
Схемы АПСТ-90 и АПСТ-60 немного разные , нумерация деталей тоже.Я использую схему АПСТ-90.
В данной схеме генератор образован RS триггером на К561ТМ2 DD1.1 и ключом на КР590КН8 DA5 (3н-упр. и 1н-ключ на землю).Процесс генерации такой : При подаче питания конденсаторы С5 и С7 не заряжены т.е. на R и S входах ( 4н и 6н D1.1) = 0V. На инверсном выходе (2н) пусть 1 (т.е. 12V). ( При включении может быть уровень и 0 и 1.) Эта 1 открывает ключ в DA5 -1н закорачивает С5 на 0. Эта же 1 заряжает С7 через R14 и когда напряжение на С7 вырастет до 6,5 V (за 6 мкс ) RS триггер устанавливает на выходе 2н 0V . Через диод D7 конд-р С7 быстро разряжается и теперь на S входе 0V . Ключ в DA5 размыкается , С5 начинает заряжаться от 15V через ( R7 + RP2 ). Когда напряжение на входе R (4н) вырастет до 6.5 V ( через 34 - 54 мкс (зависит от положения RP2)) -триггер перебрасывает прямой выход (1н) в 0 и (при 0 на входе S ) инв-й выход (2н) в 1. Т.е. генерация пошла.
Таким образом при подаче питания схема управления генерирует на 2н DD1.1 импульсы длительности 6 мкс с периодом 50 мкс (от 40 до 60 мкс в зависимости от RP2 ) ( 20 кГц ) и амплитудой 12V. На С5 - пила с полочкой (6мкс) в нуле и нарастанием до 6,5V с периодом 50 мкс.
DD1.2 в режиме D-триггера делит частоту на 2 : на 12н и 13н инверсные сигналы - меандр с периодом 100 мкс амплитудой 12v.Они управляют ключами в DA5 КР590КН8 : + 12V на 11н DA5 закорачивает на землю 9н., а + 12V на 14н закорачивает на землю 16н . На 9н и 16н DA5 -инверсные сигналы амплитудой 2,5V.
А теперь об остальных частях схемы. Мсх DA3 таймер КР1005ВИ1 ( NE 555 ) здесь включена в режиме компаратора с уменьшением петли гестерезиса. ( Поясню: Мсх. имеет в составе 2 компаратора с 3 резисторами-установки порогов и RS триггер . Входы "запуск "(2н) и "порог"(6н) здесь соединены вместе и пока на них напряжение меньше, чем на "управляющее напряжение" (5н), RS триггер находится в положении S - на выходе (3н) U пит., т.е. 1 . При превышении напряжения " порог"(Uпор.) над "управляющее напряжение" (U упр.) триггер переключает 3н в 0 , а обратное переключение произойдёт при 1/2 U упр.. Здесь- же при переключении в 0 на 5н.( U упр.) увеличивается через VT3,VD4,R10 , что уменьшает в итоге напряжение обратного переключения . )
Уровень U упр. определяет положение резисторов " Рег.тока" RP1 и подстроечного RP1( на плате).При установленном мин.токе U упр.=1,77V , при макс. 5.3V. Для проверки этой части схемы впаял 1).переменный резистор 1 кОм между 4н и 6н DA5 2).светодиод + к 3н, а - через R=1 кОм к 1н.(земле) 3) подал от внешнего БП 15V и покручивая переменный резистор измерил вольтметром напряжения U пор.( 6 н.) .При установленном на мин. RP1 светодиод зажёгся при U пор.=1.78V , а потух при 1,34V. При макс. RP1 зажёгся при U пор.=5.34V, потух 3.34V. Соответственно и дальше : Светодиод светит - генерация на выходах 9н и 16н DA5 есть, не светит -её нет.
