Силовая электроника своими руками

Содержание

Блок питания – классический флайбэк. Поверх первичной обмотки трансформатора блока питания намотана экранирующая обмотка тем же проводом. Её витки должны полностью закрывать первичную обмотку, а направление намотки должно совпадать с направлением намотки вторичных обмоток. Все обмотки изолируются между собой лакотканью или малярным скотчем. Настройка заключается в подборе сопротивления R1, для того чтобы получить напряжение 20-22 В для питания реле.

Силовая часть инвертора особенностей не имеет, всё показано на схеме. Следует предусмотреть существенные радиаторы для входного выпрямителя, силовых ключей и выходного выпрямителя. Ключи желательно припаять к медным подложкам, как описано здесь. От габаритов радиаторов и интенсивности их обдува будет зависеть постоянная времени работы сварочного аппарата. Единственный термодатчик, который используется в схеме управления нужно будет разместить внутри корпуса того радиатора, который больше всего нагревается.

Блок управления.

Блок управления построен на основе распространенного ШИМ-контроллера TL494 с задействованием одного канала регулирования. Этот канал стабилизирует ток в дуге. Задание тока формирует микроконтроллер с помощью модуля CCP1 в режиме ШИМ на частоте примерно 75 кГц. Заполнение ШИМ будет определять напряжение на конденсаторе C1. Величина этого напряжения определяет величину сварочного тока.

Настройка инвертора.

Силовая часть пока обесточена. Предварительно проверенный блок питания подключаем к блоку управления и включаем его в сеть. На индикаторе загорятся все восьмёрки с точкой в младшем разряде. Включаем осциллограф в провода Out1 и Out2. Контролируем наличие двухполярных импульсов частотой 40-50 кГц с полочкой мёртвого времени не менее 1,5 мкс между ними. Величину мёртвого времени можно подкорректировать, изменив напряжение на входе DT(4) у TL494. После этого нужно осциллографом проверить напряжение на затворах ключей. Там должны быть прямоугольные импульсы с фронтами не более 500 нс, частотой 40-50 кГц и амплитудой 15-18 В.

Если всё так, собираем полностью схему инвертора и включаем его в сеть. На индикацию сначала будут выведены восьмёрки, затем должно включиться реле и индикатор покажет 120 А. Если восьмёрки продолжают гореть, значит напряжение в сварочных проводах не превышает 100 В. Ищем причину и устраняем её.

Если всё так, то кликая кнопками пробуем изменять задание тока. Если удерживать одну из кнопок, то изменение задания тока будет происходить автоматически. Изменение задания тока должно пропорционально изменять напряжение на конденсаторе C1.

Кликаем обе кнопки одновременно. Переходим в режим отображения температуры. Если показания температуры не верны, то подбирая сопротивление резистора R2, добиваемся точных показаний.

Если всё так, устанавливаем задание 20 А и включаем в сварочные провода нагрузочный реостат сопротивлением 0,5 Ом. Реостат должен выдерживать протекание тока не менее 60 А. К выводам шунта подключаем вольтметр магнитоэлектрической системы со шкалой на 75 мВ, например прибор Ц 4380. На нагруженном инверторе пытаемся изменять задание тока и по показаниям вольтметра контролируем ток. Ток должен меняться пропорционально заданию. Выставляем задание тока 50 А. Если показания вольтметра не соответствуют 50 А, то на выключенном инверторе впаиваем сопротивление R3 другого номинала. Подбирая сопротивление R3 добиваемся соответствие задания тока измеренному.

Если всё так, можно попытаться варить, после 1 минуты сварки током 120 А выключаем инвертор из сети и ищем самый горячий радиатор. В этот радиатор необходимо вмонтировать датчик температуры.

Инструкция по эксплуатации.

При включении инвертора в сеть контроллер автоматически выставляет величину задания сварочного тока 120 А. Если при включении, напряжение в сварочных проводах не превысит 100 В, то индикатор будет отображать восьмёрки, это свидетельствует о неисправности. При нормальном запуске восьмёрки должны смениться отображением задания тока 120 А. Кликая кнопками можно изменить величину задания в пределах от 20 до 160 А.

