Пикоамперметр своими руками

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 05.10.2024

Многие современные электронные приборы имеют режим энергосбережения, где их ток потребления падает на несколько порядков. Измерения тока в устройстве, которое периодически переходит в режим сна, приводит к необходимости часто переключать диапазон мультиметра. И не каждый мультиметр является автоматическим. Более того, часто нужно измерить ток вместе с напряжением, что делает работу с одним измерительным прибором еще более неудобной. К тому же минимальный предел тока в недорогих мультиметрах, как правило, составляет 0 – 200 мкА, что не позволяет измерять токи порядка нескольких микроампер с достаточной точностью. Описываемый цифровой микроамперметр как раз и предназначен для измерения малых постоянных токов в низковольтных схемах.

Технические характеристики

Диапазон измеряемых токов: 0.05 мкА – 10 мА на 4 диапазонах.
Автоматический выбор диапазона измерения
Разрешение: 3 десятичных знака
Погрешность измерений: не более 2%
Постоянная времени интегрирования: 100 мсек
Период обновления экрана: 0.35 сек
Падение напряжения на измерительном элементе: не более 82 мВ
Потенциал в точке измерения тока: 0 – 6 В
Питание: 2 батареи типа ААА, средний потребляемый ток 10 мА

Схема микроамперметра

Принцип работы прибора основан на измерении падения напряжения на контрольном резисторе. С целью уменьшения влияния прибора на измеряемую цепь, сопротивление контрольного резистора должно быть как можно меньшим, что приводит к необходимости усиления падения напряжения на нем. Для этой цели имеется немало специализированных микросхем (токовые сенсоры), выпускаемых различными производителями. Тут применена микросхема MAX4372F в 5-выводном корпусе. Эта микросхема выпускается в трех вариантах с фиксированным коэффициентом усиления напряжения 20, 50, или 100. Здесь использован ее вариант с коэффициентом усиления 50, о чем свидетельствует суффикс F в спецификации микросхемы. Помимо двух выводов для подключения контрольного резистора, остальные 3 предназначены для подвода питания и съема усиленного напряжения.

Таким образом, если через Vin обозначить падение напряжение на контрольном резисторе, то напряжение на выходе MAX4372 равно Vout = 50 х Vin. При сопротивлении контрольного резистора 82 Ом и протекании через него тока Iin, согласно закону Ома, Vin = 82 х Iin. Поэтому Vout = 82 х 50 х Iin = 4100 х Iin.

Если Iin = 1 мА, падение напряжения на контрольном резисторе составляет всего 82 мВ, что пренебрежимо мало для большинства измерений. Что касается напряжения на выходе DA1, то оно составит 4.1 В. Таким же будет выходное напряжение при уменьшении тока Iin в 10 раз и соответствующим увеличении в 10 раз сопротивления контрольного резистора. При этом падение напряжения на контрольном резисторе также не изменится.

Прибор имеет 4 диапазона измеряемых токов: 0.05 мкА – 9.99 мкА, 10 мкА – 99 мкА, 100 мкА – 999 мкА, 1 мА – 10 мА. Перевод прибора в определенный диапазон измерения осуществляется подключением одного из контрольных резисторов R1 – R4. Выбор резисторов производится ключами на P-канальных МОП транзисторах VT1 – VT4. Канал каждого транзистора включен последовательно с одним из резисторов и все 4 цепочки резистор/транзистор включены параллельно. Если транзистор закрыт, сопротивление его канала составляет десятки мeгаом и соответствующий резистор фактически исключается из схемы. Если же транзистор открыт, сопротивление его канала не превышает 0.05 Ом, что составляет 0.5% от самого малого контрольного резистора 8.2 Ом и практически не влияет на результат измерения.

Для загрузки программы в микроконтроллер припаянный к плате, следует временно отключить от него микросхему DA4, отпаяв соответствующую проволочную перемычку на плате. Для повышения стабильности генератора опорного напряжения DA4, на его выход можно подключить конденсатор емкостью 0.01 мкФ. Налаживание прибора сводится к проверке правильности монтажа и программированию микроконтроллера. Файлы и прошивки тут. Авторы – С.Л. Безруков, В.А. Аристов.

49337-12 до 09.02.2022

Срок действия свидетельства об утверждении типа СИ истёк или данные устарели. Утверждение типа и возможность метрологической поверки СИ распространяется на СИ, выпущенные в пределах срока действия свидетельства.

