प्रतिवर्ती सोल्डरिंग स्टेशन HI-END क्लास

हमारे पास मुख्य सर्किट बोर्ड की कई तस्वीरें थीं, यूट्यूब से एक वीडियो जिसमें मॉसफ़ेट्स की नाली पर वोल्टेज तरंगों के साथ, गुंजयमान संधारित्रों की क्षमताओं को सूचीबद्ध करने वाले मंच पर एक टिप्पणी, साथ ही स्टिंग वार्मिंग प्रक्रिया के फिल्मांकन के साथ अनपैकिंग के कई वीडियो थे। विशेष रूप से चिंता का विषय हीटिंग के दौरान पीक बिजली की खपत के माप के साथ वीडियो था। चार हज़ार रूबल की कीमत के अमेज़ॅन पर खरीदे गए जलाए गए कारतूस की तुलना में अधिक दुखद कुछ भी नहीं है। लेकिन ... चलो फिर से शुरू करते हैं।

कोर्स का परिचय

यह समझने के लिए कि आज हम किस प्रकार का उपकरण बनाने जा रहे हैं, आइए पहले संक्षेप में याद करें कि टांका लगाने वाले स्टेशन सामान्य रूप से क्या हैं और वे एक दूसरे से कैसे भिन्न हैं।

इस तरह के उपकरणों के पूरे निचले मूल्य खंड, जैसा कि आप अनुमान लगा सकते हैं, चीनी ब्रांडों द्वारा कब्जा कर लिया गया है, अधिकांश भाग जापानी हक्को सोल्डरिंग लोहे के सफल निर्माण की नकल करते हैं। दोनों मूल और कई प्रतियों के संचालन का सिद्धांत बहुत सरल है: एक क्रोम या पतली-फिल्म हीटर एक हटाने योग्य स्टिंग में गर्मी स्थानांतरित करता है, जिसका तापमान हीटर में निर्मित थर्मोकपल या थर्मिस्टर द्वारा नियंत्रित किया जाता है। यह एक सरल और सस्ता उपाय है, लेकिन चीनी प्रतियों में गुणवत्ता थोड़ा सीमित हो सकती है: हीटर एक समान आकार, टिप सामग्री की थोड़ी अर्थव्यवस्था है, और परिणामस्वरूप, हीटर पर पन्नी घाव है, मूल जापानी टिप विदेशों में ऑर्डर किया जाता है। एक और अधिक शक्तिशाली में बदल रहा है ... सामान्य तौर पर, कुछ करना है।

मूल्य के पैमाने के बीच में कहीं प्रसिद्ध पश्चिमी ब्रांडों के ब्रांडेड सोल्डरिंग स्टेशन हैं। जर्मन ईआरएसए, अमेरिकन वेलर, जापानी हक्को, बस इतना ही। ऑपरेशन का सिद्धांत अनिवार्य रूप से समान है, लेकिन यहां किसी भी सामूहिक खेत की आवश्यकता नहीं है, सुखद बन्स एक नरम सिलिकॉन केबल की तरह बॉक्स से बाहर निकलते हैं जो एक टांका लगाने वाले लोहे के मामूली स्पर्श पर पिघलता नहीं है, और ... वास्तव में कई बन्स नहीं हैं! मूल्य? स्तर के अनुरूप है। हजारों की संख्या में मूल्यवर्गीय रूबल न केवल हार्डवेयर डिबगिंग के पीछे शाम बिताने के लिए एक विनम्र घर प्रेमी को परेशान करेगा, बल्कि एक मध्यम आकार की कानूनी इकाई भी।

हालाँकि, आज के लेख का विषय उस बारे में नहीं है। मैं आपको टांका लगाने वाले स्टेशनों की दुनिया में वास्तविक HI-END के बारे में बताता हूं, अर्थात् अमेरिकी कंपनी मेटकाक के प्रेरण सोल्डरिंग के बारे में (ओके इंटरनेशनल अब उन्हें इस ब्रांड के तहत उत्पादन कर रहा है)। वास्तव में, ऐसे उपकरणों के कई निर्माता हैं, उपरोक्त धातु के अलावा, मुझे थर्माल्ट्रोनिक्स, जेबीसी भी पता है, और यहां तक ​​कि हक्को में भी एक समान मॉडल है। ऐसे उपकरणों में इंडक्शन हीटर के संचालन का सिद्धांत बहुत ही सुरुचिपूर्ण है:



जैसा कि आप देख सकते हैं, यहाँ पर कोई तापमान संवेदक नहीं है, स्टिंग कोर को फेरोमैग्नेटिक मैटेरियल से कोटेड तांबे से बनाया गया है, जिसे हाई-फ़्रीक्वेंसी (13.56 मेगाहर्ट्ज) के चुंबकीय क्षेत्र में बारी-बारी से गर्म किया जाता है, फिर एक निश्चित तापमान पर क्यूरी पॉइंट कहा जाता है, यह अपने चुंबकीय गुणों को खो देता है, और नतीजतन, यह आगे गर्म होना बंद हो जाता है। जब आप टांका लगाने वाले बिंदु को छूते हैं, तो फेरोमैग्नेटिक तत्व थोड़ा ठंडा हो जाता है, और प्रारंभ करनेवाला से बिजली तुरंत टांका लगाने वाले लोहे की नोक तक प्रेषित होने लगती है। युक्तियाँ चार निश्चित तापमानों में आती हैं, जिनमें से केवल दो आवश्यक हैं - सीसा रहित और सीसा रहित सोल्डरिंग के लिए। वह सब है।

OKI / Metcal विभिन्न लागतों के इंडक्शन सोल्डरिंग स्टेशनों और विभिन्न आउटपुट पावर के साथ कई किस्मों का उत्पादन करता है, हालांकि, 60,000 रूबल के क्षेत्र में राशियों का क्रम सुंदर को छूने की किसी भी इच्छा को हतोत्साहित करता है, हालांकि यह सुंदर है। अच्छा, चलो थोड़ा बचाने की कोशिश करें?