Если нужно контролировать температуру инвертора во время работы, необходимо кликнуть обе кнопки одновременно, при этом индикатор будет показывать текущую температуру радиатора.

Если температура радиатора во время работы превысит 75 градусов, то независимо от режима индикации, которая была в этот момент, индикатор начнёт отображать температуру радиатора, включится прерывистый звуковой сигнал. Работа инвертора при этом не блокируется, но величина задания тока будет автоматически сброшена до 20 А.

Как только температура понизится ниже 65 градусов прерывистый звуковой сигнал выключится, индикация будет той, которая была до превышения температуры. Задание тока будет 20 А.

Если произойдёт обрыв датчика температуры, индикатор выдаст код ошибки Ert1, включится прерывистый звуковой сигнал. Работа инвертора при этом не блокируется, но величина задания тока будет автоматически сброшена до 20 А.

Если произойдёт замыкание датчика температуры, индикатор выдаст код ошибки Ert0, включится прерывистый звуковой сигнал. Работа инвертора при этом не блокируется, но величина задания тока будет автоматически сброшена до 20 А.

Мощная электронная нагрузка своими руками

Приветствую, Самоделкины!
Перед вами довольно мощные силовые биполярные транзисторы ТК235-32 с током коллектора аж 32 ампера и силовые диоды ДЧ135-80 на 80А.

Этих монстров автор YouTube канала «AKA KASYAN» приобрел на местной барахолке, к ним также прилагались соответствующие радиаторы.

Итак, что же можно сделать использую такие комплектующие? Первое, что приходит на ум — лабораторный линейный блок питания колоссальной мощности. Но такой уже имеется у автора в мастерской, а вот электронная нагрузка большой мощности — прибор гораздо более востребованный в данный момент (ну по крайней мере для автора данной самоделки), поэтому было принято решение сделать своими руками электронную нагрузку используя имеющиеся под рукой детали.

Для начала давайте пробежимся по основным характеристикам вышеупомянутого устройства. Диапазон регулировки тока буквально от 0 до 80А, кратковременно до 100А, в теории можно снять вплоть до 200А, при условии, что датчики тока (помечены на изображении ниже) будут заменены на более низкоомные.

Максимальное входное напряжение до 60В, можно и больше, все зависит от напряжения транзисторов.

Также электронная нагрузка имеет защиту от переполюсовки. Максимальная рассеиваемая мощность составляет порядка 1500-1600Вт. Такое устройство способно нагрузить практически любые источники питания, даже сварочные инверторы ему под силу, но тут важно не превысить максимальную мощность, а она тут, как уже было сказано выше, составляет 1600Вт. При этом стоит отметить, что все 1600Вт в данном случае пойдут на нагрев, так что это достаточно серьезный обогреватель.

Думаю, вы согласны с тем, что вышеприведенные характеристики действительно внушительные для линейной нагрузки. Токовые нагрузки с похожими параметрами стоят не мало, естественно наша версия будет без особых наворотов.

Внимание! Стоит сразу отметить несколько моментов во избежание дополнительных вопросов. Во-первых, схемы получилась довольно большой и скорее всего некоторые мелкие детали не будут видны. Схему в хорошем качестве вы найдете в архиве проекта. Также ссылка на скачивание архива находится в описании под оригинальным видеороликом автора.

Во-вторых, номиналы некоторых элементов схемы могут отличаться от тех что установлены на плате, но устройство будет работать в обоих случаях.

В-третьих, в схеме были применены наиболее предпочтительные транзисторы TIP142, это составные ключи, которыми просто управлять и драйвер при этом нагреваться почти не будет, но общая мощность нагрузки с указанными на схеме ключами будет меньше, чем в данном случае, так как транзисторы тут применены гораздо более мощные.

Четвертое. На печатной плате нет посадочных мест для силовых транзисторов и также они отсутствуют и для датчиков тока.

Также следует обратить внимание на надписи B(VT1), B(VT2) и т.д., эти точки подключаются к базам соответствующих силовых транзисторов.

Тоже самое касается маркировок E(VT1), E(VT2) и так далее, они подключаются к эмиттерам соответствующих транзисторов.