Ремонт моего аппарата затянулся -поэтому и проверял много . Может и понадобится что-нибудь кому -нибудь:
Проверка силовых транзисторов. 1).Отпаиваю по одному проводу ( 1 конт.) плат ключей 2).подаю +12V через амперметр на коллектор (4н платы) не отпаивая ничего больше 3). -12V "крокодилом" к 3 по счёту ( 7 по схеме) --- Амперметр показывает ток 5 мА. Дальше провод от +12V через R=1 кОм касаюсь 1н платы --- Амперметр показывает коэффициент усиления транзистора B=I колл ( ___ мА) / I базы (10 мА).
У меня стоят родные не меняные КТ 847А с В = 5 , 14 , 38 , 34 . Разброс большой . Работают .Ставил пока искал проблему КТ 840А и Б. Работали , нагрузки не давал . Их I макс.= 5 А. Кстати, на платах ключей R 4 стоят 220 кОм 0,5 W , а по схеме 75 кОм 2W.
Трансформатор управления TV1 : витки ( размах V х.х.) 1-2 : 22вит.( 28 V) 3-4 : 56 вит. ( 73 V ) 4-5 : 56 вит. (73 V ) 6-7 , 8-9 , 10-11 , 12-13 : 5 вит.( 6,5 V) 14-15 : 2 вит. Проверил фазировку управляющих обмоток : 1).отпаял перемычку на плате управления с ХР12 на ХР11 2). перемкнул ХР11 и ХР13 (т.е. подал через R18 1 кОм +12 V ) 3).отпаял провод к 1 конт. L1 ( размах наблюдаемых импульсов вырос при этом до 10V) 4).подключил вход внешней синхронизации осциллографа к 1 конт. верхней платы ключей и подав + 15V на ХР3 посмотрел импульсы на всех 4-х платах. И тут сюрприз : в первом плече импульсы в одной фазе , Т . Е . КТО -ТО ПОМЕНЯЛ (не я) МЕСТАМИ ДВА ПРОВОДА ОДНОЙ ОБМОТКИ УПРАВЛЕНИЯ . Поменял местами провода и аппарат ожил . Запищал свои 10 кГц . Довольно громко.
Катушла L1- ВЧ трансформатор.В работе на 1-2 выводах меандр амплитудой 640 V и частотой 10 кГц . На 3-4 выв.50V . На 5-6 выв. 18V .
Работу схемы плавной зарядки конденсаторов С2 - С7 можно посмотреть с осциллографом на R4 20 Ом : при включении тумблера " Сеть" 4 периода сетевого напряжения с небольшим затуханием видно .
При работе без нагрузки на 6н. DA3 скошенная вправо синусоида 50 мкс 1 V . С нагрузкой R = 0,2 Ом - циклоида до 10 мкс. и 4V.Ток выше - частота выше . А далее начинает частота уменьшаться , хотя потребляемый ток от сети увеличивается до 14 А . Варил электродом МР3 тройкой . Дуга горит хорошо . Ток от сети 220V --13А . Напряжение на клеммах сварочных концов 42 V (осциллографом : 45V с провалами 25 V с периодом 100 мкс.).