कार्य

हम इसे निम्नानुसार तैयार करते हैं: केवल खुले स्रोतों का उपयोग करके, मूल MX-5200 डिवाइस के वर्चुअल रिवर्स इंजीनियरिंग का संचालन करें, और परिणामस्वरूप साइनसॉइडल आरएफ वोल्टेज के एकल-चैनल स्रोत का निर्माण घर पर 80 W की चरम उत्पादन शक्ति के साथ करें, जो मूल सोल्डरिंग की कार्यक्षमता को यथासंभव दोहराता है। स्टेशन।

इंटरनेट पर, आप आसानी से बोर्ड से सावधानीपूर्वक निकाली गई पिछली पीढ़ी के मेट्लक्स एमएक्स -500 स्टेशन के सर्किट आरेख को पा सकते हैं। सीधे सर्किट्री समाधान का उपयोग करना यहां से काम नहीं करेगा, क्योंकि इस डिवाइस की आउटपुट पावर केवल 40 डब्ल्यू है, और एक सरल तरीके से यह पैमाने पर नहीं होता है। हालांकि, यह पुरानी योजना हमें मुख्य घटकों के संचालन के सिद्धांतों को समझने में मदद करेगी।

इसलिए, दस्तावेज़ में हम देखते हैं:

1. आउटपुट पर तीन गुंजयमान सर्किट के साथ क्वार्ट्ज-संचालित शक्तिशाली आरएफ जनरेटर;
2. जनरेटर को पावर करने के लिए पल्स डाउन कन्वर्टर (1), आउटपुट वोल्टेज के साथ 17-21 वी की सीमा में भिन्न;
3. प्रतिक्रिया सर्किट जो हिरन कनवर्टर के वोल्टेज को नियंत्रित करता है (2) जनरेटर (1) के आउटपुट गुंजयमान सर्किट में से एक पर वोल्टेज के आधार पर;
4. सुरक्षा नोड जो जनरेटर को बंद कर देता है (1) जब प्रारंभ करनेवाला को डिस्कनेक्ट कर रहा है;
5. 53 वी के आउटपुट वोल्टेज के साथ ट्रांसफार्मर बिजली की आपूर्ति।

तुरंत सामान्य सर्किट समाधान का पता लगाएं। सर्किट को बिजली देने के लिए, उदाहरण के लिए, एक टॉरॉयडल कम-आवृत्ति ट्रांसफार्मर एकदम सही है। हालाँकि ... आइए लागू होते हैं, हम पावर इंटीग्रेशन द्वारा निर्मित एक दुर्लभ HiperLCS चिप पर आधारित गुंजयमान एलएलसी कनवर्टर पर बेहतर हैं: मैं लंबे समय से इसके साथ काम करना चाहता था। आउटपुट पावर को समायोजित करने के लिए उपयोग किया जाने वाला चरण-डाउन कनवर्टर भी एक अधिक आधुनिक लेगा, देखें कि क्या एसओ -8 के आकार के मामले में पांच एम्पीयर को निचोड़ना वास्तव में संभव है। लेकिन यह परियोजना बिना आर्डिनो, स्केच और एलईडी के क्या है? वर्तमान आउटपुट पावर को प्रदर्शित करने के लिए STM32 माइक्रोकंट्रोलर और एक छोटी स्क्रीन जोड़ें। सरल बनाने के लिए, हम आरएफ जनरेटर की विद्युत लाइन पर शक्ति को मापेंगे, और हम सॉफ्टवेयर (या नहीं) में दक्षता को ध्यान में रखेंगे। एक धातु का मामला लें जो आकार में उपयुक्त है, यह स्क्रीन और रेडिएटर दोनों के रूप में काम करेगा।



अमेज़ॅन पर प्रत्यक्ष टांका लगाने के लिए, मेट्लेट एमएक्स-यूके 1 उन्नयन किट खरीदी जाएगी, जिसमें एक स्टैंड और एक टांका लगाने वाला लोहा शामिल है (यह अनिवार्य रूप से केवल एक तार के साथ एक कलम है), साथ ही साथ वास्तविक मिलाप कारतूस भी। ऐतिहासिक रूप से, तथाकथित "खुर" (30 ° तक शंकु छोटा) के साथ छोटे भागों के साथ काम करना मेरे लिए अधिक सुविधाजनक है, और बड़े पैमाने पर तत्वों को सोखने के लिए यह कुछ व्यापक, अधिक विशाल और अधिक गर्म लेना बेहतर है, इसलिए यहां मेरी पसंद है: Metcal SMTC-0167 ठीक कारीगरी, और थर्माल्ट्रोनिक्स M7K100 बड़े आकार के तत्वों के साथ काम के लिए। हाँ, सस्ते थर्माल्ट्रोनिक्स स्टिंग भी उपयुक्त हैं।