Производитель

Функции пикоамперметра/источника питания 6487:

Пикоамперметр/источник питания Keithley 6487 предназначен для измерения малых токов (от 20 фА) с высоким разрешением и обладает высокой скоростью измерения и надежностью в эксплуатации. В то же время, прибор может измерять и значительно более высокие значения токов (до 20 мА), что существенно увеличивает его область применения, например, для анализа датчиков с токовым выходом 4…20 мА. Также, Keithley 6487 имеет встроенный источник питания с выходным напряжением от 200 мкВ до 505 В. В отличие от большинства мультиметров, которые при измерении используют схему шунтирования, в модели Keithley 6487 применена схема обратной связи. Это позволило снизить падение напряжения в измеряемой цепи, создаваемое прибором, до 200 мкВ.

1) Замеряем сопротивление прибора (головки), для моей оно равно 1454 Ома.
2) В формулу 1 подставляем все имеющиеся данные: Ток прибора — Iприбора=0, 00005А; Ток измеряемый — Iизмеряемый=10А. Сопротивление прибора Rприбора= 1454 Ома.
3) Определили сопротивление шунта Rш=0,00727 Ом.

Открываем программу. Нажимаем вверху на вторую клавишу для определения длины шунта. Справа из выпадающего списка выбираем материал для шунта. Я для таких амперметров в качестве материала всегда использую светлую луженую жесть от консервных банок из-под сгущенного молока. И так, выбираем сталь.
Ее удельное сопротивление примерно в 10 раз больше чем у меди, поэтому геометрические размеры шунта будут меньше. Замеряем микрометром толщину жестянки, у моей она равна 0,2мм. Выбираем ширину полоски жести, девяти миллиметров для тока в десять ампер я думаю хватит, тем более, что плоский проводник имеет большую площадь охлаждения.

Конечно, в качестве шунтирующего резистора можно использовать и медный обмоточный провод, но тогда шунт будет очень длинным. Хотя давайте попробуем. Вводим новые данные в соответствующие окна. Смотрим следующий скиншот_2. Получаем шунт в виде проволоки длиной 51см. Не стоит сматывать проволоку в катушку и концентрировать тепло в одном месте. Просто проденьте этот кусок проволоки во

фторопластовую трубочку и используйте его, как монтажный провод к выходной клемме вашего блока питания. Естественно от концов этого шунта пойдут два провода к измерительной головке.

Термопинцет – экзотика до тех пор, пока не начнется работа с SMD.
Вот тут-то и возникает нужда. Как правило при замене (тяга поживиться, снимая "хабар" с битых плат вряд ли оправдана).
Хотя. Хотя, если уж откровенно, счистить левый компонент вполне можно и "вилкой".
Но если все-таки нельзя, то нужен сабж.

А он – хороший или по меньшей мере приемлемый, ибо "плохой" в данном случае означает "никакой" – весьма недешев.
"Пэйс", к примеру – где-то в районе 40К за паяльник + еще столько же за станцию.

Хотя, если уж честно-честно, мотивация данного проекта была чуточку другой.
Работа с сетевым электричеством.
Первый опыт.
Ибо пинцет замышлялся регулируемым.

Итак.
Берется обычный паяльник. Два. Как оказалось впоследствии, отечественные дешевые для такого дела – не самый лучший выбор.
И практически сразу же после знакомства у паяльника откусывается часть "гарды":

Далее, в меру искусности тентаклей, из подручных деревяшек, оказавшимся в наличии инструментом вытачиваются рукоятки.
Паяльники укладываются в эти колыбельки (хочется верить, что идеально) и основательно приматываются изолентой.
Уже кое-что.

Сзади они скрепляются прецизионной шкатулочной петелькой, а спереди сдерживаются достаточно мягкой пружинкой:

И вот вам в итоге – квадрокоптер Можайского, но вполне плавающий:

Нужно, правда, еще жала изготовить.
Почему нет? В меру вашей фантазии.
На любой вкус.
Нужно лишь заметить, что обгорают они быстро. Это вам не япона-мода. (

Фиксация в пинцетской плоскости желательна.
Но не обязательна. Если обоим жалам есть обо что упереться на плате.
Так бывает не всегда. Но довольно-таки часто.
Легкость выпаивания деталек зависит от структуры плат.
Любительские – мгновенно. А вот с мощными полигонами, многослойные – как повезет.
Но все равно можно.

