Controller boost per saldatore. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Il dispositivo portato all'attenzione dei lettori è progettato per regolare la potenza di saldatori e altri dispositivi di riscaldamento con una potenza fino a 100 W. Può essere utilizzato anche per alimentare apparecchi di illuminazione con lampade ad incandescenza di pari potenza a tensione di rete ridotta.

Una caratteristica distintiva del dispositivo è la sua capacità di regolare la potenza trasmessa al carico, non solo nella direzione di diminuirla, ma anche nella direzione di aumentarla rispetto al valore nominale. L'intervallo di regolazione è molto ampio: dall'1 al 180% della potenza nominale del carico collegato.

Come è noto il valore di ampiezza della tensione di rete sinusoidale è 1,41 volte maggiore di quella effettiva. Per questo motivo, collegando un raddrizzatore con un filtro livellatore alla rete, è possibile ottenere una tensione costante di circa 310 V. È facile formare da esso impulsi rettangolari di tale ampiezza e, modificando il loro ciclo di lavoro, è possibile regolare il valore effettivo della tensione impulsiva da zero a 1,41 valori effettivi della tensione sinusoidale originale. La potenza termica di un saldatore o di un altro dispositivo riscaldante alimentato da tale tensione varierà da zero a due volte la potenza nominale.

Una descrizione di un dispositivo che funziona secondo il principio sopra descritto è stata pubblicata in precedenza nell'articolo di S. Lusta “Regolatore di tensione step-up” (Radio, 2006, n. 5, p. 39). Il regolatore proposto è semplice e compatto, ma presenta alcuni inconvenienti. Non c'è indicazione del livello di potenza impostato; si regola ruotando la manopola del resistore variabile. Inoltre, quando si collega il dispositivo alla rete, è necessario seguire alcune regole, altrimenti potrebbe danneggiarsi.

Porto all'attenzione dei lettori un regolatore assemblato su un microcontrollore. Ha il controllo a pulsante e un display digitale della potenza installata. Tre modalità di funzionamento, selezionabili premendo i pulsanti corrispondenti, consentono di riscaldare rapidamente il saldatore anche a bassa tensione, e quindi di mantenerne la temperatura di esercizio. La potenza impostata per ciascuna modalità operativa può essere modificata anche premendo i pulsanti. Il valore impostato viene automaticamente salvato nella memoria non volatile del microcontrollore. Il regolatore può essere utilizzato per collegare saldatori con una potenza fino a 100 W, nonché dispositivi di illuminazione con lampade a incandescenza.

Il circuito del regolatore di potenza è mostrato in Fig. 1. La sua base è il microcontrollore PIC16F628 (DD1), che ha un modulo PWM che genera impulsi rettangolari di duty cycle programmabile sull'uscita RB3. La frequenza di ripetizione di questi impulsi quando il microcontrollore funziona dall'oscillatore RC integrato è di circa 360 Hz. Il loro duty cycle (il reciproco del duty cycle) è proporzionale al valore di potenza in uscita impostato.

Riso. 1. Schema del regolatore di potenza del saldatore (clicca per ingrandire)

Gli impulsi arrivano al diodo emettitore del fotoaccoppiatore U1, necessario per l'isolamento galvanico delle parti di potenza e a bassa tensione del dispositivo. Dal collettore del fototransistor dell'accoppiatore ottico, gli impulsi di controllo vengono forniti al gate del transistor ad effetto di campo VT3, che commuta il carico. Il diodo Zener VD6, collegato tra il gate e la sorgente del transistor, limita l'ampiezza degli impulsi di controllo a un valore sicuro.

Il formatore di impulsi è alimentato da un raddrizzatore della tensione di rete su un ponte a diodi VD5 con un condensatore di livellamento C4. Per limitare la corrente di carica di questo condensatore nel momento in cui il dispositivo è collegato alla rete, viene utilizzato un termistore RK1. Il filtro L1C1C2 impedisce alle interferenze del dispositivo di entrare nella rete di alimentazione.

Un indicatore LED HG4 a sette elementi a quattro cifre, che utilizza solo tre cifre, è collegato alle uscite RB7-RB2 del microcontrollore tramite il convertitore di codice DD1. Gli anodi comuni degli elementi di scarica sono collegati agli emettitori dei transistor VT1, VT2, VT4.

Alle uscite RA3, RA6, RA7 del microcontrollore sono collegati dei LED che indicano la modalità operativa selezionata. I pulsanti di controllo sono collegati agli ingressi RBO-RB2.

La parte digitale del dispositivo è alimentata da uno stabilizzatore di tensione sul chip DA1. La sua tensione di uscita è di 5 V con una corrente di carico fino a 0,4 A.