जबकि विवरण रास्ते में हैं, हम डिज़ाइन किए गए डिवाइस के ब्लॉक आरेख को आकर्षित करेंगे। यहाँ यह है:



आरएफ जनरेटर के उत्पादन और हिरन कनवर्टर के नियंत्रण इनपुट के बीच प्रतिक्रिया के बारे में तुरंत कुछ शब्द कहना बहुत महत्वपूर्ण है। तथ्य यह है कि स्टिंग ऑपरेटिंग तापमान तक पहुंचने के बाद, जनरेटर निरंतर महत्वपूर्ण आयाम (लगभग 100 वी) का एक वोल्टेज उत्पन्न करना जारी रखता है, और यह शक्ति प्रारंभ करनेवाला कुंडल के सक्रिय प्रतिरोध पर फैलने लगती है, जो कि त्वचा के प्रभाव के कारण आप कल्पना कर सकते हैं की तुलना में बहुत अधिक है पारंपरिक मल्टीमीटर। नतीजतन, छोटे कुंडल लाल-गर्म होते हैं और जलते हैं। ऐसा होने से रोकने के लिए, मूल स्टेशन नकारात्मक प्रतिक्रिया का उपयोग करते हैं, जो जनरेटर की आपूर्ति वोल्टेज को कम करता है, जो कि प्रारंभ करनेवाला के प्रतिबाधा में परिवर्तन के साथ खड़ी तरंग गुणांक में वृद्धि के साथ होता है। 40-वाट संस्करण US4626767A से काफी सरल विधि का उपयोग करता है, जबकि 80-वाट संस्करण वर्तमान ट्रांसफार्मर के साथ अधिक परिष्कृत ओएस का उपयोग करता है। आइए नजर डालते हैं इंटरनेट से लिए गए इस वीडियो पर:


इस पर नीली बीम आरएफ जनरेटर के आउटपुट चरण की आपूर्ति वोल्टेज को दर्शाती है, और, जैसा कि हम यहां देखते हैं, हमें यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि आपूर्ति वोल्टेज कम से कम दो बार बदलता है (इस मामले में उत्पादन शक्ति वोल्टेज के वर्ग के अनुपात में बदलती है, अर्थात, चार बार)। LTSpice में सिम्युलेटेड सरल मॉडल OS संस्करण में, मैं इस तरह के विनियमन को प्राप्त नहीं कर सकता, इसलिए हम केवल मुद्रित सर्किट बोर्ड के फोटो से फीडबैक चेन खींचते हैं।

उच्च आवृत्ति जनरेटर

हम आउटपुट गुंजयमान सर्किट के साथ उच्च आवृत्ति वाले हिस्से का डिज़ाइन शुरू करते हैं। आइए नजर डालते हैं इस हाई रेजोल्यूशन शॉट पर:



यहां हमें पीले टॉरॉयडल कोर के आसपास तीन कॉइल घाव दिखाई देते हैं, मुड़ने की संख्या 4 से 6 और 7 है, बाएं से दाएं की गिनती। ऐमिडॉन के वर्गीकरण के अनुसार, पीले रंग में 8.5 (चुंबकीय संख्या 6) की चुंबकीय पारगम्यता के साथ परमाणु युक्त लोहे से बना एक कोर इंगित करता है। हम स्क्रीन पर एक शासक के साथ अंगूठी के आकार और कुछ ज्ञात तत्व के आकार को मापकर छल्ले के आकार का अनुमान लगाते हैं, उदाहरण के लिए, टीओ -247 पैकेज में एक आउटपुट ट्रांजिस्टर। जाहिरा तौर पर, T130-6 चुंबकीय कोर यहां उपयोग किए जाते हैं; मेरी राय में, यह कुछ प्रकार की ओवरकिल है - इस तरह के बड़े छल्ले काफी अधिक शक्ति के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। लेकिन मुझे यहां चतुर होने की बहुत इच्छा नहीं है: मैं निश्चित रूप से मूल अमेरिकी रिंगों का उपयोग नहीं करता हूं, इसके बजाय मैं अलीएक्सप्रेस पर सस्ती चीनी प्रतियां ऑर्डर करता हूं और देखता हूं कि वे कैसे काम करते हैं (बिगाड़ने: सब कुछ उनके साथ ठीक है)। गणना किए गए अधिष्ठापन क्रमशः 180, 400 और 540 nH थे।

गुंजयमान सर्किट में, कैपेसिटर भी संसूचक पर भरोसा करते हैं। फोटोग्राफ से उनकी क्षमताओं को निर्धारित करना संभव नहीं है, हालांकि, आसानी से एक पोस्ट है जिसमें पीडियाटिक मिसेइलेक्ट्रिकस्ट (पिछले वीडियो के लेखक) अपनी टिप्पणियों को साझा करता है (पीले रंग में हाइलाइट किया गया):