В итоге – счастливый обладатель пинцета счастливо обладает очищенной платой.
А может даже – и детальками.

Далее.
Закономерно возникает желание контролировать температуру жал.
Значит, нужна схема.
И она возникла.
Моя первая схема для сети 220В.
Как следствие неуверенности (220!) – перестраховки по поводу и без.

К примеру, трансформатор безопасности на период сборки и отладки.
Настоящий суровый радиолюбитель, я уверен, не знает, что это. Читая сей текст, он лишь снисходительно усмехается.
Или – расчет резистора на управление триаком. Он взят практически по НИЖНЕЙ границе тока. И ток там ведь не постоянный, а лишь на момент включения (хотя включается на каждом периоде). И резисторы при светодиодах (хотя, я использую очень чувствительные). И радиаторы для триаков – они не нужны при такой слабой нагрузке. Короче – 1001 перестраховка.

Подумал, что скомканно описал саму схему и добавил этот кусок; eсли разжевываю тривиальщину, просто пропустите его.
МК (ардуино) управляет оптопарой MOC3041 (кстати, из даташита на нее пришли и резистор 39 Ом с конденсатором 0.01мФ – для гашения инерции триака "The 39 ohm resistor and 0.01 мF capacitor are for snubbing of the triac and may or may not be necessary depending upon the particular triac and load used". Не требующаяся подстраховка. Кстати, в схеме оттуда ограничительний резистор вообще полагается 360 Ом, но об этом я уже посожалел).
Программа для ардуино – простейшее чередование напряжения и пауз, циклически выбирается нажатием кнопки, отображается цветными светодиодами на демо-макетке – предусмотрено три режима-температуры, где паузы длиннее, а нагревы короче. Не думаю, что код кому-то интересен, там все элементарно. Для жизненности, конечно, нужна еще калибровка каждого из паяльников и введение поправочного коэффициента. Но я этого не делал.
На рисунке показана схема для одного жала. Для другого – то же самое, но с учетом, что трансформатор безопасности – общий для обоих половинок.
Саму печатку не показываю. Уж извините, мне просто стыдно за реализацию 🙁 – она на очень большом текстолите, с дублирующими участками, некрасиво, неоптимально и т.д.
Уверен, каждый из вас это сделает в разы лучше. Если захочет.
Трансформатор безопасности составлен из двух одинаковых тороидальных трансов на 120Вт каждый, подключенных друг к другу понижающими обмотками.
Вот так.

___ > UPDATE

Так или иначе, схема была создана.
"Мозгом" послужил ардуино. Лениво было сажать МК на плату. А если бы решился, то взял бы tiny13 – выбор режима был бы одновременно и индикацией. Какой-нибудь галетник. Функционал минимальный.

Для демо же красиво мерцали три цветные и одна белая лампочки:

Разумеется, живьем все выглядит менее уютно (тест, где вместо паяльников лампочки по 40Вт):

И, наконец, финальный тест.
Разные режимы – разные температуры.
В перспективе можно подумать и о термопарах с полной автоматикой. Помечтать.

Все работает.
Не в пример какой-нибудь дешевой УИХУА, от которой после пары попыток загорается искреннее желание хватить изделие об стену. От души.

В заключение.
Отечественные паяльники хороши именно как паяльники. Нормальны.
А вот в составе термопинцета они, мягко говоря, не идеальны.
Фиксация жала недостаточна. Гуляет. Нужна конструкция иная.
Но ничего.
Ничего.

Поверхностно-монтируемые компоненты в своем названии предусматривают установку на поверхность платы, а не в отверстия, как старые элементы. SMD (поверхностно-монтируемые элементы) легче, дешевле, меньше, и могут быть размещены ближе друг к другу. Эти факторы, а также другие, повлияли сегодня на широкое распространение компонентов без выводов.

Существует много относительно недорогих инструментов и простых методов для пайки и распайки SMD.

Инструменты для пайки SMD

Регулируемый по температуре паяльник. Инструмент за 10 баксов без контроля температуры на самом деле не наилучший тренажер, чтобы научиться паять SMT. Вам не нужна дорогая паяльная станция, но у вас должна быть возможность контролировать температуру.