Здравствуйте, уважаемый ВГ!
Приятно, что кто-то толково ответил на поставленный вопрос.
Хотелось бы спросить, как Вам моё предложение, написанное в самом первом сообщении.
Есть ешё вопросы: Цель установки VT9 (схема АСПТ-90) и сопутствующих резисторов (на схеме Форы и АСПТ-60 это VT14). Это улучшает характеристики дуги или регулировку? Удобнее всего читается схема Форы. Я также предполагаю, что установка R39 и R41 (АСПТ-60) отменила установку VD4,R10 (АСПТ-90), или я неправ?
Также хотелось бы услышать Ваше мнение об отсутствующих на моём АСПТ-60 элементах (в конце сообщения), какова цель их добавления?
Может ещё какие советы подбросите или меня где-то поправите.
Всего наилучшего!

Да, ещё, не подскажете, для чего узлы на VT6,7,8 и DA6, DA7 и пр. ( т.е основное отличие АСПТ-90 от АСПТ-60).

узлы на VT6,7,8 и DA6, DA7 и пр. ( т.е основное отличие АСПТ-90 от АСПТ-60). : для улучшения поджига дуги.Выпрямитель VD7-VD10 выдаёт напряжение повыше , чем VD1-VD6 и при первом касании электрода эта цепь (узлы на VT6,7,8 и DA6, DA7 и пр.) открывает VT8 и увеличивает напряжение на выходе. Дуга поджигается стабильнее. Когда пошёл основной ток VT8 отключается.-думаю так.
используя плату управления Форы-60 или АСПТ-60 и небольшие доделки, можно до 1,5 раз увеличить сварочный ток, место в корпусе позволяет : рекомендую в начале измерить напряжения работы первого каскада на мкс DA3 : Уровень U упр. определяет положение резисторов " Рег.тока" RP1 и подстроечного RP1( на плате).При установленном мин.токе U упр.=1,77V , при макс. 5.3V. Для проверки этой части схемы впаял 1).переменный резистор 1 кОм между 4н и 6н DA5 2).светодиод + к 3н, а - через R=1 кОм к 1н.(земле) 3) подал от внешнего БП 15V и покручивая переменный резистор измерил вольтметром напряжения U пор.( 6 н.) .При установленном на мин. RP1 светодиод зажёгся при U пор.=1.78V , а потух при 1,34V. При макс. RP1 зажёгся при U пор.=5.34V, потух 3.34V. если это совпадает, то увеличить ток сварки, думаю проще, изменив коэффициент трансформации трансформатора тока ТА1-- или домотать половину первичной обмотки и включить в противофазе последовательно (так не портится исходный трансформатор), а потом, если все удастся, отмотать родную одну треть. Включать резистор 22Ом в цепь датчика тока R3 C1 думаю некорректно.

Спасибо!
А как определить число витков, не разбирая? У меня была такая мысль, но это сделать сложнее, чем воткнуть резистор.
(Включать резистор 22Ом в цепь датчика тока R3 C1 думаю некорректно.)
Почему некорректно, просто получается делитель напряжения (R3=51ом, 51/(51+22)), или я что-то не понимаю?

Но главный вопрос: как повышение тока скажется на силовых элементах и до каких пределов это можно делать?

Ещё: (Для этого лучше смотреть схему Форы: http://forum.grpz.ru/download/file.php?id=15 или АСПТ-60.)
Другой интересный аспект. Мои АСПТ настолько «древние», что отсутствуют (расписываю по узлам):
1) R39, R41,( у меня выводы 2 и 6 DA3 соединены )
2) VT14, R43, R44, R45
3) R42, C40
4) RP3
5) VD43, R46, C44
6) C41, C42
Может кто-нибудь расскажет назначение этих узлов и элементов, и как они улучшают работу аппарата. Кстати, у меня ещё С24,25,27,28 по 0,01мкф вместо указанных на схеме 0,022мкф, ничего, работает. Транзисторы стоят КТ847А.

как определить число витков, не разбирая? : примерно так -"Трансформатор тока " средний протекающий ток в первичной обмотке (это 1 виток) примерно 10 А трансформирует в I=5V/50 Ом=0,1А. Т.е. коэфф.трансф.= 100 ,значит кол-во витков = 100. Таким образом , домотать 33 витка и если не определяется начало - конец припаять как захочешь и проверить в работе по осциллограммам .
Вообще-то и простой делитель можно попробовать сделать --только 47 Ом выпаять и спаять из 15 Ом и 30 Ом . С1 должен остаться до делителя. Спайку резисторов подсоединить к 6н DA3.
И третий вариант -это впаять параллельно R3C1 ещё R=91 Ом и С=1200 pF. Тогда "постоянная времени" остаётся той же : 47 Ом х 2400 pF = 30 Ом х 3600 pF.
А " Включать резистор 22 Ом в цепь датчика тока R3 C1 думаю некорректно." : Т.к." постоянная времени" R3 x C1=47 Ом х 2400pF изменяется и ещё и RC ( 22 Ом х 2400 pF ) фильтр образуется .
Далее.(схема АПСТ-60): " 1) R39, R41,( у меня выводы 2 и 6 DA3 соединены )" в АПСТ-90 тоже соединены, и переделывать не надо.
"2) VT14, R43, R44, R45 " -- цепь уменьшает установку большого тока инвертора при увеличении напряжения на С11 . Эту доработку я бы сделал .
"3) R42, C40 " --R 42 впаян параллельно внутреннему R = 5 кОм мсх. C40 в АПСТ-90 нет.
"4) RP3 " для подстройки нижней частоты генератора (10 kHz )
.Зачем ? Непонятно.
"5) VD43, R46, C44 "-- С44 , VD43 стоит поставить
"6) C41, C42" -- точно стоит поставить .