यदि हम मसाला मॉडल में इन मूल्यों को प्रतिस्थापित करते हैं, तो हम देख सकते हैं कि सर्किट के गुंजयमान आवृत्तियों को 13.56 मेगाहर्ट्ज से थोड़ा स्थानांतरित किया गया है। तथ्य यह है कि प्रतिध्वनि की आवृत्ति जितनी करीब होती है, आरएफ जनरेटर के लिए आपूर्ति वोल्टेज उतना ही कम होता है, और जितना अधिक वर्तमान खपत करता है। मूल में, 3 ए की अधिकतम धारा के साथ एक स्टेप-डाउन कनवर्टर का उपयोग आउटपुट चरण को बिजली देने के लिए किया गया था, इसलिए डेवलपर्स आउटपुट सर्किट को थोड़ा परेशान करते हैं ताकि आपूर्ति वोल्टेज में वृद्धि और वर्तमान खपत को कम करना संभव हो सके। हम पांच-एम्पीयर माइक्रोक्रेसीट का उपयोग करने की योजना बनाते हैं, हालांकि, यह वर्तमान अनुनाद में काम करने के लिए भी पर्याप्त नहीं था, इसलिए हम इसी तरह से सर्किट को थोड़ा परेशान करेंगे। हम प्रयोगात्मक रूप से सटीक कैपेसिटेंस मानों का चयन करेंगे, आउटपुट स्टेज 22 वी की अधिकतम आपूर्ति वोल्टेज और 4 ए की अधिकतम वर्तमान खपत पर ध्यान केंद्रित करेंगे।

मैं ध्यान देता हूं कि एक बड़ी शक्ति गुंजयमान सर्किट के अंदर घूमती है, जो गर्मी के रूप में पर्यावरण में जारी होने का प्रयास करती है। इसलिए, कॉइल के लिए गुणवत्ता कारक को बढ़ाने के लिए, हम एक तामचीनी तार मोटा - 1.25 मिमी का उपयोग करते हैं, और हम समानांतर में कई कैपेसिटर डालते हैं।

आउटपुट ट्रांजिस्टर का चुनाव भी एक कठिन विषय है। स्टिंग को बदलने या डिस्कनेक्ट करने के दौरान, ओवरवॉल्टेज काफी महत्वपूर्ण मानों (300-350 वी) तक पहुंच सकता है, लेकिन मूल में डेवलपर ने सुरक्षा के साथ बहुत अधिक भाप नहीं ली, और आउटपुट स्टेज में एक अधिकतम दुर्लभ, तेज और महंगे IXYS IXFH12N50F आरएफ ट्रांजिस्टर को अधिकतम नाली वोल्टेज के साथ रखा। 500 वी। हम, निश्चित रूप से, इस तरह के एक लक्जरी बर्दाश्त नहीं कर सकता। 34 रूबल की कीमत का एक सामान्य 200-वोल्ट फ़ील्ड प्रभाव ट्रांजिस्टर STP19NF20 लें, और समानांतर में हम एक 150 वी दबानेवाला यंत्र कनेक्ट करते हैं। सीमक गुंजयमान उत्सर्जन के शीर्ष को थोड़ा कम कर देता है, सर्किट को बहुत अधिक बहने से रोकता है, और लगभग 10 मिलीसेकंड लोड के नुकसान के बाद, संरक्षण जनरेटर को रोक देगा।



बड़े इनपुट कैपेसिटेंस और उच्च आवृत्ति के कारण, यह एक पारंपरिक ड्राइवर का उपयोग करके सीधे आउटपुट ट्रांजिस्टर के शटर को नियंत्रित करने के लिए काम नहीं करेगा। दो पावर ट्रांजिस्टर के बीच मूल बोर्ड की फोटो में, फ्रेमलेस इंडक्शन दिखाई देता है। यह एक व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली छोटी चाल है: गेट कैपेसिटेंस के साथ इंडक्शन एक गुंजयमान सर्किट बनाता है, जो गेट सर्किट में पावर रिसर्क्युलेशन प्रदान करता है, जिसके परिणामस्वरूप preamplifier दक्षता में तेजी से वृद्धि होती है। वही सर्किट आउटपुट ट्रांजिस्टर के मॉडल पर एक गैर-स्पष्ट सीमा भी लगाता है: इसके गेट का प्रतिरोध न्यूनतम होना चाहिए ताकि सर्किट का गुणवत्ता कारक स्वीकार्य रहे। बहुत अधिक विस्तार में जाने के बिना, निर्माता द्वारा उपयोग किए जाने वाले समाधान को दोहराएं। हम कॉइल के घुमावों को संपीड़ित / खींचकर वास्तविक सर्किट की अधिकतम दक्षता के लिए अधिष्ठापन मूल्य का चयन करते हैं।

खैर, फिर सर्किटरी अधिक तुच्छ हो जाती है। एक कम इनपुट समाई IRF510 के साथ एक ट्रांजिस्टर पर बनाया गया preamplifier दोहरे चालक MAX17602 से हिल जाएगा, इसकी गति विशेषताएं काफी अच्छी हैं। MAX17600 या MAX17601 और भी बेहतर हैं, उनके आउटपुट समानांतर में जुड़े हो सकते हैं, लेकिन मेरे पास इस तरह के विकल्प नहीं हैं, इसलिए हमारे पास जो भी है उसके साथ काम करेंगे।