Относительно недорогой регулируемый паяльник за 50 долларов имеет ручку ступенчатого контроля температуры от 0 до 5. Поставляется с привычным жалом ST3 в форме клина, которое может быть слишком широким для чип компонентов, но оно всё же довольно часто используется для пайки. Многим людям будет более комфортно работать с конусными жалами ST7 или ST8. Насадка миниволна ST5 удобна для пайки деталей в корпусах QFP, QFN, PLCC, SOIC. Небольшое углубление в её срезанной поверхности позволяет удержать припой в количестве, достаточном для распределения по всему ряду выводов микросхемы.

Припой. Для ручной пайки поверхностно-монтируемых элементов, нам нужен оловянно-свинцовый сплав 60/40 в виде проволоки диаметром в 0,015 дюйма (0,4 мм). Свинца в сплаве может быть больше и проволока понадобиться толще, если вам нужно закрепить на плате разъём.

Распаечная тесьма. Это одна из вещей, которая просто незаменима для ручной пайки. Также известная как скребок припоя — помогает удалять припой. Она сплетена из тонких медных проволок в длинную косичку, и иногда имеет флюс внутри.

Пинцет. Захваты с плоскими наконечниками необходимы для перемещения и удерживания миниатюрных чип компонентов. Очень удобны такие с загнутыми концами. Вы можете приобрести такие примерно за 5 долларов.

Некоторые люди используют вакуумный пинцет, чтобы забирать и ставить на место мелкие компоненты.

Флюс. Его не всегда используют при ручной пайке плат с SMD, но некоторые люди не могут обойтись без него. Флюс можно применять даже с готовыми проволочными припоями, так как чем тоньше проволочка, тем меньше в ней этого растворителя. Во время пайки ножки элементов прогреваются больше чем один раз, поэтому важно добавлять немного флюса извне.

Лупа с фонариком. Вам в любом случае понадобиться много света и увеличительное стекло при пайке миниатюрных элементов. Есть хорошие линзы на голову подобные OptiVisors, увеличивающие в 2,5 раза, в них встроены лампы освещения.

Чтобы проверить свою работу вам понадобится лупа с 10 кратным увеличением. Такие лупы тоже есть со встроенным фонариком.

Техника удаления припоя тесьмой

Чтобы сделать распайку, положите медную косичку на ножки элемента и проведите по ней горячим паяльником. Тепло и флюс перетянет олово на неё. Используйте другой конец косички, если кажется что ничего не получается (с катушки отрезается небольшой её кусочек).

В зависимости от обстоятельств косичку нужно поднимать выше, при этом тепло будет удаляться по ней вверх от области касания паяльника.

Чтоб очистить тесьму, вам нужно добавить флюса побольше.

Пайка двухконтактных элементов

Такие элементы, как резисторы и конденсаторы часто растрескиваются из-за неравномерного нагрева. Паяйте два их противоположных конца одновременно. Используйте пинцет, чтобы удерживать деталь на плате. Подайте немного припоя на одну сторону, чтобы образовалась аккуратная галтель между концом элемента и контактной площадкой. В идеале должна получиться именно плавная перемычка, а не огромный шарик олова на конце.

Если все не так, используйте медную тесьму, чтобы удалить лишний припой.

Пайка SOIC и других микросхем с множеством ножек

Используйте пинцет или вакуумную присоску для удерживания SOIC (малого контура интегральную микросхему) на плате. Припаяйте один из выводов микросхемы, желательно чтоб это была ножка питания. Затем прихватите другой вывод питания с противоположной стороны. Проследите, чтобы все остальные ножки выстроились над своими контактными площадками.

Подсоединяйте остальные ножки — начиная с крайних, не припаянных контактов, проведите волну припоя, подавая при необходимости оловянную проволоку к жалу паяльника. Сделайте эту операцию как можно быстрее, не допустив перегрева микросхемы.

Удаление наплывов

Когда вы закончите пайку, осмотрите ножки чип элементов. Маленькие мостики между ними могут быть легко удалены, быстрым прогревом их паяльником, смоченным во флюсе. Толстые перемычки удаляются знакомым нам способом — с помощью распаечной тесьмы.

Автор: Алексей Алексеевич, г. Пермь.

В этой статье будет рассмотрена небольшая инструкция по пайки smd компонентов. Вы научитесь паять многоногие микросхемы, а так же познакомитесь с основными моментами и возможными трудностями, которые могут возникнуть в процессе пайки и узнаете как их избежать. В статье наглядно показано как паять SMD компоненты своими руками, а так же рассказывается о необходимом оборудовании и припоях, надеюсь надеюсь будет полезно!