Il dispositivo utilizza resistori MLT e condensatori all'ossido importati.I transistor KT503D possono essere sostituiti con dispositivi della stessa serie con qualsiasi indice di lettere, transistor 2SK2761 - con IRF830 o KP707V2. Accoppiatore ottico PC817 - su PC 120. Invece del LED FYL-3014UGC, puoi usarne uno verde e invece del FYL-3014src - qualsiasi colore rosso. Pulsanti: tutti quelli piccoli.

L'indicatore CA56-21SRWA può essere sostituito con un BQ-M51DRD o utilizzare tre indicatori a sette elementi a una cifra con un anodo comune, ad esempio ALS324B o ALS3ZZB2. I catodi degli stessi elementi di tali indicatori sono combinati e collegati alle corrispondenti uscite del convertitore di codice tramite resistori R9-R15.

Come C1, C2 è necessario utilizzare condensatori importati progettati per funzionare in circuiti a corrente alternata. Come ultima risorsa, è possibile utilizzare i condensatori K73-17 per una tensione costante di 630 V. L'induttore L1 e il termistore RK1 provengono dall'alimentatore del PC IBM.

Tutte le parti del dispositivo, ad eccezione dell'alimentatore (costituito da trasformatore T1, diodi VD1-VD4, microcircuito DA1, condensatori C3, C5, C6), sono montati su un circuito stampato, il cui disegno è mostrato in Fico. 2.

Riso. 2. Disegno PCB

L'indicatore HG1 è installato sul bordo della scheda perpendicolare alla sua superficie, i suoi conduttori sono collegati ai corrispondenti cuscinetti di contatto con pezzi di filo di montaggio sottile.

L'alimentatore è montato su un circuito stampato separato, di cui non viene fornito il disegno. Può utilizzare qualsiasi trasformatore riduttore di piccole dimensioni con una tensione sul secondario di 7...10 V con una corrente di carico di 0,4 A. Sono adatti alcuni trasformatori unificati della serie TPP, ad esempio TPP220-127/220 -50.

Per ottenere la tensione richiesta, in questo trasformatore è necessario collegare in serie tutti gli avvolgimenti secondari, ad eccezione di uno con tensione di 2,5 V. Inoltre, devono essere collegati i terminali 3 e 7 degli avvolgimenti primari, e un ai terminali 220 e 2 deve essere applicata una tensione di 9 V. Lo stabilizzatore DA1 deve essere dotato di un dissipatore di calore con un'area di 5...7 cm² da lamiera di alluminio.

Per alimentare il regolatore, è anche possibile utilizzare un trasformatore già pronto o un alimentatore switching che fornisce una tensione stabilizzata di 5 V con una corrente di carico di almeno 0,4 A. Ad esempio, un alimentatore switching da un lettore DVD difettoso.

L'aspetto del regolatore è mostrato in Fig. 3. È assemblato nell'alloggiamento dell'unità CD-ROM di un personal computer. Il pannello frontale contiene l'indicatore HG1, i pulsanti di controllo e i LED. Sul coperchio superiore si trovano i supporti per il saldatore e sulla parete posteriore è installata una presa XS1 per il collegamento.

Riso. 3. Aspetto del regolatore di potenza del saldatore

Dopo il montaggio è necessario applicare la tensione di alimentazione al regolatore e assicurarsi che la sua parte digitale funzioni correttamente. Successivamente, dovresti controllare l'ampiezza e la forma degli impulsi al gate del transistor VT3 con un oscilloscopio. La loro ampiezza dovrebbe essere di almeno 10 V e la loro forma dovrebbe essere vicina a quella rettangolare. In caso contrario, è necessario selezionare la resistenza R8. Attiro l'attenzione dei lettori che quando si eseguono le operazioni sopra descritte, il filo comune dell'oscilloscopio deve essere collegato alla sorgente del transistor VT3, che ha una connessione galvanica con la rete di alimentazione. Quando si lavora con un oscilloscopio collegato in questo modo, fare attenzione a non ricevere scosse elettriche.

Quando si utilizza il dispositivo, è necessario ricordare che non può essere utilizzato per alimentare dispositivi elettrici contenenti elementi induttivi (trasformatori, induttanze, motori elettrici), così come eventuali componenti elettronici. Quando si alimenta un carico con potenza superiore a quella nominale, ricordare che ciò comporta una netta riduzione della sua durata e sono possibili problemi più gravi. Seguire rigorosamente le norme di sicurezza antincendio e non lasciare i dispositivi di riscaldamento accesi incustoditi.

Il programma del microcontrollore può essere scaricato da ftp://ftp.radio.ru/pub/2014/01/power.zip.

Autore: A. Abramovich

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