वांछित पीढ़ी की आवृत्ति क्वार्ट्ज गुंजयमान यंत्र द्वारा निर्धारित की जाती है। दुर्भाग्य से, मैं मास्टर ऑसिलेटर के लिए 13.56 मेगाहर्ट्ज पर क्वार्ट्ज खोजने में भी असफल रहा। लेकिन इससे कोई फर्क नहीं पड़ता। अधिक सामान्य 27.12 मेगाहर्ट्ज गुंजयमान यंत्र लें और आवृत्ति को दो भागों में विभाजित करें। यहां माइक्रोकंट्रोलर सिर्फ उपयोगी है, अर्थात् इसकी एक टाइमर के अनुसार क्रमबद्ध। मैं यह भी नोट करना चाहता हूं कि एमसीयू से सीधे संबंध के लिए, केवल पहले हार्मोनिक पर काम करने वाले क्वार्ट्ज गुंजयमान यंत्र उपयुक्त हैं। तीसरे हार्मोनिक पर काम कर रहे 27120 kHz पर व्यापक रूसी गुंजयमान यंत्र केवल एक अतिरिक्त गुंजयमान सर्किट के रूप में एक बैसाखी के साथ जोड़ा जा सकता है।

भोजन

चीनी उत्पादों के साथ लंबे और फल रहित प्रयोगों के बाद, RF आउटपुट चरण को TI चिप TPS54560 पर एक चरण-डाउन कनवर्टर से संचालित करने का निर्णय लिया गया। एलएलसी कनवर्टर की आवृत्ति रेंज से दूर, कान द्वारा सुनी जाने वाली धड़कनों की घटना को रोकने के लिए आंतरिक जनरेटर की आवृत्ति लगभग 450 kHz पर सेट होती है। इसके विपरीत करने का एक विकल्प भी है, एलएलसी-कनवर्टर जनरेटर के साथ चरण-डाउन कनवर्टर को सिंक्रनाइज़ करें, लेकिन फिर आलस्य ने खुद को महसूस करना शुरू कर दिया है। हम ऐसा नहीं करेंगे।

TPS54560 कनवर्टर, अपने लघु आकार के बावजूद, एक बड़ा उत्पादन चालू है, और कभी-कभी यह लग सकता है कि यह ऊर्जा दक्षता के लिए संघर्ष में किसी तरह का चमत्कार है ... लेकिन नहीं - चिप को वास्तव में ठंडा करने की आवश्यकता है। टेक्सास स्थित डेमो बोर्ड में दोनों तरफ 2oz की मोटाई के साथ दो बड़े "मिट्टी" पॉलीगॉन होते हैं, और परतों के बीच गर्मी हस्तांतरण के लिए, छह वीआईए का उपयोग सीधे माइक्रिकोइक्रिट के शीर्ष के नीचे स्थित होता है (वहां इसका हीट संपर्क होता है)। यह व्यवस्था घर पर मुद्रित सर्किट बोर्ड का निर्माण करना कुछ हद तक कठिन बना देती है, इसलिए स्पष्ट रूप से आपको चीन में उत्पादन का आदेश देना होगा। हाँ।

चालक और प्रस्तावक को शक्ति देने के लिए, हम एलएलसी कनवर्टर की दूसरी विंडिंग से एक अस्थिर 12 वी वोल्टेज लेते हैं। सर्किट के शेष हिस्सों की खपत की गई धाराएं बहुत छोटी होंगी, इसलिए, पांच-वोल्ट नियंत्रक और एलसीडी बैकलाइट के लिए, आयात प्रतिस्थापन के भाग के रूप में, हम एक रैखिक स्टेबलाइजर KP142EN5A स्थापित करेंगे, जिसे विशेष रूप से राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया है, और LD2985 गॉज MCU के लिए 3.3 V लाइन प्रदान करेगा।

एलसीएस 708 एचजी चिप पर एलएलसी-कनवर्टर 30 और 12 वोल्ट के आवश्यक वोल्टेज को कम करेगा।



मुझे यकीन है कि कई पाठकों को पता नहीं है कि यह जानवर सामान्य रूप से एक एलएलसी कनवर्टर है, इसलिए मैं इसके संचालन के सिद्धांत पर थोड़ा और विस्तार से बताऊंगा। एलएलसी एक संक्षिप्त नाम नहीं है, इन अक्षरों का अर्थ है "अधिष्ठापन-प्रेरण-समाई", और, संक्षेप में, ट्रांसफार्मर की प्राथमिक घुमावदार को जोड़ने के लिए सर्किटरी का वर्णन करें। तथ्य यह है कि प्राथमिक घुमाव के चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं का हिस्सा माध्यमिक के मोड़ पर "पकड़" नहीं करता है, जिसके परिणामस्वरूप तथाकथित बिखरने वाला अधिष्ठापन का गठन होता है - एक भटका प्रेरण जो अपने आप में संग्रहीत ऊर्जा को माध्यमिक सर्किट में स्थानांतरित करने में सक्षम नहीं है। पारंपरिक फ्लाईबैक कन्वर्टर्स में, इस ऊर्जा को स्नबर सप्रेसर्स या रेसिस्टर्स में फैलाना पड़ता है, इसलिए ट्रांसफॉर्मर (या, अधिक सटीक, डबल-घाव चोक) आमतौर पर इस तरह से डिज़ाइन किए जाते हैं कि बिखरने वाले इंडक्शन को न्यूनतम संभव मान को कम किया जाए। लेकिन एलएलसी डिजाइन करते समय सब कुछ बदल जाता है।