С каждым днем все чаще радиолюбители используют в своем творчестве SMD детали и компоненты. Не смотря на размеры, работать с ними проще: не нужно сверить отверстия в плате, откусывать длинные вывода и т.д. Осваивать пайку SMD компонентов нужно обязательно, так как она точно пригодится.

Данный мастер-класс рассчитан не на новичков в пайке, а скорее на любителей, которые хорошо паяют но испытывают небольшие затруднения с пайкой многоногих микросхем или контроллеров.

Что понадобится для пайки SMD компонентов

Паяльник с регулятором температуры и толщиной жала

Губка для очистки жала

Оплётка для выпайки

Пинцет радиомонтажный

Припой трубчатый или другой

Флюс паста

Флюс жидкий

А лучше всего купить готовый набор для пайки SMD компанентов, где есть все необходимые инструменты и принадлежности.

Это минимальный набор, без дорогих паяльных станций, фенов и оловоотсосов.

Паяем SMD компоненты своими руками

Итак, начнем с самого сложного — пайка контроллера в корпусе QFP100. С чип резисторами и конденсаторами, думаю, и так все понятно. Главное правило тут: много флюса не бывает или флюсом пайку не испортишь. Избыточное нанесение флюса не дает олову обильно растекаться по контактом и замыкать их. Ещё есть второе второстепенное правило: даже мало припоя бывает много. В общем, дозировать и наносить его на жало нужно очень осторожно, чтобы не переборщить, иначе зальет все сразу.

Лужение площадки

Опытные радиолюбители не всегда выполняют подобный шаг, но на первых парах я рекомендую его сделать.

Нужно залудить плату, а именно место куда будет припаян контроллер. Конечно, площадка скорей всего залужена, особенно если плата сделана на производстве. Но со временем на контактах появляется оксидная пленка, которая может вам помешать. Нагреваем паяльник до рабочей температуры. Площадку обильно смазываем флюсом. На жало наносим немного припоя и лудим дорожки.

Лишний припой удаляем с помощью ПЩ провода. Он отлично впитывает припой благодаря эффекту капиллярности.

Устанавливаем и выравниваем контроллер

Когда площадка подготовлена, пришло время установить контроллер. Тут есть хитрость, большинство паяльщиков устанавливают микросхему и пинцетом выравнивают ее контакты по дорожкам. Но делать это очень сложно, так как даже небольшое подергивание рукой откидывает контроллер на значительное расстояние. Делать это будет гораздо проще, если смазать по диагонали уголки флюсом-пастой.

Теперь устанавливаем контроллер и корректируем пинцетом.

Как только микросхема встала — припаиваем контакты по диагонали.

Проверяем, все ли контакты попали на свои места.

Пайка SMD контактов микросхемы

Тут уже можно использовать как жидкий, так и тягучий флюс. Очень обильно наносим его на контакты.

Смачиваем каплей припоя жало, лишнее очищаем губкой.

И, аккуратно проводим по смазанным контактам.

Торопиться в этом деле не нужно.

Удаление лишнего флюса и припоя

Посте пропайки всех контактов, пришло время удалять лишний припой. Наверняка несколько контактов, да слиплись.

Очень обильно смачиваем контакты жидким флюсом. Жало паяльника полностью очищаем губкой от припоя и проходимся по слипшимся контактам. Лишний припой должен втянуться на жало. Чтобы удалить лишний флюс используйте СБС — спирто-бензиновую смесь, смешанную 1:1.

И тщательно всё протираем!

Смотрите видео с мастер-классом:

Обязательно посмотрите видео, где наглядно видно движение паяльника и все манипуляции.

Представляю самый маленький, лёгкий и достаточно простой в повторении сварочный инвертор. Он позволяет проводить сварочные работы электродами диаметром до 3мм.

Характеристики инвертора

Размеры (ДхШхВ) — 180х105х80;
Вес — 1100 грамм;
Ток — 80А, можно выжать до 100А;
Ток холостого хода — 170-200мА;
Напряжение холостго хода — 60 вольт.

Инвертор собран в корпусе компьютерного блока питания.

