Здравствуйте, уважаемые форумчане! В дополнение к статье выложил краткое описание своей установки. Подробности - читайте мою статью в апрельском журнале "Радио" за этот год. Особенности работы с БТИЗ-модулями можно найти в соответствующей теме Установка предназначена для преобразования входного напряжения 3х380В 50Гц в высокочастотное 250В 25кГц для питания последовательного контура через развязывающие трансформаторы. Конструктивно отдельно собран блок силового генератора (выпрямитель и преобразователь) и отдельно нагрузочный блок (трансы. резонансный конденсатор и индуктор). Схема установки без блока управления: 
Расположение элементов силового блока: 
Детали блока преобразователя. Транзисторный модуль MIFA-HB12FA-100N производства АО "Протон-Электротекс" можно заменить модулем нового образца — IGBT MIFA-HB12MA-100N того же изготовителя. Конденсаторы С1 и С6 — помехоподавляющие К78-10г ЗАО "Элкод" или аналогичные фирмы Epcos. Конденсаторы С2—С5 — К78-41б или аналогичные, выдерживающие ток не менее 25 А на частоте 30 кГц. Варисторы — S20K460 или аналогичные с классификационным напряжением 750 В. Автоматический выключатель QF1 — на ток 10…16 А. Вентилятор охлаждения — 1,1ЭВ-3,2-16-4525 ООО "Иолла", блок питания для него — любой с выходным напряжением 24 В и мощностью не менее 100 Вт. Блок питания генератора — с выходным напряжением 15 В и мощностью не менее 5 Вт. Теплоотвод — О55-120 ООО "ЛИГРА". Трансформатор тока Т1 — AS-105 фирмы Talema, диоды VD2, VD3 — любые маломощные с барьером Шоттки, конденсаторы С7—С8 К10-17 или аналогичные фирмы Murata, постоянные резисторы — МЛТ, С2-23, переменный — СП3-4 ООО "Тембр". Миллиамперметр PA1 — с внешним шунтом, проградуированным на ток до 10 А. Ток его полного отклонения с учётом резистора R1 — 20 мА. Выключатель SA1 — любой, рассчитанный напряжение 250 В, биметаллический термоконтакт — "таблетка" KSD-301-60 на температуру 60 ºС, в крайнем случае на 65 ºС. Для помехоподавляющих дросселей использованы кольцевые магнитопроводы типоразмера К40×25×11 из феррита 2000НМ. Элементы блока индуктора: 
Детали блока индуктора. Конденсатор С9 — К78-20 ЗАО "Элкод", он должен выдерживать долговременный ток не менее 400…450 А. Индуктор L1 изготовлен из медной трубки диаметром 8 мм и толщиной стенки 1,5 мм и содержит 6 витков с внутренним диаметром около 60 мм и длиной намотки также около 60 мм. Трансформаторы Т2 и Т3 — одинаковые, каждый из них намотан на трёх сложенных вместе магнитопроводах MSTN-40S-TH ПАО "Мстатор" из нанокристаллического сплава АМАГ-200С. Применение магнитопроводов из аморфных и нанокристаллических сплавов позволило значительно выиграть в габаритных размерах импульсных трансформаторов, допустимая индукция у них вдвое выше, чем у современного феррита Epcos N97! Каждый трансформатор содержит первичную обмотку — 25 витков жгутом из трёх проводов ПЭТВ-2 1,18 мм в два слоя. Первый слой — 15 витков, второй слой — 10 витков, межслойная изоляция — лавсановая ленты шириной 10 мм и толщиной 0,1 мм. Первичная обмотка изолирована от вторичной термостойкой стеклотканевой лентой с клеевым слоем. Вторичной обмоткой обоих трансформаторов служит медная трубка одного из выводов индуктора. Задающий генератор объединён с драйверами и собран на отдельной плате: 
Печатная плата задающего генератора и расположение элементов: 
Расположение элементов на плате генератора: 
Детали задающего генератора. Для упрощения конструкции применены готовые изолированные преобразователи напряжения. Оптроны можно использовать только HCPL-3120A, их функциональные аналоги TLP-250 имеют меньшее быстродействие и хуже работают на высоких частотах. Отечественные оптроны 5П122А АО "Протон" в этой схеме не проверялись по причине отсутствия их серийного выпуска. Изолирующие преобразователи напряжения А1 и А2 — готовые AM3DG-151508DH30-NZ мощностью 3 Вт и с выходными напряжениями +15/–8В. Транзисторы VT1— VT4 — серий КТ9180 и КТ9181 АО "Группа Кремний Эл" с буквенными индексами Б, В и Г, либо аналогичные с максимальным током не менее 3 А, напряжением коллектор-эмиттер не менее 40 В и частотой единичного усиления не менее 50 МГц. Транзисторы серий КТ814, КТ815, КТ816, КТ817 применять нельзя! Оптроны U1, U2 — PC817C, АОТ174Г Микросхема IR2520D в этой конструкции не имеет альтернативы. Конденсаторы С2—С4, С6, С8—С11, С14—С16 — К10-17 или аналогичные Murata, оксидные конденсаторы — К50-96 АО "Элеконд" или аналогичные Epcos, резисторы — МЛТ, С2-25. Внешний вид установки: 