Ключи доработать по схеме АПСТ-90.

Как сказано : " поскольку за много лет работы (без перегруза) он показал себя с самой лучшей стороны. О его надёжности говорит и тот факт, что на форумах почти отсутствуют сообщения о поломках." Аппарат добротный и запас прочности есть -- усилять можно.Уверенности так сказать добавляет то , что ВРЕМЯ СВАРКИ -- БЕЗ ПЕРЕРЫВА и в схеме не стоит схема защиты от перегрева .
А в доработанный АПСТ-60 можно вставить схему защиты от перегрева , например термопредохранитель -термостат на 70 - 90 град.С .

Здравствуйте! Спасибо за разъяснения!
1)Довольно муторно снимать плату управления для ремонта наших АСПТ. Отпаять все силовые транз. и открутить около 10 крепежей, а потом всё обратно и не перепутать. Поэтому хочется переделать без снятия платы, подпаивая к имеющимся дорожкам или (хуже) к ножкам деталей.
2) Я плохо знаю принцип работы трансформатор тока. Если я правильно понял (проанализировал Ваш ответ), «Трансформатор тока « работает так: уменьшает силу тока пропорционально коэфф.трансф. ? Получается, что на выходе мы имеем не уровень напряжения, а уровень тока. Т. е. к его выходу подключается , допустим, сопротивление, и на нём появляется напряжение, пропорциональное силе тока и величине этого сопротивления? Если всё так, то в соотв. с п.1 лучше всего для увеличения тока в 1,5 раза подпаять параллельно 100ом и 1200пф. Установка делителя напряжения потребует снятия платы, но мне кажется надёжнее. Если я где-то неправ, поправьте, не стесняйтесь.
3) Каков основной принцип регулировки тока? Я где-то (скорее всего у Негуляева) читал, что у нас за счёт изменения частоты. Причём при повышении частоты увеличивается индуктивное сопротивление выходного дросселя L2 (схема АСПТ-60) и ток падает. Хотя Вы практически проверили (в конце Вашего первого сообщения), что наоборот (кстати, частота вроде не должна меняться). Я тоже склоняюсь к тому, что за счёт импульсов с 3н. КР1006ВИ при превышении установленного регулятором тока порога срывается генерация и ток снижается до установленного. А L2 нужен для формирования импульсов. Также прошу, где неправ, поправить.
4) Заинтересовала меня возможность увеличения частоты. Вроде оптимальная частота для инверторов до 100кгц. Дуга должна быть постабильнее, не будет пищать 10кгц, КПД должно повыситься. (Если что, можно витки с L2 отмотать) Я понимаю, что всё не так просто. До каких пределов можно повышать частоту (за счёт уменьшения R7 + RP2 и др. элементов) и стоит ли это делать и почему да и почему нет?
5)Кроме стрелочного тестера у меня ничего нет. Но и он какие-то фокусы показывает. На ХХ показывает на выходе около 46в. Решил померить падение напряжения на дуге. Подкидывал нагрузку 0,5ом (нихромовая спираль), вольтметр подключён к клеммам, показывает около 200в.! Пробовал зажигать дугу. При зажигании и удержании дуги напряжение повышается, что противоречит всему! При касании даже одним проводом вольтметра стрелка во многих случаях (в т. ч. на плате управления) отклоняется. Иногда просто показывает некорректные показания. Грешу на ВЧ наводки на этот вольтметр. Что делать?
6) Пробовал: «Кстати, я недавно конденсаторы 0,022мкф подпаял параллельно выходным транз. (см 1-е сообщение), пошёл какой-то писк, лампочка задёргалась. Убрал их, всё восстановилось. Или срыв генерации, или ёмкости фактически разные, или просто плохие.» Как Вы думаете, в чём дело? У Вашего 90-го ещё большие ёмкости стоят.
7) Давно думаю над установкой удвоителя напряжения для лучшего зажигания дуги. В схеме Негуляева в его цепи стоят балластные конденсаторы два по 0,22мкф последовательно, в сумме 0,11мкф. На заводе ГРПЗ придумали ставить балластный дроссель (см. схему Форы Рис.2 и файлы «Мотки» http://flyfolder.ru/27114170, http://flyfolder.ru/27114171, они прислали), при этом даже коэфф. трансф. силового транса уменьшили в 1,3 раза, я думаю это даже облегчит работу силовых транзисторов и несколько увеличит выходной ток. У меня есть 2 шт. конденсаторов 0,1 мкф 1000в. Думаю применить пока их (попробовать), но намотать доп. вторичку и включать их по одному или параллельно. Главное, чтобы был сдвиг фаз на 90 град. Что Вы по этому поводу думаете и как всё правильно рассчитать (или попробовать опытным путём)? Если я непонятно спросил, уточню, спрашивайте что. Что касается вложенных файлов, то сам не пойму, как нормально делать, попробовал скопировать адрес, вроде получилось.
До связи!