Ну и наконец последний, пятый пункт. Отмеченный на изображении ниже резистор задает пределы выходного тока.

Чем меньше значение данного сопротивления, тем больше ток. Указанный резистор необходимо подбирать.
Автор провел многочисленные эксперименты с получившимся устройством, чтобы выяснить какую мощность может рассеять транзистор в таком корпусе, максимальный ток коллектора, и как сильно будет нагружен управляющий драйвер при различных значениях тока на силовом транзисторе.

Испытания прошли успешно, ни один транзистор при этом не пострадал. Опытным путем стало ясно, что заявленные производителем 32А транзисторы держат. Корпус способен рассеять 150Вт, а при наличии вентилятора и все 200Вт.

Значение 200Вт с каждого транзистора, согласитесь, весьма неплохо. И того на каждый радиатор автор прикрутил, используя термопасту, 4 ключа. Таких радиаторов в данном случае 2 штуки.

Далее точно таким же образом на каждый радиатор были прикручены по одному 80-амперному диоду. О их назначении позже, а сейчас давайте перейдем к схеме электронной нагрузки.

По сути, это обыкновенный стабилизатор тока на операционном усилителе. Каждый канал операционного усилителя управляет своим каскадом, а таких каскадов у нас 8 штук.

Все каскады по факту соединены параллельно, но работа одного не зависит от другого. В эмиттерной цепи каждого транзистора подключен датчик тока в виде 2-ух параллельно включенных низкоомных резисторов мощностью по 5Вт. Значение сопротивления отдельного резистора от 0,1 до 0,22 Ом.

Операционный усилитель следит за падением напряжения на этом резисторе и сравнивает его с опорным. Далее в зависимости от разницы он увеличивает или уменьшает выходное напряжение, что в свою очередь приводит к открыванию или закрыванию транзистора драйвера, а, следовательно, то же самое происходит и с силовым транзистором.

Стоит отметить, что приведенная схема работает в линейном режиме, поэтому транзисторы в процессе открыты или закрыты частично, это зависит от выходного напряжения операционного усилителя.

Чем больше открыт силовой транзистор, тем больше ток в цепи и наоборот. Как уже было сказано выше, вся мощность выделяется в виде тепла на силовых транзисторах и датчиках тока, поэтому, если захотите повторить данный проект, в первую очередь позаботьтесь о хорошем охлаждении данных компонентов схемы. Автор использовал достаточно хорошие алюминиевые радиаторы в виде бруска.

Теперь давайте перейдем непосредственно к самой плате. Она получилась довольно неплохая. Так как у нас 8 каскадов и количество операционных усилителей должно быть соответствующим, поэтому были использованы микросхемы lm324 в количестве 2-ух штук.

Отдельно взятая микросхема состоит из 4-ех независимых операционников, именно то, что нужно.

Рассмотренная схема питается от линейного стабилизатора на 12В. Потребление схемы незначительное, поэтому стабилизатор 7812 в радиаторе не нуждается.

Как наиболее дешевый доступный и достаточно точный опорный источник — старая добрая tl431.

Регулировка тока осуществляется вращением переменного резистора:

Данный резистор по факту изменяет опорное напряжение. А так как мощность нагрузки у нас не маленькая, то был добавлен еще один переменный резистор меньшего сопротивления.

Первый переменник используется для грубой регулировки, второй соответственно для более плавной. Плата управления нуждается в маломощном источнике питания. Например, ее можно запитать от батареек или аккумуляторов. Такое решение сделает нагрузку полностью автономной.

Силовые диоды, о которых упоминалось в начале статьи, установлены на входе нагрузки. На них выполнена защита от переполюсовки. Обратное напряжение и ток диода стоит подбирать с двойным запасом. В дальнейшем автор планирует изменить защиту на другую, скорее всего на полевых транзисторах.

Также в данной конструкции применен мультифункциональный цифровой индикатор на 300В, 100А.

Теперь настало время силовых испытаний. Нагружать будем вот этот источник питания:

Это 12В 83А импульсный блок питания. Ток регулируется довольно плавно. Мощность, которую в данный момент рассеивает нагрузка составляет порядка 900Вт.

