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做个焊机玩

俺从没做过焊机,没修过也没用过.
这焊机是帮朋友做的,纯属爱好+练手.
打算做到250A 60%,暂时只考虑焊条弧焊,以后还打算增加TIG.
功率部分打算用交错并联双管正激,无PFC.
直流母线电压范围200V-400V,输出空载56V.
单路开关频率100KHz最大占空比0.42,在滤波电感上合成为200KHz 0.84.
有张功率部分的图,请大家帮忙指点.500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/77/221301243139589.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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h81848884
LV.6
2
2009-05-24 13:25
怎么是单端的
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lijunkof
LV.5
3
2009-05-24 15:17
@h81848884
怎么是单端的
是单端,两路交错并联.
驱动简单,可靠.
变压器用两个不太大的,成本不高散热良好.
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2009-07-10 23:08
@lijunkof
是单端,两路交错并联.驱动简单,可靠.变压器用两个不太大的,成本不高散热良好.
焊机做好了吗.我也想做一个,这方案可靠吗.效果好吗?
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lhxue
LV.5
5
2009-07-12 11:07
谈一点个人看法,不对的地方请指出,共同探讨一下.
1、MMA/TIG焊机为恒流源,电容可以不要;
2、逆变焊机的输出电抗器的主要作用是保证小电流情况下电流的连续,输出电抗设计不能在开关频率,而应该是输出负载的频率,所以,认为你的电抗器电感量太小;
3、看你的原理图只看出是双管正激并联,交错并联怎么体现?交错并联对均流有影响?
4、同上一个有雷同,如何实现均流?
5、两个电源是否共用一个控制器?假如其中一路损坏,如何检测?
6、采用什么主控芯片?
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2009-07-19 19:51
@lhxue
谈一点个人看法,不对的地方请指出,共同探讨一下.1、MMA/TIG焊机为恒流源,电容可以不要;2、逆变焊机的输出电抗器的主要作用是保证小电流情况下电流的连续,输出电抗设计不能在开关频率,而应该是输出负载的频率,所以,认为你的电抗器电感量太小;3、看你的原理图只看出是双管正激并联,交错并联怎么体现?交错并联对均流有影响?4、同上一个有雷同,如何实现均流?5、两个电源是否共用一个控制器?假如其中一路损坏,如何检测?6、采用什么主控芯片?
请问楼主变压器参数.匝数和线径.我也试试!
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lijunkof
LV.5
7
2009-07-29 17:01
@lhxue
谈一点个人看法,不对的地方请指出,共同探讨一下.1、MMA/TIG焊机为恒流源,电容可以不要;2、逆变焊机的输出电抗器的主要作用是保证小电流情况下电流的连续,输出电抗设计不能在开关频率,而应该是输出负载的频率,所以,认为你的电抗器电感量太小;3、看你的原理图只看出是双管正激并联,交错并联怎么体现?交错并联对均流有影响?4、同上一个有雷同,如何实现均流?5、两个电源是否共用一个控制器?假如其中一路损坏,如何检测?6、采用什么主控芯片?
对于第一点,我知道理论上恒流输出不需要电容,但输出电感上的纹波电流没有一个低阻抗回路会不会出现什么意外?
第二点我的理解是输出负载的频率应由控制电路来响应,输出电抗仅仅是在开关频率下实现电流连续.
交错并联是用双端PWM IC的两路输出分别控制的,原理上不存在均流问题.只有器件的参数偏差带来一点点不平衡,而且不会出现环流.
一路损坏的检测没有考虑过,因为这个电路其实可以看作全桥.为了避免上下管直通、单个变压器体积过大影响散热以及双管单端正激对功率管电流容量要求较高需要并联功率管引起的可靠性下降这几个问题才打算用两路交错的.
主控芯片计划用MC33025.
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lijunkof
LV.5
8
2009-07-29 17:05
@yangquan88
焊机做好了吗.我也想做一个,这方案可靠吗.效果好吗?
还没正式开始做.这方案应该很可靠,但不确定效果咋样.要做出来试过才知道.
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lijunkof
LV.5
9
2009-07-29 17:12
@yangquan88
请问楼主变压器参数.匝数和线径.我也试试!
变压器参数相对简单,不过工艺会比较麻烦.次级电流比较大频率又比较高.
EE55 PC40 磁芯,初级20匝,次级7匝.初级用多股漆包线10+10把次级7匝铜带夹在中间.这种算是相当简单的绕法.
还有一种效果更好的绕法,初级6+次级4+初级10+次级3+初级4,相对麻烦些,但这种结构可以考虑全部用铜带绕.
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lijunkof
LV.5
10
2009-07-29 18:08
大家给点意见,输出滤波电容在焊机里是否有必要保留?
这个电容会对焊接性能有些什么影响?


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最近较忙,没时间动手做,抽空反复推敲,有些想法请大家讨论.

1.这个焊机的焊接电压最高也就30V左右,但需要70V甚至更高的空载电压帮助引弧,电压范围相当大.
如果由主回路直接实现就很接近单路单端正激的特性.双路在焊接时占空比会很小,峰值电流和单路一样大,虽然由两路分担温升不会增加,但会增加总损耗.
我在想能不能由一个最高输出电压比较低的主回路和一个电压相当限流小得多的辅助回路串联来满足焊机的外特性需求?

2.在仔细推算一些参数并做比较后,发现如果前边能有一级APFC实现预稳压会明显提高主回路所有元器件的利用率,还能大幅降低对控制电路的要求.
而且焊机的空载电压可以高且稳定,当然如果前面说的两路叠加可行这就不重要了.

3.在发帖之初就提到过要考虑增加TIG,后来仔细看过《焊接工程师手册》后才知道TIG焊铝必须要交流,再加上焊条弧焊直流存在磁偏吹问题并且实测某些时候影响相当严重.
现在我有个想法是在输出前增加一级较低频率的方波逆变.这又带来一个关于主回路两种结构选型的问题.到底在哪一级实现焊接所需的外特性?
a.标准APFC + 标准焊机主回路 + 中频逆变桥
b.加快响应的APFC + 高频开环变换器 + 中频调制高频逆变桥

其中a方案相当于在标准焊机输出增加一级开环逆变桥,主要焊接特性是由主变换级实现的.主变换级需要同时处理输入的大幅波动、隔离降压和负载的剧烈变化,要求较高时还需要实现焊接外特性的各种调整.这会让主变换级设计、调试变得相当困难,还会全面提高主回路各功率器件的容量需求,损耗加剧,效率降低.
相比之下b方案的各级分别处理不同的需求;APFC提供波动较小的高压母线电压,开环变换器实现最低成本的高效率隔离降压,中频调制高频逆变桥实现焊机所需几乎全部主要外特性(除了稳定空载电压).工作点相对稳定,外特性更加灵活.
但b方案没有经过验证,还不清楚是否存在特有的问题,请大家讨论.
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hbckq
LV.3
11
2009-07-29 23:10
@lijunkof
变压器参数相对简单,不过工艺会比较麻烦.次级电流比较大频率又比较高.EE55PC40磁芯,初级20匝,次级7匝.初级用多股漆包线10+10把次级7匝铜带夹在中间.这种算是相当简单的绕法.还有一种效果更好的绕法,初级6+次级4+初级10+次级3+初级4,相对麻烦些,但这种结构可以考虑全部用铜带绕.
话题新颖,继续关注中
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