Из-за нехватки места в этом корпусе не удалось обеспечить хороший обдув радиаторов силовых компонентов, поэтому он не предназначен для долговременной работы, но спалить несколько электродов подряд с его помощью можно.

Делать инвертор с нуля достаточно дорого, хорошие оригинальные детали дорогие, нужен опыт работы с импульсными источниками питания и в силовой электронике в целом, лучше и выгоднее купить заводской инвертор, а если решили собрать - то делайте полноразмерный инвертор и не скупитесь на охлаждении.

Схема инвертора

Данный сварочный инвертор — это однотактный прямоходовый преобразователь построенный на ШИМ контроллере UC3844. Выход микросхемы через драйвер управляет IGBT транзистором. Схема снабжена плавным пуском, защитой по перегреву. Обратная связь по току реализована через токовый трансформатор.

Инвертор собран на трёх платах:

все силовые компоненты, трансформатор, дроссель, выпрямители, силовой транзистор и входная цепь размещены на материнской плате;
схема управления;
дежурный источник питания.

Схема управления

Больше половины компонентов, которые есть на схеме находятся на этой компактной печатной плате

В авторской версии вся схема собрана на одной плате, в моем же случае чтобы аппарат был максимально компактным управление перенес на отдельную плату. Она получилась очень компактная, меньше сделать крайне трудно если использовать выводные компоненты, а не смд. Монтаж очень плотный, на плате всего одна перемычка.

После сборки плата была проверена. На вход стабилизатора или диода подается напряжение около 30 вольт. База и эмиттер транзистора VT1 замыкаем между собой имитируя замкнутый термовыключатель, иначе сработает защита по перегреву и реле замкнет регулятор тока и как следствие микросхема перестанет вырабатывать последовательность импульсов. К выходу драйвера подключаем щуп осцилографа и наблюдаем красивый меандр с частотой порядка 30 кГц и заполнением около 44-х процентов. Проверяем защиту, убрав ранее установленную перемычку. Должно сработать реле, засветиться красный светодиод и заблокироваться работа микросхемы ШИМ. Плата управления готова, в дополнительной наладке эта часть не нуждается, если все собрано правильно, компоненты исправны и нет соплей на плате.

Исходная схема работает на частоте в 30 кГц, изначально хотел поднять ее, а также изменением соотношения количества витков обмоток снять с сердечника большую мощность, но конечные расчеты показали, что с сердечника даже при 30-и килогерцах спокойно можно взять мощность около 2-2,2кВт, а это где-то 80-90 Ампер тока, если учитывать просадку напряжения при сварке, примерно до 24-х вольт.

С учетом этого аппарат без проблем справляется с электродами в 3мм, но в моем агрегате для страховки максимальный ток ограничен на уровне 80 Ампер.

Силовой трансформатор

Так как сварочный аппарат планировался на небольшой выходной ток в районе 80 ампер, трансформатор покажется маленьким, но его хватает, хотя и работает он почти на пределе своих возможностей.

Схема однотактная и между половинками сердечника нужен немагнитный зазор 0,1-0,2мм, такой зазор без проблем можно сделать если использовать сердечник из двух половинок, например Ш-образный. Но проблема заключалась в том, что у меня в наличии не было такого сердечника с необходимой габаритной мощностью, единственные более менее хорошие сердечники были колцевого типа размером 47х26,5х15,5мм. Такой сердечник отлично будет работать в двухтактной схеме, в однотактной же нужен зазор.

Сначала делаем разметки, затем пилим сердечник, не полностью, пол миллиметра сполна хватит.

Далее устанавливаем сердечник на деревянные бруски примерно так, как это показано, по центру на месте пропила ставим металлический прут и аккуратно, но сильно бьем по нему молотком. В итоге получаем две ровные половинки. Далее берем чек от банкомата, нарезаем две полоски и приклеиваем на одну из половинок с помощью суперклея, клея много не надо.

Стягиваем половинки сердечника например каптоновым скотчем. В целом данный сердечник имеет изоляцию в виде краски, но дополнительная изоляция не будет лишней.

После мотаем первичную обмотку, в моем случае для намотки использован провод 1,2мм, расчет производился по программе, естественно в случае иных сердечников получим иные намоточные данные, поэтому количество витков указывать не вижу смысла. В данной схеме очень важно солблюдать начало намотки, на схеме они указаны точками, поэтому после намотки каждой из обмоток начала намотки желательно промаркировать.