1). В АПСТ-90 плата управления стоит очень удобно для ремонта и поворачивается на90 град. , если прикрутить 1 винтом.
2). В свар. инв. САИ 200 , например, стоят несколько резисторов в параллель (240,240,100 Ом) по видимому для подстройки I макс.
3). Да.При подключении к фикс.нагрузке частота переключения растёт до ~ 50 кГц , а потом уменьшается - почему?,не разобрался . Скрутил аппарат и отложил --других дел много.Вы на слух можете услышать, подключая нагр.сопротивление .
4). Транзисторы , думаю , не потянут такого повышения частоты.
7).Вариантов много , а имеет ли смысл в доработке , если варит аппарат 90 А хорошо.
Пока.

Спасибо за подсказки, но кое что уточню.
1) В АСПТ-60 чтобы хоть как-то сдвинуть плату, надо отпаять все силовые транзисторы, они на жёстких проводах, а обратно как припаивать, плохо видно, и боюсь их лишний раз паять, чтобы не перегреть.
3) Сейчас предположил: С5 заряжается не только через RP2 и R7, но и через R12, R13 при срабатывании DA3, и это происходит, видимо, чаще при повышении тока. Но пока не совсем ясно: Каков основной принцип регулировки тока?
4) Не обязательно повышать до 100кгц, хватит и 40. Транзисторы высокочастотные, до нескольких Мгц. Почему не потянут? Также прошу, где неправ, поправить.
7) Я недоволен дугой, слишком короткая, длиннее 0,5см рвётся. Правда, зажигается неплохо.
Насчёт установки R39, R41 рискну с Вами поспорить (лучше смотреть схему Форы, там точнее). Это увеличивает напряжение ОТКЛЮЧЕНИЯ Uпор. в 1,5 раза, и думаю, стабилизирует дугу (или ещё что-то). Я бы себе обязательно сделал и сравнил, но п.1 мешает.
До связи!