एक गुंजयमान कनवर्टर में, रिसाव अधिष्ठापन, एक संधारित्र के साथ श्रृंखला में प्राथमिक वाइंडिंग से जुड़ा होता है, एक दोलन सर्किट बनाता है जो दो महत्वपूर्ण कार्य करता है। सबसे पहले, यह कनवर्टर के आउटपुट उच्च-वोल्टेज ट्रांजिस्टर को शून्य (तथाकथित शून्य वोल्टेज स्विचिंग मोड) के करीब वोल्टेज पर स्विच करता है, जो स्विचिंग के नुकसान को काफी कम करता है। और दूसरी बात, एक असंबद्ध इंडक्शन में संचित ऊर्जा वापस सर्किट में लौटती है: अब स्नेबर्स की आवश्यकता नहीं होती है, और ऊर्जा नुकसान भी नहीं होते हैं। पावर इंटीग्रेशन AN-55 दस्तावेज़ का विवरण इस तरह से एक ट्रांसफॉर्मर को डिजाइन करने के लिए कैसे रिसाव रिसाव को बढ़ाने के लिए (यह सही नियंत्रण विशेषता बनाने के लिए आवश्यक है)। उदाहरण के लिए, मैं प्राथमिक और द्वितीयक घुमावों को एक दूसरे से दूर करता हूं, दो अलग-अलग वर्गों में:



सामान्य मामले में, इस तरह के सर्किटरी परिशोधन का परिणाम एक बहुत ही सभ्य दक्षता की उपलब्धि है, विशेष रूप से, एक रेडिएटर के बिना स्थापित LCS708HG माइक्रोक्रेसीट, अपने बहुत छोटे आयामों के साथ, 200W के क्षेत्र में एक आउटपुट पावर प्रदान करता है! यह वास्तव में उत्कृष्ट परिणाम है, लेकिन इसे केवल आउटपुट सर्किट के अनुनाद आवृत्ति पर ठीक काम करके प्राप्त किया जा सकता है। और यहाँ हम एक घात के इंतजार में हैं।

तथ्य यह है कि यहां आउटपुट वोल्टेज का विनियमन आवृत्ति को बदलकर किया जाता है, न कि दालों का कर्तव्य चक्र, और यह विनियमन बहुत ही संकीर्ण वोल्टेज रेंज द्वारा सीमित है - लगभग% 15%। इसके अलावा, जब इनपुट वोल्टेज नाममात्र से विचलित हो जाता है, तो रूपांतरण आवृत्ति प्रतिध्वनि से दूर हो जाती है, और माइक्रोक्रिकिट के अंदर ट्रांजिस्टर का स्विचिंग ZVS के नुकसान के साथ "कठोर" हो जाता है, जो एक महत्वपूर्ण हीटिंग के साथ होता है। वास्तव में, हम कह सकते हैं कि इनपुट पर कनवर्टर को पहले से ही स्थिर वोल्टेज की आवश्यकता है!

औद्योगिक रूप से निर्मित उत्पादों में, एक सक्रिय पावर करेक्टर (APFC) को कनवर्टर इनपुट के सामने शामिल किया जाता है, जो कि पावर करेक्शन के अलावा, लगभग 380-390 वोल्ट के आउटपुट वोल्टेज को भी बनाए रखता है। हालांकि, हमारा विकास अभी भी शौकिया है, इसलिए हम मुख्य रूप से गुणवत्ता की गुणवत्ता के प्रति संवेदनशीलता के रूप में अपनी आंखों को एक छोटे से संयुक्त में बंद कर सकते हैं। गणना से पता चलता है कि बफर क्षमता में खाते की तरंगों को ध्यान में रखते हुए, इनपुट वोल्टेज रेंज लगभग 230 V% 10% है, इसलिए यदि नेटवर्क पैरामीटर GOST से आगे नहीं जाते हैं, तो सब कुछ काम करेगा। चलो अब के लिए इसे ऐसे ही छोड़ दें।

डेटाशीट से कनवर्टर के सर्किट डिजाइन के बाकी हिस्सों को कॉपी करें। शायद केवल एक गुंजयमान संधारित्र ध्यान देने की आवश्यकता है - एक प्रतीत होता है बहुत सरल तत्व। और अगर आपने कभी सोचा है कि पॉलीप्रोपाइलीन और पॉलीइथिलीन टेरेफ्थेलेट (पॉलिएस्टर) कैपेसिटर एक दूसरे से कैसे भिन्न होते हैं, तो आप अभी उत्तर जानेंगे: पूर्व में दस गुना कम नुकसान हुआ है। यही कारण है कि एक बड़े आकार के K78-2 (हाँ, यहाँ भी आयात प्रतिस्थापन है) के बजाय एक सस्ता और अधिक कॉम्पैक्ट पॉलिएस्टर K73-17 का उपयोग करने का प्रयास दिलचस्प विशेष प्रभावों के साथ है: कंडेनसर बहुत गर्म होता है और संदिग्ध रूप से दरार करना शुरू कर देता है। दिलचस्प।

चिप श्रृंखला HiperLCS को 12 वोल्ट की एक अलग बिजली आपूर्ति की आवश्यकता होती है। अतिरिक्त वाइंडिंग, रेक्टिफायर और स्टार्ट-अप चेन्स के साथ गड़बड़ न करने के लिए, आइए सबसे विहित पथ के साथ चलें। हम LNK304 चिप पर एक अलग लघु कनवर्टर से आवश्यक वोल्टेज लेते हैं । इसकी प्रमुख विशेषता ट्रांसफॉर्मलेस डिज़ाइन है; केवल एक फैक्ट्री-निर्मित पेनी चोक को आगमनात्मक तत्वों की आवश्यकता होगी। अधिकतम आउटपुट करंट बहुत बड़ी संख्या में नहीं है, सैकड़ों मिलीमीटर के क्रम में, लेकिन न्यूनतम विवरण और डिजाइन की सादगी लुभावना है (और सतह के प्रति वर्ग परिधि के कन्वर्टर्स की संख्या एकतरफा होने लगती है। कन्वर्टर्स के भगवान के लिए अधिक संकेत!)