Витки равномерно растянуты по всему кольцу, после намотки ставим изоляцию и мотаем фиксирующую обмотку.

Количество витков тоже самое, что и в случае первичной обмотки, но провод естественно тоньше, я использовал провод 0,3мм.

Мотать нужно так, чтобы витки фиксирующей обмотки находились между витками первичной обмотки.

После намотки фиксирующей обмотки опять ставим изоляцию и мотаем вторичную обмотку из 80 параллельных жил проводом 0,22мм. Жгут дополнительно изолирован каптоновым скотчем.

Трансформатор тока намотан на небольшом кольцевом ферритовом магнитопроводе, проницаемость сердечника 2400.

Сначала сердечник был изолирован каптоновым скотчем, затем намотана вторичная обмотка. Количество витков около 80, для намотки был использован провод с диаметром 0,24мм. Обмотка равномерно растянута по всему кольцу. Вторичная обмотка один виток двойным проводом по 1,2мм.

Для выходного дросселя в качестве сердечника взят тор размером 38,8х21х11,4 мм из порошкового железа. Кольцо имеет зелено синий окрас, специально предназначено для работы в качестве выходного дросселя.

Для намотки был использован жгут из 80 жил изолированных друг от друга проводов с диаметром 0,22мм каждая жила, то есть точно тоже самое, что и в случае вторичной обмотки трансформатора.

Индуктивность дросселя получилась около 35 микрогенри и этого мало, желательно индуктивность сделать в районе от 80 до 120 мкГн.

Выводы обмотки дросселя были очищены от лака, залужены.

Несколько слов о комплектующих

Реле в схеме плавного пуска полноразмерное 30-и амперное, как у больших инверторов, хотя плату изначально разрабатывал для установки более компактного реле.

Силовой IGBT транзистор, диоды в высоковольтной цепи преобразователя те, что по схеме, никаких отклонений.

В выходном выпрямителе использованы быстродействующие диодные сборки STTH6003. В одной такой сборке 2 диода с током в 30 ампер, катод общий, аноды также включены параллельно, в итоге получаем аналог 60-и амперного диода, обратное напряжение сборки 300 вольт.

Сборки установлены на общий радиатор, подложки не изолированы, т.к. катоды общие, выходной плюс снимается с радиатора.

Резистор в цепи плавного пуска на 5-10 ватт, сопротивление 10-30 Ом.

Дежурный блок питания

Это готовый источник питания универсального типа, который куплен на али и предназначен для работы в индукционных плитах в качестве дежурки, мощностью около 7 ватт.

Он выдает три напряжения: 5 вольт, 12 вольт и 18 вольт. Выходные напряжения задаются стабилитроном на 18 вольт. Этот стабилитрон я заменил на 24-х вольтовый, выкинул цепь 5 вольт, заменил некоторые конденсаторы на выходе на более высоковольтные и в итоге дежурка стала выдавать два напряжения: 15 вольт и 24 вольта.

Первое напряжение нужно для питания вентилятора, он у меня на 12 вольт, второе напряжение питает управление и реле. Такая дежурка имеет плавный пуск, защиту от коротких замыканий, построена всего на одной микросхеме.

Радиаторы охлаждения взяты от компьютерных блоков питания, с учетом наличия активного охлаждения и максимального тока сварки их хватает.

После сборки аппарат заработал сразу, без каких-либо отклонений. Первый запуск делался через страховочную лампу на 100 ватт, на осциллографе форма импульсов на всех обмотках правильная, напряжение холостого хода около 60Вольт.

Проверяем работу системы ограничения тока. Для начала ставим регулятор тока на минимум, цепляемся осциллографом на затвор силового транзистора и делаем короткое замыкание на выходе, видим, что длительность управляющих импульсов резко уменьшается, ток ограничивается, если этого не происходит, меняем местами начало и конец вторичной обмотки токового трансформатора.

Силовые дорожки на печатной плате дополнительно армированы медными лентами.

Выходные клеммы от мощного преобразователя 12-220 Вольт.

Для надёжности трансформаторы, дроссель и пара вертикальных плат были дополнительно приклеены к материнской плате с помощью эпоксидной смолы.

На балласте инвертор выдал честные 80 ампер, минимальный ток сделал в районе 20 ампер, при этом имеем уверенный розжиг дуги. Благодаря малому значению минимального тока можно сваривать даже тонкую жесть.

Читайте также: