3.2. Описание работы инверторного источника питания Caddy 150.

Напряжение сети первоначально преобразуется из переменного в постоянное входным мостовым выпрямителем, а затем преобразуется из постоянного в переменное с помощью инвертора, обеспечивающего питание первичной обмотки сварочного трансформатора током частотой 100 кГц. Со вторичной обмотки трансформатора энергия передается на выход схемы и переменный ток преобразуется в постоянный выходным выпрямителем.

3.2.1. Кабель питания подает напряжение питания и заземляет плату AP1. Плата также осуществляет соединение заземления между желто-зеленым проводником, идущим от кабеля питания и кабелем, который выходит с платы AP3. Однофазное напряжение питания включается с помощью переключателя (а). Входное напряжение подается по силовой линии на схему защиты от перенапряжения сети (b) с помощью варистора и затем фильтруется схемой подавления радиопомех (b).

Варистор помещается между двумя фазами питания. Когда мгновенное напряжение сети становится больше 275 В, варистор очень быстро становится проводящим, поглощая пиковый ток для ограничения допустимого перенапряжения и таким образом защищает другие электрические элементы сварочного аппарата. Однако если перенапряжение высокое и длительное, варистор не может рассеять эту большую энергию и перегорает. Это происходит, если, например, машина подключена по ошибке на напряжением сети 400 В переменного тока или если перенапряжения вызвано нестабилизированной энергией при использовании неадекватных конденсаторов.

Схема подавление радиопомех имеет две цели: сохранить радиочастотные скачки напряжения аппарата в заданных пределах, установленных стандартами и обеспечить электромагнитную совместимость оборудования с любыми электронными устройствами, подключенными к одному источнику питания. Фильтр состоит из блока конденсаторов, некоторые из которых заземлены, и тороидального индуктора.

ВАЖНО: При доступе к деталям внутри аппарата помните, что отключение выключателя не предотвращает опасность поражения электрическим током. Выньте вилку шнура питания и подождите около минуты, прежде чем приступить к любой работе с аппаратом.

3.2.2. Напряжение питания достигает платы AP2. Здесь для мостового выпрямителя (d) и сглаживающих конденсаторов (е) применяется мягкая схема запуска (с), состоящая из пары мощных резисторов, установленных последовательно друг с другом и параллельно по отношению к контактам шунтирующего реле, которое питается от постоянного напряжения 24 В, поступающего с платы AP1.

Цель схемы плавного пуска – ограничить потребление тока от сети, как только аппарат включается. При отсутствие этой схемы после включении питания конденсаторы фильтра будут нагружаться мгновенно. Схема управления, собранная на плате AP2, осуществляя замыкание шунтирующего реле с задержкой на несколько секунд, позволит конденсаторам медленно заряжаться через два зарядных резистора.

Выпрямленное отфильтрованное напряжение подается на силовой инвертор (f), установленный на самой плате AP2, а также на цепи управления током (o) и блок питания (n) на плате AP1.

Инвертор имеет основную структуру из восьми силовых МОП-транзисторов параллельно припаянных непосредственно на плату AP2 и крепящихся винтами к алюминиевому радиатору. Регулирование мощности при включении МОП-транзисторов осуществляется PWM-методом (широтно-импульсной модуляцией) на частоте около 100 кГц. Цепь управления собрана на плате AP2 и получает питание 18V DC с платы AP1.

Радиатор охлаждается вентилятором (m), который питается с платы AP1 постоянным напряжением 15 В. Потоки воздуха текут от задней решетки аппарата (вход воздуха) в сторону передней решетки (выход воздуха). Если, в связи с прерыванием вентиляционного воздуха или тяжелого режима рабочего цикла, температура радиатора превышает допустимый предел, термодатчик на радиаторе посылает сигнал на логику управления, которая затем выключает инвертор и сигнализирует о неисправности на передней панели.

Рабочее напряжение питания МОП-транзисторов инвертора ограничено цепью стабилизации (g), состоящей из вспомогательных МОП-транзисторов того же типа, что и восемь других МОП-транзисторов выше. Эти MOSFET МОП-транзисторы крепятся с помощью винта на алюминиевом радиаторе, но электрически изолированы от радиатора изоляционной лентой с низким тепловым сопротивлением.

Силовой трансформатор, построенный по планарной технологии и охлаждаемый расположенными рядом радиаторами, связан двумя кабелями с платой AP2.

3.2.3. Выход силового трансформатора подключен к двум выпрямительным диодам и к двум обратным диодам (i), припаянным к плате AP3 и закрепленным винтами к алюминиевому радиатору. Обратные диоды вместе со сглаживающим дросселем (k) требуются для обеспечения непрерывности тока на выходе выпрямителя.

Электрическое соединение между диодами и сглаживающим дросселем осуществляется непосредственно через радиатор, на котором установлены все катоды диодов. Мощный резистор 220 Ом также установлен на радиатор, и обеспечивает минимальную нагрузку на выходе, даже когда машина работает на холостом ходу.

Как инвертор так и радиатор расположены вдоль потока охлаждающего воздуха, создаваемого вентилятором. На поверхности радиатора нет устройства измерения температуры, потому что защита в любом случае обеспечивается тепловой защитой инвертора.

Небольшой емкостной фильтр соединен также с схемной землей, установленной на плате АР3.

Выходной фильтр (q), который находится внутри платы AP5, держит скачки радиочастотного излучения машины в рамках лимитов, установленных стандартом. Он состоит из цепи резисторов и конденсаторов, некоторые из которых заземлены.

3.2.4. Инверторный источник питания по существу - это генератор постоянного тока, регулируемого с помощью потенциометра на передней панели. Для осуществления этой функции потребляемый ток измеряется с помощью калиброванного датчика тока – шунта (l), состоящего из фольги константан, который соединен с одной стороны со вторичной обмоткой трансформатора, а с другой – с положительным выходом аппарата. Схема управления током (o) на плате AP1 мгновенно сравнивает значение заданного и потребляемого тока и посылает управляющий сигнал на модулятор инвертора, установленный на плате AP2.

Схема управления током (o) измеряет выходной ток сварочного аппарата для обеспечения следующих функций:

ММА-сварка:

• увеличение тока в начале сварки (горячий старт), применяется следующее соотношение: подаваемый ток = заданный ток + 80%.

• увеличение тока в случае короткого замыкания электрода на деталь во время сварки (антифриз), применяется следующее соотношение: подаваемый ток = заданный ток + 30%.

• сброс тока, если, несмотря на антифриз короткое замыкание электрода на деталь продолжается в течение нескольких десятых долей секунды, подаваемый ток ограничивается несколькими амперами.

TIG-сварка (контактное зажигание):

• ток старта ограничен; применяется значение подаваемого тока 10 А.

По требованию стандартов безопасности, выходное напряжение холостого хода должно быть ограничено до 62 В постоянного тока. Но при измерении с помощью мультиметра, подключенного непосредственно к выходным клеммам машины напряжение ограничивается до 55-56 В постоянного тока. При использовании перемычки К1 платы AP1, значение напряжения холостого хода можно дополнительно понизить до уровня ниже 50 В постоянного тока, если это предусмотрено специальными стандартами.

Все электронные схемы машины питаются от напряжения коммутационного блока питания (n), установленного на плату АР1. Формируются следующие напряжения:

- По отношению к опорному потенциалу GND:

• +12 В для электронных схем платы AP1

• –12VDC для электронных схем платы AP1

• +15 В для питания вентилятора

- По отношению к опорному потенциалу GND_PWR:

• +18 В для электронных схем платы AP2

• +24 В для питания реле платы AP2

GND является равнопотенциальной по отношению к клемме шунта, а GND_PWR совпадает с выходом мостового выпрямителя (d).

Напряжения, перечисленные выше, генерируются на плате AP1, начиная со входного выпрямленного напряжения 325 В (), подаваемого мостовым выпрямителем (d) на плате АР2.

3.2.5. Цепи управления (р) собраны на плате AP4, установленной с обратной стороны передней панели машины (рисунок 3). На внешнюю сторону передней панели выведены:

- потенциометр установки сварочного тока;

- тумблер для выбора режима MMA / TIG (LIFT).

Если переключатель находится в положении ММА, то при его включении на выводах аппарата появляется напряжение холостого хода, а затем подключаются все функции: горячий старт, антифриз и сброс тока.

Рисунок 3 - Передняя панель

Если переключатель находится в положении TIG, то при его включении на выводах аппарата также появляется напряжение холостого хода, но ток ограничивается до 10 А до тех пор, пока вольфрамовый электрод накоротко замкнут на изделие при зажигании дуги.

Кроме того, на плате AP4 установлены два потенциометра для настройки величины подаваемого тока, но они доступны только при открытой крышке аппарата.

3.2.6. Оборудование имеет светодиоды с функциями диагностики на передней панели (см. рисунок 3) и на электронных платах.

Состояние светодиода тепловой защиты на передней панели показано в таблице 2. Состояниевнутренней индикации на плате АР1 (рисунок 4) показано в таблице 3. Состояниевнутренней индикации на плате АР2 (рисунок 5) показано в таблице 4.

Таблица 2 - Состояние светодиода тепловой защиты на передней панели

Позиция	Цвет	Статус	Значение статуса
L1	Желтый	OFF	Тепловая защита устройства не активирована, машина работает нормально.
		ON	Перегрев инвертора с последующим отключением подачи питания аппарата. Возможные причины: превышены пределы рабочего цикла; не работает вентилятор; затруднено извне движение воздушного потока.

Таблица 3 - Состояние внутренней индикации на плате АР1

Позиция	Статус	Значение статуса
L1	ON	– 12V DC питание на плате
L2	ON	+ 12V DC питание на плате
L1, L2	OFF	Неисправность в цепи питания платы AP1 или короткое замыкание на плате AP2

Таблица 4 - Состояние внутренней индикации на плате АР2

Позиция	Статус	Значение статуса
L1	ON	+18V DC питание на плате
	OFF	Неисправность в цепи питания платы AP1; обрыв малых кабелей №8 и №9; короткое замыкание на плате AP2.
L2	ON	+ 25V DC питание на плате
	OFF	Неисправность в цепи питания платы AP1; обрыв малых кабелей №8 и №10; короткое замыкание на плате AP2.
L3	Светимость светодиода не фиксирована	Уровень модуляции ШИМ: светимость светодиода находится в процентном соотношение от ширины импульса инверторного ШИМ- преобразователя. Его светимость минимальна, когда подводимая мощность низкая, максимальна – когда подводимая мощность высокая. Особые случаи. - Машина работает на холостом ходу: средняя светимость; - При отсутствии сигнала управления, поступающего от схемы управления током платы AP1 (желто-зеленый экранированный 2х - жильный кабель): максимальная яркость.