दिमाग

खैर, बस थोड़ा सा रह गया। मूल स्टेशन में एक एलसीडी है, जो भुगतान किए गए सभी पैसे के लिए आउटपुट पावर की तरह कुछ दिखाता है। आइए एक समान काम करते हैं: सबसे न्यूनतम कॉन्फ़िगरेशन (TSSOP-20 पैकेज में) STM32F030 नियंत्रक लें, आरएफ जनरेटर के आउटपुट चरण की आपूर्ति वोल्टेज को मापने के लिए एक एडीसी लाइन लटकाएं, और वर्तमान को मापने के लिए एक और लाइन। "ग्राउंड" सर्किट को तोड़ने के लिए नहीं, हम सकारात्मक तार पर प्रतिरोधक वर्तमान सेंसर को जगह देंगे, और स्तरों के रूपांतरण के लिए हम विशेष रूप से ऐसे मामलों के लिए डिज़ाइन किए गए INA138 चिप का उपयोग करेंगेजो अपने सबसे अच्छे रूप में बुर-ब्राउन द्वारा विकसित किया गया था। जानकारी प्रदर्शित करने के लिए, हम WinStar द्वारा निर्मित 16x2 टेक्स्ट OLED स्क्रीन का उपयोग करते हैं। खैर, बस इतना ही। ओह ठीक है, एक प्रोसेसर लेग बेकार छोड़ दिया गया था। खैर, एलईडी को पलक झपकने दें। पूछो क्यों नहीं।

नियंत्रक फर्मवेयर STM32CubeMX और IAR एंबेडेड वर्कबेंच के मुफ्त संस्करण का उपयोग करके "C" भाषा में लिखा गया है। कार्यक्रम कोड बहुत तुच्छ है। सिस्टम टाइमर को बाधित करने के लिए मुख्य चक्र एक बार हर 300 मिलीसेकंड दो एडीसी चैनलों से डेटा पढ़ता है, उन्हें गुणा करता है, और उन्हें बिजली अंकों के रूप में प्रदर्शित करता है। इसी शक्ति के नीचे कस्टम फोंट द्वारा खींची गई पट्टी द्वारा कल्पना की जाती है। जब टिप को बंद कर दिया जाता है, तो लोड डिटेक्टर के आउटपुट से बाधित हैंडलर आरएफ जनरेटर के मास्टर टाइमर को रोक देता है। MCU के जमने या क्रैश होने की स्थिति में, हार्डवेयर एरर हैंडलर और वॉचडॉग जोड़े गए हैं; सीएसएस फर्मवेयर (क्लॉक सिक्योरिटी सिस्टम) तकनीक में भी शामिल है, जो आंतरिक आरसी जनरेटर पर स्विच करने और माइक्रोकंट्रोलर को फिर से चालू करने के लिए, मुख्य क्वार्ट्ज क्रिस्टल के दोलन की भिगोना की अनुमति देता है। फर्मवेयर की कुल राशि 10 KB है।फर्मवेयर स्रोत कोड, अन्य सभी परियोजना फाइलों के साथ, मैंने पोस्ट कियाGitHub , सबसे जिज्ञासु परिचित हो सकते हैं (लेकिन वहां बहुत दिलचस्प कुछ भी उम्मीद नहीं करते हैं)।

फॉर्म फैक्टर

एलएलसी कनवर्टर के सभी तत्वों के सभी गणना किए गए डेटा, ट्रांसफार्मर वाइंडिंग्स के अधिष्ठापन सहित, परियोजना से जुड़ी डिज़ाइन फ़ाइल में दिए गए हैं, जिन्हें PIXls डिज़ाइनर एप्लिकेशन का उपयोग करके खोला जा सकता है। इसके अलावा, बस के मामले में, मैंने इस परियोजना में विकास में उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के विकास के लिए उपयोग किए जाने वाले सभी दस्तावेज़ों को जोड़ा, सर्किट के कुछ हिस्सों के एलटीस्पाइस मॉडल और निश्चित रूप से फोटो अपलोड किए, अब उनके बिना।

उपरोक्त विकास का परिणाम निम्नलिखित विद्युत सर्किट आरेख था:



मुद्रित सर्किट बोर्ड का सर्किट और लेआउट डीपट्रेस पैकेज में तैयार किया गया है, कारखाने में भेजने के लिए, सर्किट बोर्ड के चित्र गेरबर प्रारूप में बदल दिए गए थे। बोर्ड का उपयोग किए गए मामले के आकार के ठीक विपरीत किया जाता है, नाजुक कम-वर्तमान सर्किट परिरक्षण के लिए, एक परत पूरी तरह से जमीन के नीचे दी गई है। इस तरह की वायरिंग घर पर सर्किट बोर्ड के निर्माण को बहुत सरल करती है, क्योंकि यहां फोटो मास्क के सटीक संरेखण की कोई आवश्यकता नहीं है: सर्किट बोर्ड के लगभग पूरे रिवर्स साइड को एक ठोस बहुभुज से भरा जा सकता है, और फिर टर्मिनल उद्घाटन पर एक मोटी बिट के साथ bevelled किया जा सकता है जिसे ग्राउंड कनेक्शन की आवश्यकता नहीं होती है।





