Aparat za točkasto zavarivanje

[Kukinjos]

Al brale, ludilo . Jedino ne znam hoćeš li imat problem sa tipkama i enkoderom, nisi stavio kondenzatore za blokadu, a ja bih tu dodao i feritne perlice, ako ne i prigušnice, jer ipak to šprica VF za poludit, pa se bojim da ne bi prebacivao sam od sebe menije i programe. Što misliš o tome?

[LAF]

Kolika je projektovana potrosnja na +5V???

Frekvencija 494 odvec niska. Koristi LM2576-5 (52 kHz) i poslije jos jedan LC filter 10uH i 2200uF
i sto cesce dekuplaza voda +5V. Imas sada i keramike do 10uF za te napone (ESR zanemariv) rade
ko prava pegla. I sto @Kukinjos (old shule) rece, ne bi bila na odmet i koja perlica prije napajanja
samog MCU.-

Kondenzatore povezati bakarnim trakama ne manjeg presjeka od vodova ka elektrodama,pozeljno
veci presjek.-

Kad si vec na plocici predvidio 494 dizi mu frekvenciju, onaj 47K na 6 nogici12K i dobit ces oko 50 kHz,samim tim
i prigusnica ide na dole , reda 100-200 uH.-Pomenuti dodatni filter se podrazumijeva.-

pOz

[Kizo]

@Kukinjos: Puno hvala tebi i LAFu na detaljnije pogledanoj shemi.

Dio oko mikrokontrolera radi bez greške, iako bi mogao piknuti 100nF na nožno tipkalo, a pošto je rotacioni enkoder spojen paralelno sa linijama za programiranje, tu, barem direktno, ne mogu staviti decoupling kondove. Softverski debounce bi trebao biti dovoljan za prijelazne pojave..


@LAF: +5V potrošnja najviše zavisi dali se koristi LCD onaj sa jednom LEDicom za pozadinsko ili koji ih ima više paralelno spojenih, ali u najgorem slučaju predviđam oko 150 max. 200mA.

Gledao sam LM2576-5, ali ima samo jedan error amp, a želim regulaciju i napona i struje. Izlazni LC filter bi izbacio ako ide, radi manje pločice, jer ionako se ne radi o nekom finijem ispravljaču, nego o punjenju dosta kondenzatora, tako da pretpostavljam da će na njima napon biti poprilično dobro isfiltriran.

Nez na kojih 47k misliš, ali na 6. pinu TL494 je 15k, što sa 2.2n daje 33kHz. Ako će biti potrebno, najmanji je problem povećati frekvenciju, no sad me muče neke druge stvari.
--na izlazu (govorim cijelo vrijeme o punjenju glavnih kondenzatora) imam cijelo vrijeme max. napon (MOSFET Q1 u vođenju, ništa drugo se ne dešava), osim ako trimer za struju ne okrenem na 0. Dakle regulacija struje 0 bodova.
--ako trimer za struju okrenem na 0, tada dobijem neku regulaciju napona, ali to je u granicama od 25V do 37V u praznom hodu, odnosno od 4V, pa na dalje, ako spojim auto žarulju. Nije baš najsjajnije.
--zavojnica L1 pišti, cvili, šušti. PWM signal na gejtu jedva uhvatim osciloskopom i to nije ni blizu 33kHz (normalno kad se čuje pištanje) i ovisi opterećenju. Po iskustvu bi rekao da je to zbog nestabilnosti u regulacijskoj petlji i sad petljam i prčkam po tome.

Slike sa dijelovima na pločici:


Inače sam probao LC filter, ali ne dobijem ništa što se tiče stabilnosti, samo ljepše izgleda izlazni napon na omskom trošilu, a ako uzmem feedback sa kraja LC filtra dobijem još gore.

[LAF]

Sa cim regulises izlazni napon?

Prvi komparator ima ulaze 1 i 2. Ako na ulaz 1 dovodis uzorak izlaznog napona, na ulaz 2 mora doci
referentni napon, stalni ili promjenjljiv.

Drugi komparator isto tako, ulazi 15 i 16. Kod tebe 15 na GND a na 16 promjenjljiv referentni
napon.