Вот так родился на свет еще один монстр, придумать другое название этому зверю довольно трудно, конские радиаторы и силовые ключи, зверская мощность, что ещё нужно для полного счастья. На сегодня это все. Благодарю за внимание. До новых встреч!

Видеоролик автора:

Источник

Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Простые схемы для начинающих радиолюбителей

76 844

Простая мигалка на одном транзисторе

Бывает сильная надобность заставить светодиод мигать, для усиления привлечения внимания человека к сигналу. Но делать сложную схему просто нет времени и места для размещения радиоэлементов. Я покажу вам схему, состоящую всего из трех, которая

34 232

Простая светомузыка на 220 В

Это простейшая светомузыка имеет всего один элемент. Да, абсолютно один и ничего кроме: ни резисторов, ни транзисторов… Собрать такую светомузыкальную установку вполне реально за 30 минут. Все что вам понадобится это одно твердотельное реле.

82 477

Простой металлоискатель

Я без сомнения могу сказать, что это самый простой металлоискатель из всех что я видел. В основе которого лежит всего одна микросхема TDA0161. Вам не нужно будет ничего программировать – просто собрать и все. Еще, его огромное отличие в том, что он

22 404

Простая настенная подсветка-лампа

Эта настенная лампа дает гладкую и ровную подсветку. Достигается это тем, что свет отражается от внешних препятствий и рассеивается. Такой своеобразный светильник можно при желании собрать минут за 30, имея конечно все под рукой. Эта настенная

27 420

Простая схема детектора мобильного сигнала

Детектор сигнала мобильного телефона может обнаружить присутствие активированного сотового телефона на расстоянии около полтора метра. Таким образом, детектор можно использовать для предотвращения использования мобильных телефонов на экзаменах, в

70 316

Простой драйвер для мощного светодиода

Наверное, каждый, даже начинающий радиолюбитель знает, что для того чтобы подключить обычный светодиод к источнику питания нужен всего один резистор. А как быть если светодиод мощный? Ватт так на 10. Как быть тогда? Я вам покажу способ сделать

48 590

Питание светодиода от батарейки 1,5 вольта

Светодиоды давно вытеснили лампочки накаливания практически из всех сфер. Оно и понятно: светодиод по яркости превосходит лампы, учитывая его энергопотребление. Но есть и у светодиодов ряд недостатков. О всех говорить мы конечно не будем, а вот один

129 817

Самый простой инвертор 1,5 В – 220 В

Я не встречал схемы инвертора проще чем эта. Для повторения вам понадобиться минимум деталей – их не более 10 штук. Для получения напряжения на выходе 220 вольт нам понадобиться одна пальчиковая батарейка напряжением 1,5 вольта. Инверторы необходимы

79 698

Простой детектор скрытой проводки своими руками

Детектор переменного напряжения — это устройство, которое определяет наличие переменного тока, на небольшом расстоянии без каких-либо электрических подключений к линии. Этот простой прибор поможет определить вам наличие опасного для жизни напряжения

Загрузить еще

Электронная нагрузка своими руками

Приветствую, Самоделкины!
Все мы прекрасно знаем, что китайские интернет магазины и площадки продают электронные наборы для самостоятельной сборки. Схемы, по которым они сделаны, созданы далеко не китайцами и даже не советскими инженерами. Любой радиолюбитель подтвердит, что во время повседневных изысканий очень часто приходится нагружать те или иные схемы для выявления выходных характеристик последних. Нагрузкой может являться обычная лампа, резистор или нихромовый нагревательный элемент.

Зачастую с проблемой поиска нужной нагрузки сталкиваются те радиолюбители, которые изучают силовую электронику. Проверяя выходные характеристики того или иного блока питания, будь он самодельный или промышленный необходима нагрузка, притом нагрузка с возможностью регулировки. Самым простым решением этой проблемы является использование учебных реостатов в качестве нагрузки.