डिजाइन के एचएफ जनरेटर शालीनता से हवा पर सीटी बजाते हैं, बिजली तत्व बहुत गर्म होते हैं, इसलिए मामले की सामग्री का विकल्प स्वयं स्पष्ट है: बेशक यह एल्यूमीनियम होगा। हम Gainta कैटलॉग से एक तैयार-निर्मित आवास G0476 का चयन करते हैं जो आकार में लगभग उपयुक्त है। हम dremel के साथ मामले में OLED स्क्रीन के लिए विंडो को काट देंगे, मामला खुद को पावर कॉर्ड के "ग्राउंड" वायर से सीधे जोड़ा जाएगा, साथ में टांका लगाने वाले लोहे के तार और मुद्रित बोर्ड के "द्रव्यमान" के साथ।

दुर्भाग्य से, एक एलसीडी के बजाय एक अधिक विषम OLED को जोड़ने का विचार मेरे मन में आया जब बोर्डों को कारखाने के लिए आदेश भेजा गया था। WinStar द्वारा बनाए गए OLED स्क्रीन WEH001602AGPP5N00001 के इनपुट CMOS स्तर एलसीडी के मानक टीटीएल स्तरों से भिन्न होते हैं, ताकि कान के साथ सामंजस्य हो जब + 5 वी डिस्प्ले कंट्रोलर और इसकी बैकलाइट को आपूर्ति की जाती है, और तार्किक संकेतों को माइक्रोप्रोसेसर से + 3.3V द्वारा संचालित किया जाता है, यहां। लुढ़कता नहीं है। इसलिए, स्क्रीन पावर को 3.3 वी लाइन से तार दिया जाना था।

हस्तक्षेप के स्तर को कम करने के लिए, बोर्ड और स्क्रीन को जोड़ने वाले "केबल" में 390 ओह्स के नाममात्र मूल्य के साथ एक शोर लूप जोड़ा गया था, और माइक्रोकंट्रोलर तांबे की पन्नी स्क्रीन के साथ कवर किया गया है। सामान्य ऑपरेशन के दौरान, एक मैटिंग भाग को प्रोग्रामिंग कनेक्टर पर रखा जाता है, जो डिबगिंग को सीधे जमीन पर ले जाता है, और एनआरएसटी - कैपेसिटर के माध्यम से।

अंत में, विकसित डिवाइस पूरी तरह से दिखाई दिया:



अब टांका लगाने वाले लोहे का ताप इस प्रकार है:

भोज

आइए अब मोटे तौर पर अनुमान लगाते हैं कि इस मनोरंजन ने हमें क्या लागत दी:

रेडियो घटक - लगभग 3000 रूबल (यहां सबसे महंगे तत्व 1000 रूबल के लिए HiperLCS चिप हैं, और ओएलईडी स्क्रीन - एक और 600 रूबल);
मुद्रित सर्किट बोर्डों का उत्पादन, 10 टुकड़ों के लिए लागत - 2700 रूबल;
केस - 500 रूबल।

उच्च आवृत्ति बिजली की आपूर्ति की कुल लागत लगभग 6,200 रूबल थी। उन्होंने एक स्टैंड (11,000 रूबल) और दो कारतूस (6,000 रूबल) के साथ टांका लगाने वाले लोहे के लिए अतिरिक्त धन का भुगतान किया।

बेशक, इन राशियों को थोड़ा अनुकूलित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, ईबे पर उपयोग किए गए मैटल घटकों का एक विस्तृत वर्गीकरण प्रस्तुत किया गया है, जिस स्थिति में हम कुछ दसियों डॉलर के बारे में बात कर सकते हैं, लेकिन यह संभवतः व्यक्तिगत प्राथमिकता का मामला है।

शुद्धिपत्र

1. क्वार्ट्ज गुंजयमान यंत्र के लोड कैपेसिटर के सर्किट को गलत तरीके से वायर्ड किया जाता है, और सभी हस्तक्षेप को इकट्ठा करता है। ऐसा करने का अधिकार है मूल्यवान स्पष्टीकरण के लिए अलेक्जेंडर चुलकिन के लिए धन्यवाद;
   
2. एक काम कर रहे स्टेशन पर टांका लगाने वाले लोहे के तार को डिस्कनेक्ट करने का समर्थन नहीं किया जाता है, कभी-कभी यह माइक्रोकंट्रोलर के पुनरारंभ की ओर जाता है। हमें आरएफ भाग के अतिरिक्त परिरक्षण के बारे में सोचने की आवश्यकता है (लेकिन यह सटीक नहीं है)।
   

निष्कर्ष

खैर, अब सबसे महत्वपूर्ण बात जिसके लिए यह सब था: डिवाइस के साथ काम करने का रोमांच। यह एक छोटे और हल्के उपकरण को पकड़े हुए, बहुत शक्तिशाली और बहुत गर्म टांका लगाने वाले लोहे के साथ काम करने जैसा लगता है। क्या यह धन और प्रयास के लायक है? कहना मुश्किल है। मैं इस सवाल को खुला छोड़ दूंगा।