Zasto je TL431 vezan na visok napon trafoa koji puni elektrolite , a ne na trafo za upravljanje?

[LAF]

Posto je edit "strugno" jeli procesor na svom izlazu PWM C uredno mijenja napon i jeli promjene prati napon na C16? zbog R 47K i visoke ulazne impedanse komparatora, napon na C16 kad dostigne maksimum, nema ko
da ga brzo isprazni da bi PWM uredno radio.-

pOz

[LAF]

15 ulaz TL494 sad bolje pogledah, samo na GND Cap, ostale mase razdvojene. Malo zabune unijelo sto
nije obiljezeno, Struju punjenja si ogranicio na 10A, trebalo bi da radi ako su mase uredno razdvojene.-

pOz

[LAF]

Opet ja. Pobuda IRF4905 malo nezgrapno rjesena. Kada je otvoren Q3 (PNP) treba ograniciti napon
GS na max -20V. Kod tebe dolazi puni napon. Paralelno Q4 zenerka 15-18V a u kolektor Q3 odgovarajuci
otpornik. . Mozda se zato IRF ne zatvara kad treba.-Veliki napon i struja
"curenja" Q3 drze ga stalno otvorenim, nezavisno od rada TL494.--

Kasno sam skuzio da referencu punjenja zadaje procesor.-

pOz

[Kizo]

Ajmo redom. Prvo attachment „jeli dobro vezano kolo..“ ne radi.

Posto je edit "strugno" jeli procesor na svom izlazu PWM C uredno mijenja napon i jeli promjene prati napon na C16? zbog R 47K i visoke ulazne impedanse komparatora, napon na C16 kad dostigne maksimum, nema ko da ga brzo isprazni da bi PWM uredno radio.-

Izlazni napon reguliram mikrokontrolerom, a C19 i R28 tvore niskopropusni filter i taj dio radi jer promjenom duty cycle PWMa se mijenja napon 0-5V na pinu 1.

15 ulaz TL494 sad bolje pogledah, samo na GND Cap, ostale mase razdvojene. Malo zabune unijelo sto nije obiljezeno, Struju punjenja si ogranicio na 10A, trebalo bi da radi ako su mase uredno razdvojene.-

Svaka čast, upravo tako, max. struja je postavljena na 10A i to u multisimu radi.

Opet ja. Pobuda IRF4905 malo nezgrapno rjesena. Kada je otvoren Q3 (PNP) treba ograniciti napon GS na max -20V. Kod tebe dolazi puni napon. Paralelno Q4 zenerka 15-18V a u kolektor Q3 odgovarajuci otpornik. . Mozda se zato IRF ne zatvara kad treba.-Veliki napon i struja "curenja" Q3 drze ga stalno otvorenim, nezavisno od rada TL494.--

Krug radi tako kako si opisao, ali vjerojatno nisi primijetio da se radi o P-MOSFETu. Evo samo taj krug:

Pošto je izlazni krug TL494 otvoreni kolektor; u jednom stanju će na bazi T1 biti 0V, a napon Ugs IRF4905 će biti V+ -> MOSFET ne vodi. U drugom stanju je na bazi T1 cca 4.8V, Ugs je (V+) – 13V -> MOSFET vodi.
Kad izvadim TL494 iz podnožja i isprobam taj dio sam za sebe, također radi ispravno.

I hvala na prijedlozima, naveo si me da bolje pogledam ulaze komparatora i izlaze i mislim da je riješen problem, samo da sve istestiram..

[Kizo]

Primijetio sam da je min. duty cycle od TL494 0%, a max. je nekih 95%, tj. nejde do kraja i to je razlog zašto nisam mogao spustiti napon ispod 25V bez nekog opterećenja. Kad sam na izlazu dodao inverter i zamijenio ulaze na komparatorima mogu mijenjati napon od 1.25V pa na dalje.
Struja i dalje nije radila, no onda sam pinu 16 umjesto na masu, dao fiksnih 0.6V i sad i to radi.
Izmijenjena shema:


I dalje ostaje problem nestabilnosti, pa kad to riješim, ima još drugih sitnica; da mogu mijenjati struju od nule, a ne tek od 5A, ringing MOSFETa u praznom hodu i pregrijavanje nekih elemenata..