Но найти мощные реостаты в наши дни проблематично, к тому же реостаты тоже не резиновые, их сопротивление ограничено. Есть только 1 вариант решения проблемы — электронная нагрузка. В электронной нагрузке вся мощность выделяется на силовых элементах – транзисторах. Фактически, электронные нагрузки можно делать на любую мощность, и они гораздо универсальнее, чем обычный реостат. Профессиональные лабораторные электронные нагрузки стоят кучу денег.

Китайцы же, как всегда, предлагают аналоги и этих аналогов бесчисленное множество. Один из вариантов такой нагрузки на 150Вт стоит всего 9-10 долларов, это немного за прибор, который по важности сопоставим, наверное, с лабораторным блоком питания.

В общем автор данной самоделки AKA KASYAN, предпочел сделать свой вариант. Найти схему устройства не составило труда.

В данной схеме применена микросхема операционного усилителя lm324, в состав которой входят 4 отдельных элемента.

Если смотреть внимательно на схему, то сразу становится ясно, что она состоит из 4-ех отдельных нагрузок, которые соединены параллельно, благодаря чему общая нагрузочная способность схемы в разы больше.

Это обычный стабилизатор тока на полевых транзисторах, которые без проблем можно заменить биполярными транзисторами обратной проводимости. Рассмотрим принцип работы на примере одного из блоков. Операционный усилитель имеет 2 входа: прямой и инверсный, ну и 1 выход, который в данной схеме управляет мощным n-канальным полевым транзистором.

Низкоомный резистор у нас в качестве датчика тока. Для работы нагрузки необходим слаботочный источник питания 12-15В, точнее он нужен для работы операционного усилителя.

Операционный усилитель всегда стремится к тому, чтобы разница напряжений между его входами равнялась нулю, и делает это путем изменения выходного напряжения. При подключении источника питания к нагрузке будет образовываться падение напряжения на датчике тока, чем больше ток в цепи, тем больше и падения на датчике.

Таким образом, на входах операционного усилителя мы получим разность напряжений, а операционный усилитель постарается скомпенсировать эту разность, изменяя свое выходное напряжение плавно открывая или закрывая транзистор, что приводит к уменьшению или увеличению сопротивления канала транзистора, а, следовательно, изменится и ток протекающий в цепи.

В схеме у нас имеется источник опорного напряжения и переменный резистор, вращением которого у нас появляется возможность принудительно менять напряжение на одном из входов операционного усилителя, а дальше происходит вышеупомянутый процесс, и как следствие, меняется ток в цепи.

Нагрузка работает в линейном режиме. В отличие от импульсного, в котором транзистор либо полностью открыт, либо закрыт, в нашем случае мы можем заставить транзистор приоткрыться настолько, насколько нам нужно. Иными словами, плавно изменять сопротивление его канала, а, следовательно, изменять ток цепи буквально от 1 мА. Важно заметить, что выставленное переменным резистором значение тока не меняется в зависимости от входного напряжения, то есть ток стабилизирован.

В схеме у нас 4 таких блока. Опорное напряжение формируется с одного и того же источника, а значит все 4 транзистора будут открываться равномерно. Как вы заметили, автор использовал мощные полевые ключи IRFP260N.

Это очень хорошие транзисторы на 45А, 300Вт мощности. В схеме у нас 4 таких транзистора и по идее такая нагрузка должна рассеивать до 1200Вт, но увы. Наша схема работает в линейном режиме. Каким бы мощным не был транзистор, в линейном режиме все иначе. Мощность рассеивания ограничена корпусом транзистора, вся мощность выделяется в виде тепла на транзисторе, и он должен успеть передать это тепло радиатору. Поэтому даже самый крутой транзистор в линейном режиме не такой уж и крутой. В данном случае максимум, что может рассеивать транзистор в корпусе ТО247 — это где-то 75Вт мощности, вот так-то.

С теорией разобрались, теперь перейдем к практике.
Печатная плата была разработана всего за пару часов, разводка хорошая.

Готовую плату нужно залудить, силовые дорожки армировать одножильным медным проводом и все обильно залить припоем для минимизации потерь на сопротивление проводников.

На плате предусмотрены посадочные места для установки транзисторов, как в корпусе ТО247, так и ТО220.