Налаживание устройства. В первую очередь нужно проверить исправность генератора. Для этого на смонтированную плату нужно подать напряжение 14,5...15 В и измерить напряжения на выходе изолированных преобразователей напряжения. Без нагрузки они должны быть +15,5...16 В и –8,3…8,5 В. Далее с помощью осциллографа нужно проконтролировать наличие выходных двухполярных импульсов на обоих выходах генератора. Длительность фронтов и спадов не должна превышать 0,5 мкс, а плавное снижение частоты должно остановиться на уровне 21...22 кГц. Если двухполярные импульсы искажены или отсутствуют, нужно проверить исправность деталей и правильность монтажа. Если установившаяся частота отличается от 21...22 кГц, необходимо подобрать сопротивление задающего диапазон частот резистора R3. Плата генератора по соображениям электрической прочности должна быть установлена на стойки высотой не менее 15 мм. После сборки нужно тщательно проверить правильность соединений и монтажа. Первое включение блока преобразователя нужно проводить с отключенным блоком индуктора. Перед первым включением надо отключить блоки питания насоса и вентилятора охлаждения, а также отключить плюсовой вывод диодной сборки VD1 от плюсового контакта БТИЗ-модуля (вывод 3) VT1 и в разрыв включить сетевую лампу накаливания мощностью 95/100 Вт. Первоначальное включение должно проходить при пониженном напряжении при питании от однофазной сети напряжением 230 В. Для этого нужно соединить клеммы L2, L3, N и подать напряжение на клеммы L1 и N. После можно включить питание генератора выключателем SА1. После включения между выходом полумоста (контакт 1) и средней точкой конденсаторов С2—С5 должны появиться прямоугольные импульсы размахом около 300 В и плавно снижающейся до 21...22 кГц частотой. Нить лампы накаливания при этом не должна даже еле светиться! Иначе нужно проверить надёжность присоединения выходов генератора к управляющим контактам БТИЗ-модуля, правильность монтажа. После проверки блока преобразователя на пониженном напряжении можно уже проверять работу всей установки. Для этого нужно восстановить цепи питания насоса и вентилятора охлаждения, вместо лампы накаливания вернуть перемычку и подключить к блоку преобразователя блок индуктора. На клеммы L1, L2, L3 нужно подать линейное напряжение, а провод N подключить к нулевому проводнику сети, выключатель питания генератора SА1 должен быть выключен. После этого нужно включить автоматический выключатель QF1. На выходе диодного моста должно появиться постоянное напряжение около 530…540 В. Также должны заработать вентилятор охлаждения радиатора и насос подачи охлаждающей воды. Нужно обязательно убедиться в наличии воды в индукторе и дождаться выхода пузырьков воздуха. После этого нужно установить переменный резистор в положение максимального сопротивления, разместить внутри индуктора стальную цилиндрическую заготовку диаметром 35…40 мм и длиной не менее 150 мм. Заготовка таких габаритов снизит добротность контура и выходной ток БТИЗ-модуля не превысит допустимого даже при резонансе. Кроме того, заготовка должна находиться на огнеупорных опорах и не касаться индуктора! После этого включают выключатель SА1 на 2…3 с. При этом показания миллиамперметра должны плавно увеличиться с 15…20 % до 30 % от шкалы. Если миллиамперметр ничего не показывает, то нужно проверить исправность трансформатора тока, его выпрямителя и самого миллиамперметра. Если показания миллиамперметра монотонно увеличиваются свыше 40…50 %, немедленно выключают питание генератора и проверяют исправность оптрона U1 генератора и его цепей. После проверки исправности системы ограничения тока заготовку в индукторе меняют на пруток диаметром 20…25 мм и длиной не менее 150 мм. После этого включают выключатель SА1. Показания миллиамперметра должны установиться на 30 %, а усреднённое напряжение на выходе выпрямителя должно установиться на уровне 500…510 В. Плавно увеличивая ток ограничения (перемещая движок переменного резистора R2 вверх по схеме), добиваются показаний миллиамперметра в 80 % шкалы. При этом контролируют нагрев теплоотвода, импульсных трансформаторов и мощного конденсатора контура. Нагрев подошвы БТИЗ-модуля не должен превышать 70 ºС, температура нагрева конденсатора и импульсных трансформаторов также может доходить до 60…70 ºС. Заготовка внутри индуктора при этом начинает сильно нагреваться и температура нагретого участка при этом достигает 950…1000 ºС! После этого можно кратковременно установить максимальный ток ограничения и показания миллиамперметра PA1 должны быть на уровне полного отклонения, в противном случае нужно подобрать сопротивление резистора R3. На этом этапе установку можно считать налаженной, и можно приступать к её эксплуатации. Вопросы безопасности при работе установки. Корпус блока преобразователя должен быть обязательно заземлён. Кроме того, нужно обратить особое внимание на изоляцию соединительных проводов между блоком преобразователя и блоком индуктора, а также изоляции первичных обмоток импульсных трансформаторов Т2 и Т3. Из-за паразитной ёмкости тела человека, на частотах работы установки (26…27 кГц) даже надёжно изолированный от земли человек является, тем не менее, соединённым с землёй через свою паразитную ёмкость. Поэтому касание даже одной рукой контакта выхода полумоста смертельно опасно! Не зря в руководствах по ремонту телевизоров категорически запрещалось прикасаться даже одной рукой к токоведущим частям элементов строчной развёртки и импульсного блока питания! При работе с установкой соблюдайте правила электробезопасности! Добавлено: Wed Dec 21, 2022 7:34 pm
|