[LAF]

Nemas tvrd napon pobude feta. Kada provede PNP tranzistor, po semi koju si dao, i neizmjenjena i
izmjenjena, gejt feta posto je NPN tranzistor zvanicno zatvoren, sidje na gnd. Odakle se tebi javlja tih
-13V u odnosu na sors, bog sami zna. Zbog toga sam pominjao zenerku paralelno NPN tranzistoru.

I jos jedna primjedba. Izlazno kolo, fet i pobuda napajaju se sa napona bliskog 50V i sve se
pobudjuje sa elektronike koju ganja TL494 i gdje je napajanje 12V. interfejs koji ce ti sigurno
zastititi ono sto se napaja sa 12 V u slucaju bilo kakve havarije na kolu npobude IRF-a je
brza dioda 100V u bazi tranzistora Q5.

Ovaj IRF4905 je "pogan" . Moze poceti voditi vec od -2V na gejtu u odnosu na napon +V.

Mase dobro iskontrolisi. Na shemi nisu jasno oznacene, pa kako je gnd Cap iznad shunta,
a i dosta masa jednako (GND) oznaceno, postoji vjerovatnost da ti sve "dise" za taj 1,1V koliko
je pad napona na shuntu u trenutku punjenja Cap.-

pOz

[LAF]

Samo jedna napomena u vezi TL494. Max sirina impulsa je 48% u puspul radu, kod tebe 96%.

2% je dead time, da ne dodje do istovremenog vodjenja HB.-

pOz

[Kizo]

Nemas tvrd napon pobude feta. Kada provede PNP tranzistor, po semi koju si dao, i neizmjenjena i izmjenjena, gejt feta posto je NPN tranzistor zvanicno zatvoren, sidje na gnd. Odakle se tebi javlja tih -13V u odnosu na sors, bog sami zna. Zbog toga sam pominjao zenerku paralelno NPN tranzistoru.

Objašnjenje slijedi pa da se vratim na osnovnu shemu:

Kada je izlaz TL494 otvoren (open colector) na bazi T1 je 4.8V (naponski djelitelj sa R1 i R2).
Pošto je T1 u normalnom aktivnom području, tada na njegovom emiteru mora biti za 0.7V manji napon, dakle 4.1V.
Struja koja teče kroz R4, po Ohm-ovom zakonu, je 8.7mA.
T1 sada zapravo radi kao izvor konstantne struje, jer ta ista struja mora teći i kroz R3. Na njemu je pad napona, opet po Ohm-ovom zakonu, 13V! Neovisno o naponu napajanja.
T2 i T3 su u push-pull konfiguraciji kako bi se dobila brža rise/fall vremena, dakle ništa specijalno.

Napravio sam kratki filmić koji ovo demonstrira: http://youtu.be/oacAM8Nqya0
Jedan kanal osciloskopa je spojen na ulazni napon, a drugi na gejt MOSFET-a. Kako se mijenja ulazni napon, tako ga prati gejt i drži istu razdaljinu. Stavljena je proizvoljna fiksna frekvencija 10kHz, 50% duty cycle.

I jos jedna primjedba. Izlazno kolo, fet i pobuda napajaju se sa napona bliskog 50V i sve se
pobudjuje sa elektronike koju ganja TL494 i gdje je napajanje 12V. interfejs koji ce ti sigurno zastititi ono sto se napaja sa 12 V u slucaju bilo kakve havarije na kolu npobude IRF-a je brza dioda 100V u bazi tranzistora Q5.

Primjedba usvojena i dodana 1N4148 (4ns dovoljno brzo?)

Mase dobro iskontrolisi. Na shemi nisu jasno oznacene, pa kako je gnd Cap iznad shunta, a i dosta masa jednako (GND) oznaceno, postoji vjerovatnost da ti sve "dise" za taj 1,1V koliko je pad napona na shuntu u trenutku punjenja Cap.-

Tako je i predviđeno da sva upravljačka elektronika pluta na energetskoj, zato izvori moraju biti galvanski odvojeni.

