Самодельная ультразвуковая ванна?

Друзья,

Мне тут понадобился subj. Для отмывки плат, конечно.

Так, вот, поиски показали, что предлагаемые недорогие ванны все имеют недостаточные внутренние размеры. Из чего автоматически вытекает мысль - сделать самому.
Вот из этого:
http://www.ebay.som/itm/AC-220... 41940fac6f

http://i.ebayimg.som/00/s/NzAwWDgwMA==/z/IjcAAOSw7aBVJY0t/$_57.JPG
И этого:

http://holodmax.som.ua/assets/images/catalog/gastroemkosti/stomdart/gastro.JPG
Глубину и размеры можно выбрать по необходимости.

Вопросы:
1. Какие варианты крепления излучателя к емкости?
2. Как драйвер отнесется к симисторному регулированию мощности?

Спасибо.

0

Вообще говоря, такую байду на эпоксидке надо было сразу выдерживать 24 часа (а лучше 48). Или запекать склейку, чтобы полимеризация сразу произошла. А вот пробное включение на сыром шве могло его (шов) подпортить в плане добротности.

0

Доброго вам, джентльмены. ))

Имею вопросы относящиеся к сабжу.

Нашёл в мусоре девайсий. (см. фото) Размер каждого из двух пьезоэлементов - около 49 х 7 мм.
Габаритный диаметр 55 мм.
Происхождения древнего. Маркировок никаких.
PS Частота резонанса около 25 кгц.

1. Может, кто опознает, что за зверь?
2. Каковы ориентировочно электрические параметры (мощность, напряжение) если судить по размерам пластин?
3. Возникла идея установить излучатель на крышке ванны, с частичным (3...5 мм) погружением в жидкость. ПМСМ это добавило бы универсальности. ?


http://**************************/download/file.php?id=24742&sid=d8e38be099258a0f27 92f6d4e9ba64f2

0

Чтобы не плодить темы, спрошу здесь.
Занимаюсь ремонтом ванны Сапфир на 12 литров. Запустить удалось, вроде бы работает. Но опыта маловато и не знаю, правильно работает или не очень.

1. Выход схемы - резонансный повышающий трансформатор, перед ним пуш-пул на ИГБТ. При регулировке частоты есть явно выраженный максимум - усиливается кавитация, возрастает шум, и возрастает ток потребления. А я думал, что ток потребления на резонансной частоте должен как раз снижаться, ведь контур параллельный (обмотка+пьезики). Или так и должно быть?

2. Есть подстройка скважности на TL494, я ее не трогал, сейчас она выставлена на коэффициент заполнения 67%. (или как правильно - 33%? на затворе импульс 10 мкс, пауза 20 мкс). Как я понимаю, от этого зависит выходная мощность. На что ориентироваться, если я ее захочу настраивать?

3. По паспорту мощность УЗ излучателя 200 Вт. Сейчас генератор потребляет от сети 220 В ток 1.35А, это вроде бы в 1.5 раза больше, чем заявлено, но все работает штатно, транзисторы холодные. Так оставить или уменьшить?

4. В инструкции сказано, что воду можно сливать только через 5-10 минут после выключения генератора. С чем это связано? В голову ничего не приходит.

5. В схеме есть частотный модулятор. Он незначительно изменяет частоту 35 кГц с частотой 860 Гц. Зачем так сделано?

0

В этих системах настройка сплошное "шаманство". Там есть электрический резонанс (ток-напряжение) и механический ( типа скорость- сила, давление) они не совпадают (почти совпадают). Настройка частоты где то между.Механический зависит от много чего, в том числе и от загрузки ванны.

Считается что на качество мойки влияет кавитация и установившиеся течения ( забыл как правильно). Так вот, качают частоту чтоб избавиться от стоячих волн в ванне и создать эти установившиеся течения (дают качество мойки по всему объему ванны).

Сколько видел настройка происходит на слух, на пощипывание пальца опущенного в ванну, иногда бросают фольгу и смотрят на её эрозию.