В случае использования последних, нужно запомнить, максимум на что способен корпус ТО220 — это скромные 40Вт мощности в линейном режиме. Датчики тока представляют из себя низкоомные резисторы на 5Вт, с сопротивлением от 0,1 до 0,22 Ом.

Операционные усилители желательно установить на панельку для беспаячного монтажа. Для более точной регулировки токов в схему стоит добавить еще 1 переменный резистор низкого сопротивления. Первый позволит осуществить грубую регулировку, второй более плавную.

Меры предосторожности. Нагрузка не имеет защиты, поэтому использовать ее нужно с умом. Например, если в нагрузке стоят транзисторы на 50В, значит запрещается подключать испытуемые блоки питания с напряжением выше 45В. ну чтобы был небольшой запас. Не рекомендуется выставить значение тока более 20А, если транзисторы в корпусе ТО247 и 10-12А, в случае если транзисторы в корпусе ТО220. И, пожалуй, самый важный момент — не превысить допустимую мощность 300Вт, в случае если использованы транзисторы в корпусе от ТО247. Для этого необходимо встроить в нагрузку ваттметр, чтобы следить за рассеиваемой мощностью и не превысить максимальное значение.

Также автор настоятельно рекомендует использовать транзисторы из одной партии, чтобы минимизировать разброс характеристик.

Охлаждение. Надеюсь все понимают, что 300Вт мощности у нас тупо пойдет на нагрев транзисторов, это как обогреватель на 300Вт. Если эффективно не отводить тепло, то транзисторам хана, поэтому транзисторы устанавливаем на массивный цельный радиатор.

Место прижатия подложки ключа к радиатору необходимо тщательно очистить, обезжирить и отполировать. Даже небольшие бугорки в нашем случае могут все испортить. Если решили намазать термопасту, то делайте это тонким слоем, используя только хорошую термопасту. Не нужно использовать термопрокладки, изолировать подложки ключей от радиатора тоже не нужно, все это ухудшает теплоотдачу.

Ну а теперь, наконец-то, давайте проверим работу нашей нагрузки. Нагружать будем вот такой лабораторный блок питания, который выдает максимум 30В при токе до 7А, то есть выходная мощность около 210Вт.

В самой нагрузки в данном случае установлено 3 транзистора вместо 4-ех, поэтому все 300Вт мощности мы получить не сможем, слишком рискованно, да и лабораторник больше 210Вт не выдаст. Тут вы можете заметить 12-вольтовый аккумулятор.

В данном случае он только для питания операционного усилителя. Плавно увеличиваем ток и доходим до нужной отметки.

30В, 7А — все работает отлично. Нагрузка выдержала несмотря на то, что ключи у автора из разных партий и больно сомнительные, но походу оригинальные, если не лопнули разом.

Такую нагрузку можно использовать для проверки мощности компьютерных блоков питания и не только. А также в целях разряда аккумулятора, для выявления емкости последнего. В общем радиолюбители по достоинству оценят пользу электронной нагрузки. Штука реально полезная в лаборатории радиолюбителя, а мощность такой нагрузки можно увеличить хоть до 1000Вт, включив параллельно несколько таких плат. Схема нагрузки на 600Вт представлена ниже:

Пройдя по ссылке «Источник» в конце статьи, вы сможете скачать архив проекта со схемой и печатной платой.
Благодарю за внимание. До новых встреч!

Видео:

Источник

Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Твердотельное реле своими руками

В последнее время набрали популярность твёрдотельные реле. Для очень многих устройств силовой электроники твёрдотельные реле стали просто необходимы. Их преимущество в несоизмеримо большем количестве срабатываний, по сравнению с электромагнитными реле и большой скоростью переключений. С возможностью подключения нагрузки в момент перехода напряжения через ноль, тем самым избегая тяжёлых пусковых токов. В некоторых случаях их герметичность тоже играет свою положительную роль, но одновременно лишая владельца такого реле преимущества в возможности ремонта с заменой некоторых деталей. Твёрдотельное реле, в случае выхода из строя, не ремонтируется и подлежит замене целиком, это его отрицательное качество. Цены на такие реле несколько кусаются, и получается расточительно.
Попробуем вместе сделать твёрдотельное реле своими руками с сохранением всех положительных качеств, но, не заливая схему смолой или герметиком, чтобы иметь возможность ремонта, в случае выхода из строя.