Samo jedna napomena u vezi TL494. Max sirina impulsa je 48% u puspul radu, kod tebe 96%.

2% je dead time, da ne dodje do istovremenog vodjenja HB.-

Yep, trebao sam odmah detaljno pročitati datasheet.

[LAF]

Po nacinu tvorbe otvaranja IRF4905 kako si opisao, da li je T3 na ovoj maloj shemi ili Q4 na shemi
uredjaja u funkciji?

Iako najrasprostranjenija malostrujna signalna dioda 1N4148, zaobilazim je u sirokom luku.
Koristim 1N914 , 1N4152 ili Iskrinu BAY92.- Imaju puno manje reverzne struje, vecu zapornu
otpornost. Po DS-u su iste, ali nisu.

Sretno u nastavku rada i neka bude "hairli" (dobro).-

pOz

[Kizo]

Ulazni kapacitet MOSFETa se preko T3 puni, a T2 ga prazni.

1N4148 mi je pogodna zato jer je već imam na par mjesta, pa da se smanji popis dijelova. Može se naravno koristiti i neke druge slične.

[LAF]

Evo jedan primjer regulacije sa TL494.
Zenerke proracunati prema maksimalnom ulaznom naponu.-

pOz

[Kizo]

Super je shema, jedino mi nije simpatično drajvanje MOSFETa, ali da sam je vidio prije, možda bi pokupio kako su tamo riješili strujnu regulaciju..

U međuvremenu je i ovo moje prestalo izvoditi gluposti čim sam riješio kompenzaciju na pinu 3, te su još u shemi dodani spomenuti prijedlozi iz prijašnjih postova.

Ako nekoga zanima kako radi: http://youtu.be/ExdFg2N183A
Prvo opterećenje su dvije serijski spojene 12V/45W žarulje, zatim samo jedna žarulja i na kraju je opterećenje ampermetar. I da, na osciloskopu je signal direktno sa gejta MOSFETa.

Evo što je ostalo od pločice:


Znam da je donja strana dosta izmučena, ali tako je to kod prvog prototipa.

Mogu reći da je ovaj dio riješen (shema u prilogu), još ostaje zabava sa MOSFETima energetskog kruga, a to sam nešto radio paralelno sa ovim napajanjem, tako da uskoro slijede sheme..

[LAF]

Neka si ga natjerao da radi kako ti zelis (upravljanje) a plocica se uvijek napravi.-
Bolje prototip nego propotip. Hi.-

Sretno sa energetikom.

Posto oscilator TL494 stalno radi, na energetskom dijelu moras obezbjediti gasenje radnog prekidackog
elementa (MOSFET-ovi ili IGBT-i poslije postignute energije praznjenja.-

pOz

[Kizo]

Naravno, to će biti riješeno softverski, a također je dodano da se može prekinuti punjenje kondenzatora što se vidi na priloženoj shemi iznad.

Pošto se zbog malog prostora unutar kućišta mora složiti dobar razmještaj komponenti, da vidim kako bi sve izgledalo, napravio sam 3D model kućišta kojeg imam, tako da evo jedna za past oči, a polako će se dodavati i komponente unutra.

[LAF]

Preko Q8 softverski prekidas punjenje.
Ako puls ne uslijedi po dostignutom zadatom naponu, C se prazni. Povratnu informaciju o dopunjavanju C
MCU prima preko R26.

Praznjenje C se mora prekinuti prije nego struja praznjenja dostigne-opadne do struje dopunjavanja-10A.
To moras odraditi ili nekim skakljivim bezkontaktnim senzorom (Hall) ili matematikom da se
MCU "pati" s tim.-

pOz

[Kukinjos]

Hmm, ja se osobno ne bi bavio ovim problemom, što na kraju u cijeloj ovoj priči znači 10A iz punjača, kad su kod zavarivanja u pitanju kA. Sam punjač ima limit struje, tako da mu kratki spoj pri zavarivanju neće naškodit.
Mislim da bi mogao upravljat punjačem i preko DTC pina na 494, umjesto Q8.