0

Kir, спасибо. Ну что ж, я чувствую, что больше советов не будет, а ванну пора выдавать клиенту. Действительно, нашлось множество интересных точек настройки. В одних больше шум и "дымок", в других сильнее бурлит поверхность, в третьих возрастает ток потребления. Наверно, настрою компромиссно, чтобы всех эффектов было понемногу :)

0

Вот скорее надо выбрать те точки, где шум и дымок. Это признаки кавитации, ради которой собственно УЗ-излучатели и применяются.

Спасибо, поздно, уже выдал. Но настроил не в точке максимального шума и дымка, а где-то близко к точке максимального бурления воды, при этом явлений кавитации заметно меньше.

0

Верхний ключ греется сильнее, чем нижний. В связи с чем вопрос - а как посмотреть импульс на затворе верхнего ключа? Массу осцилла ведь нельзя подключить истоку.

0

Вот схема выходной части и осциллограмма на выходе ключей.

0

В точке соединения конденсаторов C4, C5.

0

Датчик тока - резистор R8.

0

Диод VD1 оказался в обрыве, но как-то работало... Я в трансе... Заменил его на SF18. Ток потребления возрос с 1.3А до 2А, шум и бурление бешеное. Форма импульса на выходе ключей улучшилась (верхняя полка стала ровнее), но не до конца. Некоторый нагрев верхнего ключа остался, ситуация всё ещё оставляет желать лучшего.

0

Импульсы на затворах ключей при отключенном высоком напряжении. Красный - нижний ключ, желтый - верхний.

0

А зачем R4 стоит в схеме? Он будет мешать открывать и закрывать верхний транзистор.
Если это для уменьшения тока зарядки бутстрепной ёмкости, то его надо последовательно с VD1 ставить.

Кстати бутстрепная ёмкость ИМХО мелковата, посмотри осциллографом всё ли там ок.

PS Керамика на питании IR2101 стоит, но не нарисована?

0

Сообщение от яверт А зачем R4 стоит в схеме? Он будет мешать открывать и закрывать верхний транзистор. Если это для уменьшения тока зарядки бутстрепной ёмкости, то его надо последовательно с VD1 ставить.

Этот резистор ставят для уменьшения тока через вывод VS от отрицательного выброса на индуктивной нагрузке. Вот здесь подробнее http://www.irf.som/technical-i... dt97-3.pdf

Кстати бутстрепная ёмкость ИМХО мелковата, посмотри осциллографом всё ли там ок.

Я бы с радостью, но вижу только выходной сигнал размахом 300 вольт, а как на его фоне посмотреть, все ли нормально с сигналом 15 вольт? Я как раз об этом и спрашивал. Проблема в том, что "общий" крокодил осциллографа нельзя подключать к выходу ключей, чтобы посмотреть сигнал на затворе.

Да, мне тоже показалось, что емкость маловата, но расчеты показывают, что для частоты 35 кГц ее вполне достаточно. Падение за период от токов потребления верхнего драйвера не более 10 мВ, падение на зарядку входной емкости верхнего ключа не более 0.3В.

PS Керамика на питании IR2101 стоит, но не нарисована?

Да, она там есть, 100 нан между 1 и 4 ногой.

У меня подозрение на драйвер - вообще-то IR2101 слабоват, и сам аппарат после двух вылетов ключей, любая деталька может быть подозрительна, в том числе и драйвер. Сейчас я купил IR2113, буду менять, посмотрим что получится. У нее разделены шины COM и Vss и допускают разбег между ними 5 вольт.

0

А если гальванически развязать питание устройства или осциллографа трасформатором 1 к 1?

0

Он и так внутри развязан, с гальванической связью проблем нет.
Есть проблема с высокочастотным напряжением размахом 300 вольт. Это почти радиопередатчик. Я не рискну подавать это на корпус дорогого цифрового осциллографа. Лет 20 назад я запросто соединял землю осцила с такими точками, не особо задумываясь :) Но и осцилы тогда были попроще, типа С1-65 или ОМЛ-3, им пофик.