Уважаемый ВГ, здравствуйте. Случайно увидел Ваши комментарии в этой ветке и появилась надежда. Если Вам не трудно, поясните, пожалуйста, некоторые моменты. Собственно симптомы (у меня АСПТ-60) те же: 10..12В на выходе, нет генерации. Все замены (о них я написал выше) не помогли - генератор так и не запустился. Я грешил на симистор: в одну сторону есть небольшая утечка. Но из купленных мною импортных аналогов я не нашёл ни одного без утечки (мерил стрелочным прибором 4324 на пределе кОмх1000). После Вашего сообщения мои сомнения подтвердились. Как раз ключевую м/с 590 я и не нашёл в продаже. Поэтому первый вопрос: возможно ли поставить КР590КН8Б? И ещё: как (и с какого места начиная) проверить наличие генерации. Я использовал виртуальный осцилл., но генерации не увидел ни на 3н DA3, ни на делителе 561ТМ2. Поясните, пожалуйста, как проверить генерацию поступенчато, начиная с DA3 (подавая 17В на ХР4-ХР5). И ещё вопрос: может ли утечка симистора (кстати, мультиметр её не показывает) быть причиной срыва генерации? Или всё-таки 590-я виной. Как её можно проверить, не выпаивая?
Заранее благодарен, жду ответа Сергей. Хотел восстановить сварочник на каникулах. Если хотите, можно в личку.

Уважаемый ВГ, здравствуйте. Случайно увидел Ваши комментарии в этой ветке и появилась надежда. Если Вам не трудно, поясните, пожалуйста, некоторые моменты. Собственно симптомы (у меня АСПТ-60) те же: 10..12В на выходе, нет генерации. Все замены (о них я написал выше) не помогли - генератор так и не запустился. Я грешил на симистор: в одну сторону есть небольшая утечка. Но из купленных мною импортных аналогов я не нашёл ни одного без утечки (мерил стрелочным прибором 4324 на пределе кОмх1000). После Вашего сообщения мои сомнения подтвердились. Как раз ключевую м/с 590 я и не нашёл в продаже. Поэтому первый вопрос: возможно ли поставить КР590КН8Б? И ещё: как (и с какого места начиная) проверить наличие генерации. Я использовал виртуальный осцилл., но генерации не увидел ни на 3н DA3, ни на делителе 561ТМ2. Поясните, пожалуйста, как проверить генерацию поступенчато, начиная с DA3 (подавая 17В на ХР4-ХР5). И ещё вопрос: может ли утечка симистора (кстати, мультиметр её не показывает) быть причиной срыва генерации? Или всё-таки 590-я виной. Как её можно проверить, не выпаивая?
Заранее благодарен, жду ответа Сергей. Хотел восстановить сварочник на каникулах. Если хотите, можно в личку.

Можно. Ставил неоднократно. Симмистор тут не при делах.

Спасибо за помощь. Попробую заменить, после праздников отпишусь о результатах.

Сейчас вспомнил, у меня был такой случай: Симистор был еле припаян, но напряжение 50в на выходе было. При попытке зажигания дуги почти дымилось сопротивление 10ом (включенное параллельно симистору), но искра (почти дуга) была. При внешнем осмотре всё увидел, припаял нормально, заработало. Вывод: при нерабочем симисторе схема в целом работает. Проверить его также несложно, подав напряжение управления с внешнего источника, но осторожно, напряжение и ток управления небольшие.

Спасибо всем, принявшим участие в моей проблеме. Отдельное спасибо ВГ и Скокову А.Г. Используя методику проверки схемы управления, описанную ВГ, обнаружил отсутствие генерации на ТМ2. Демонтировал КР590 (DA5). Как проверить не нашёл (звонится как исправная). Заменил на 590кн8Б по совету Скокова А.Г. и схема ожила. Напряжение на выходе =54В (х.х.). Пробовал варить: звук дуги изменился, стал более звонким. Варил дома, Ф1,6 на 30...40А. Варит хорошо. В общем всем спасибо за помощь.
Да, у ВГ в описании проверки схемы небольшая описка. "Для проверки этой части схемы впаял 1).переменный резистор 1 кОм между 4н и 6н DA5 2).светодиод + к 3н, а - через R=1 кОм к 1н.(земле) 3) подал от внешнего БП 15V и покручивая переменный резистор измерил вольтметром напряжения U пор.( 6 н.)" Взамен DA5 читай DA3.
И ещё: мои напряжения несколько иные в крайних положениях регулятора. У меня 1,2В - 2,2В (мин.) и 3,9В - 5,9В (макс.). Но и схемы наши отличаются.