Схема

Посмотрим схему этого очень полезного и нужного устройства.

Основу схемы составляют силовой симистор Т1 — BT138-800 на 16 Ампер и управляющий им оптрон МОС3063. На схеме выделены чёрным цветом проводники, которые нужно проложить медным проводом повышенного сечения, в зависимости от планируемой нагрузки.
Управление светодиодом оптрона мне удобнее запитать от 220 Вольт, а можно от 12 или 5 Вольт, кому как нужно.

Для управления от 5 Вольт, нужно гасящий резистор 630 Ом поменять на 360 Ом, остальное всё одинаково.
Номиналы деталей рассчитаны на МОС3063, если примените другой оптрон, то номиналы нужно пересчитать.
Варистор R7 защищает схему от бросков напряжения.
Цепочку индикаторного светодиода можно совсем убрать, но с ней получается нагляднее, что аппарат работает.
Резисторы R4, R5 и конденсаторы C3, C4 служат для предотвращения выхода из строя симистора, их номиналы рассчитаны на ток не выше 10 Ампер. Если потребуется реле на большую нагрузку, то номиналы нужно пересчитывать.
Радиатор охлаждения для симистора впрямую зависит от нагрузки на него. При мощности триста Ватт, радиатор не нужен вовсе, и соответственно – чем больше нагрузка, тем больше площадь радиатора. Чем меньше будет симистор перегреваться, тем дольше проработает и поэтому даже кулер охлаждения не будет лишним.
Если вы планируете управлять повышенной мощностью, то наилучшим выходом будет поставить симистор большей мощности, например, ВТА41, который рассчитан на 40 Ампер, или подобный ему. Номиналы деталей подойдут без пересчёта.

Детали и корпус

Нам потребуется:

F1 — предохранитель на 100 мА.
S1 — любой маломощный переключатель.
C1 – конденсатор 0.063 мкФ 630 Вольт.
C2 – 10 — 100 мкФ 25 Вольт.
C3 – 2.7 нФ 50 Вольт.
C4 – 0.047 мкФ 630 Вольт.
R1 – 470 кОм 0.25 Ватт.
R2 – 100 Ом 0.25 Ватт.
R3 – 330 Ом 0.5 Ватт.
R4 – 470 Ом 2 Ватта.
R5 – 47 Ом 5 Ватт.
R6 – 470 кОм 0.25 Ватт.
R7 – варистор TVR12471, или подобный.
R8 – нагрузка.
D1 – любой диодный мост на напряжение не менее 600 Вольт, или собрать из четырёх отдельных диодов, например — 1N4007.
D2 – стабилитрон на 6.2 Вольта.
D3 – диод 1N4007.
T1 – симистор ВТ138-800.
LED1 – любой сигнальный светодиод.

Изготовление твердотельного реле

Сначала намечаем размещение радиатора, макетной платы и прочих деталей в корпусе и закрепляем их на места.

Симистор нужно изолировать от радиатора охлаждения специальной теплопроводной пластиной с применением теплопроводной пасты. Паста должна слегка вылезти из-под симистора при закручивании крепёжного винта.

Далее размещаем следующие детали в соответствии со схемой и припаиваем их.

Припаиваем провода для подключения питания и нагрузки.

Помещаем устройство в корпус, предварительно испытав его при минимальной нагрузке.

Испытание прошло успешно.

Смотрите видео

Смотрите видео испытания устройства совместно с цифровым регулятором температуры.