0

После многодневного сражения с ванной я закончил ее ремонт.
В окончательном варианте имеется драйвер IR2113, включенный по упрощенной схеме вместо IR2101. В качестве ключей ИГБТ NGTG15N60S1EG по 2 штуки в параллель, шунтированы защитными диодами STTH30R03 по две штуки параллельно-последовательно (что было в наличии). Резисторы в затворах 12 ом, по выводу VS 5.6 ом. Фронты стали очень крутыми, менее 10 нс на выходах драйвера. На затворах 150-180 нс. На выходе ключей переключение происходило за 100 нс, получается скорость изменения напряжения 3 кВ/мкс! Это оказало плохую услугу - когда собрал изделие, чтобы уже готовиться отдавать, начал испытывать - и слышу какие-то потрескивания вместо ровного шума. Опять разобрал, подключился осциллографом - работает нормально. Отключил осциллограф - потрескивания появились! Оказалось, что очень крутой высоковольтный фронт генерит помехи на всех шинах до 3 вольт, что вызывает сбои TL494 и измерителя тока. От этого триггер переключается нестабильно, а схема защиты по току вызывает ложные срабатывания и выключение генерации. Проблема решилась надеванием ферритовых колечек от энергосберегаек на провод коллектора - верхний ключ, и на провода вместе эмиттер и затвор - нижний ключ. Скорость нарастания напряжения в результате снизилась до 2 кВ/мкс, время переключения возросло до 140 нс, напряжение помех уменьшилось радикально, до 0.5-0.7В, генератор заработал стабильно.

По поводу настройки дедтайма. В схеме есть регулировка дедтайма, от которой зависит мощность на выходе и потребляемый ток. Оказалось, что оптимальной настройкой является такая, что сигнал на выходе как можно лучше изображает синусоиду, т.е. длительность импульса около 10-11 мкс, пауза 4-5 мкс. С такой настройкой ток потребления приемлемый (1.3А), мощность на ванну подается не самая максимальная, но достаточная для кавитации. Погонял по 15-20 минут, мне показалось, что с прогревом кавитация уменьшается, скорее всего, это связано с деградацией пьезошайб преобразователя и поэтому дальнейших ухищрений это изделие уже не заслуживает.

Нагрев радиаторов транзисторов составил 48 градусов верхний ключ и 43 градуса нижний. Хотя ключи теперь уже точно работают правильно, но загадка осталась - почему в симметричной схеме наблюдается разбаланс мощностей ключей. Возможно, это как-то связано с конденсаторами C4 и C5 - из них С5 (нижний) тоже был горячее, чем С4, градусов на 5.

PS. Время еще есть, может, заменить все эти конденсаторы к такой-то матери?

0

На плате вообще все детали греются. Токовый шунт до 135 градусов (уже вынес на нижнее основание), выходной трансформатор 100, резисторы снабберов 100, силовой диодный мост 95, конденсаторы С4,5 до 55, даже входной дроссель помех до 70. В целом наверно ватт 20 улетает в тепло. Конденсаторы поменяю на всякий случай. Они на 250 вольт, и не исключено, что при вылете верхнего ключа зацепило нижний конденсатор. Поставлю на 400 вольт.

Шайбы работают в резонансе, при уводе частоты кавитация полностью пропадает. Нетипичный - что значит? Не думаю, чтобы производитель заложил работу на гармонике.

0

Не, не помогает. В общем, складывается впечатление, что шайбам постепенно приходит гаплык и нет смысла дальше возиться.
Конденсаторы поменял, ничего не изменилось. Снял осциллограммы напряжения и тока, ситуация забавная. Напряжение в средней точке конденсаторов С4,5 идет вниз заметно веселее, чем вверх. Похоже, в этом как-то замешан входной диодный мост. Поменять мост, штоле...

На снимке, снизу вверх:
- голубой луч - напряжение на выходе ключей;
- зеленый луч - напряжение в средней точке С4,5.

0