Б.Ю.Семенов Силовая электроника для любителей и профессионалов

От автора

Начну с того, что вопросами импульсных источников электропитания я профессионально занимаюсь несколько лет, но и в свободное от работы время что-нибудь мастерю для дома. Идея написать эту книгу возникла у меня после долгого виртуального общения в Интернете с неутомимым коллегой-радиолюбителем, задумавшим без подготовки сделать недорогой импульсный сварочный аппарат. Поначалу, познакомившись на одном из сетевых форумов, мы перебрасывались письмами, в которых обсуждали нехитрые идеи, предлагаемые нашими собратьями по паяльнику. Но однажды мой собеседник с досадой сообщил, что при очередном испытании сварочного аппарата у него сгорел, немало надымив, последний комплект дорогих транзисторов. Отчаяние было столь велико, что коллега решался вообще не связываться больше с импульсной техникой. Вспомнив едкий запах горелых радиодеталей, которым мне не раз приходилось дышать, я попросил прислать схему на нелицеприятный профессиональный разбор … Так завязалась наша долгая плодотворная переписка, в которой я частенько отвечал на, казалось бы, элементарные вопросы. Но без прояснения их дело не могло сдвинуться. Позже к переписке подключились еще несколько радиолюбителей, которым я просто отправлял готовые письма по интересующим темам. Удивительно, но насколько вопросы разных людей совпадали!

Почему проектирование и даже ремонт импульсных источников электропитания вызывают столько кажущихся неразрешимыми вопросов? Все дело в том, что силовая импульсная техника не прощает ошибок, не дает времени на «разбор полетоВ)) — один неверный шаг, и она просто сгорает, как новогодняя хлопушка, мгновенно. Авторы прекрасной схемотехнической книги П. Хоровиц и У. Хилл пишут об импульсной силовой технике так: «Импульсные источники сложны и хитроумны с точки зрения надежности. Необходимы специальные индуктивности и трансформаторы. Наш совет — откажитесь от их проектирования, покупайте то, что вам нужно!» Действительно, лет десять назад этот совет бьш весьма актуален. Теперь же, с появлением таких интересных представителей силовой электроники, как транзисторы MOSFET, IGBT, мощные диоды Шоттки, диоды HEXFRED, защитные диоды TRANSIL, драйверы управления силовыми транзисторами и интегральные микросхемы «все в одном корпусе», — эти компоненты значительно упростили проектирование импульсных источников, позволяя достичь неплохих результатов даже в домашней радиолюбительской лаборатории. Однако и при современном уровне развития силовой элементной базы проектирование импульсного источника остается «задачкой со многими неизвестными».

Особенно трудно начинать знакомство с импульсной техникой молодому профессиональному разработчику. Сложность здесь вот какая. Многочисленные отечественные книги по силовой электронике, изданные в 70-80-е годы, рассчитаны на опытного читателя. Сведения, содержащиеся в них, как правило, слишком трудны для понимания начинающими разработчиками и радиолюбителями. Обычно авторами предполагается, что читатель уже имеет колоссальный опыт и ему остается прояснить только некоторые детали. Иностранные же книги, в целом доступно излагающие материал, далеко не все могут найти, а найдя, прочитать. В последние годы по вполне понятным причинам бьшо издано лишь несколько книг по импульсной технике, которые можно было бы использовать практически. Институтские учебники не в счет — их авторы обычно обходят стороной очень важные специальные вопросы.

Пока автор писал эту книгу, в книжных магазинах появился справочник 33. К сожалению, и эта новая книга оказалась написанной в традициях 10-20-летней давности. Основное внимание в ней уделяется проектированию на основе мощных биполярных транзисторов.

О полевых транзисторах написано чуть меньше пяти страниц, а транзисторы IGBT вообще не упомянуты. Плохо донесены до читателя вопросы опасного влияния паразитных параметров на работу схем, практически нет сведений о том, как защищаться от этих опасностей.

Лучшим изданием, посвященным проектированию импульсных источников, автор считает книгу [2]. Эта книга была издана в 1985 году и за прошедшие годы во многом не потеряла своей актуальности. Из книг по теории полевых приборов, на взгляд автора, лучшим является издание, переведенное на русский язык в 1985 году. Возможность выхода во всемирную компьютерную сеть Интернет открывает для разработчика широкие возможности информационного поиска. Большинство ведущих мировых фирм содержат серверы, где можно бесплатно получить исчерпывающую информацию по всей продукции в популярном формате PDF.

Силовая электроника своими руками – Инвертор с чистым синусом за 15 минут или «силовая электроника — каждому» / Habr