Инвертор Mean Well TN-3000-224B фотообзор

MEAN WELL TN-3000

Разборка инвертора от знаменитой фирмы. Есть на что посмотреть!
Здесь много фоток — много трафика. Все фотографии в альбоме «MEAN WELL TN-3000», на Яндекс.Фотках

MEAN WELL TN-3000

Довольно мощные вентиляторы. Вдувают внутрь. Разумно его вешать вертикально — силовыми клеммами вниз.
Разъем источника внешнего зарядного тока, например от солнечной батареи. Зарядом управляют полевые транзисторы на 75В. Также имеется внутренний предохранитель на 35А. Клеммы солнечной зарядки нельзя закорачивать!

MEAN WELL TN-3000

Слева тепловой предохранитель AC-входа на 20А. Справа на 15А для бесперебойной розетки.

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

Блок заряда действительно настроен на 29В. Превысить это напряжение он не сможет, хотя в ПО можно выставить до 30В. Результат таких настроек — вечно включенная зарядка на холостую, и ревущие попусту вентиляторы. Это я исправил (см. ниже.)

MEAN WELL TN-3000

Есть потайные винты. Они держат блок заряда. Есть еще сбоку 2 шт — держат процессорную плату, что создает некие неудобства. …было бы легко снимать верхнюю крышку, менять зарядку и «мозги» не демонтируя устройства из плотного ряда щитов.
После разборки внешний облик устройства пострадает — эдакая гарантийная пломба 🙂

MEAN WELL TN-3000

Верхняя крышка отбирает тепло от блока ЗУ. Он довольно заметно греется в работе. Немного отбирает тепло от IGBT через прокладку из теплопроводного силикона. DC/DC не охлаждается через корпус.

MEAN WELL TN-3000

Сюда прикручивается шасси. Довольно большой зазор для вентиляции. Мощная клемма заземления притянута хорошо.

MEAN WELL TN-3000

После снятия верхней крышки можно снять ЗУ открутив 2 винта от бронзовых стоек и отключив 3 разъема. Все винты и шины стоит протянуть.

MEAN WELL TN-3000

Мощный и шумный вентилятор высокого качества. При работе ЗУ он молотит постоянно. При работе инвертора время от времени по нагреву.

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

DC развязаны от корпуса. Защитные конденсаторы на 1кВ. Затягивая провода не применяйте избыточного усилия. Можно погнуть шины и сломать плату.

MEAN WELL TN-3000

Провода явно с запасом по сечению. Видимо унифицировано с 110В US моделью.

MEAN WELL TN-3000

Bypass реле на 30А. По штуке на L & N. Фильтр для AC входа и выхода. Есть варисторы. Видны трансформатор тока и 2 датчика тока.

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

SPWM процессор   отделен популярными оптронами с драйвером TLP-250. Рядом стабилитроны для отрицательного смещения на затворе. Голубые резисторы — цепи делителя для измерения входного или выходного напряжения.

MEAN WELL TN-3000

Слева висит драйвер затвора на отдельной плате для Push-pull. Вверху мог быть фильтр по шине DC. Через это место поступает питание к служебному БП. LM317 позирует на процессорной плате. Она нужна для получения 5В. Она же как источник образцового напряжение для ADC измерения напряжения на батарее. Греется более 70 С. В конечном итоге я ее заменил на импульсный step-down. Делитель напряжения ADC настроен для получения корректных значений.

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

Еще один датчик тока. Внушительный дроссель. Сделан правильно: 4 тонких провода, в параллель (без skin-эффекта).

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

AC-фильтры входа и выхода. Варисторы. Добротно.

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

IGBT IRGP50B60PD1 — 8 шт. Датчик температуры.

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

DC/DC

 

MEAN WELL TN-3000

Входной фильтр DC. Индуктивность я не замерял. Электролиты на 1000 мкФ * 35В. Пленочные на 5,2 мкФ * 250В.

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

Одно из 6 плеч DC/DC. По 4 транзистора в каждом. Посажены на пасту без прокладок. Радиаторы не изолированы — не прикасаться в работе. Виден конденсатор на 2 мкФ * 250В. За ним есть скоростной диод (второй с соседнего плеча спрятан справа) — они собирают выбросы от паразитной индуктивности в момент закрытия транзисторов. Избыточное напряжение сбрасывается на резистор, который включается парой транзисторов. Все это представляет из себя гибридный стабилитрон, или супрессор. Энергия переходит в тепло, хотя можно было бы ее применить с большей пользой, например http://kostyanoysa.ru/?p=33
Частота модуляции — 24 кГц.

MEAN WELL TN-3000
BAT+ - вход на делитель ЦАП для измерения напряжения АКБ
TEST1 - разрешение на включение. Через резистор 18К и выключатель он связан с "+" батареи.
AUX8V - питание PWM процессора. На самом деле тут те же 12В, что и на драйверах затвора. В итоге LM317 сильно греется. Ток отколо 100мА.
AUX12V - никуа не идет. Это напряжение питания драйвера затвора.
TEST2 - команад на выключение служебного БП. При привышении напряжения на АКБ процессор дает команду на отключение.
PP_B, PP_A - управляющие входы PWM. Драйвера инвертирующие. 5В для закрытого состояния.
HEAT_DD - от термодатчика DC/DC
BAT-- - к "-" батареи

Оборотная сторона DC/DC

 

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

Входные электролиты заблокированы керамикой. Не часто такое увидишь. Все покрыто цапон-лаком. Красота!

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

«Ляпота то какая…» (с)

MEAN WELL TN-3000

Питание и управление затворами IGBT. Три независимых источника.

MEAN WELL TN-3000

Всякие измерения, управление реле и вентиляторами.

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

Драйвер затвора push-pull. Сервисный блок питания.

MEAN WELL TN-3000

Одно из четырех плеч выпрямительного моста DC/DC. В углу датчик тока.

MEAN WELL TN-3000

Похоже на управление реле. Разъем для подключения ЗУ.

MEAN WELL TN-3000

Еще один датчик тока, трансформатор тока. Добротные фильтры. Справа конденсатор на 15 мкФ * ~250V.

MEAN WELL TN-3000

Ага! Эта стружка могла стать причиной отказа! Не сбылось 🙂

MEAN WELL TN-3000

Итого есть 1000 мкФ * 450В. Конденсаторы разряжаются очень медленно. Будьте осторожны!

MEAN WELL TN-3000

Некий измерительный ОУ. Наверно для пробы входного напряжения и трансформатора тока.

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

Это мост на IGBT снизу. В каждом плече параллельно 2 IGBT.  Тут в основном снабберы: керамика (вероятно 1 нФ * 1000В) и 3 резистора по 240 ом параллельно. В цепи затвора есть конденсатор для нейтрализации эффекта Миллера, диод быстрого разряда. Ничего хитроумного!

MEAN WELL TN-3000

В красном квадрате предварительный делитель DC для измерения напряжения на АКБ. Скорей всего на 12В модели тут будет перемычка, а на 48В — больший номинал.

Сервисный блок питания

Current mode fly-back.

MEAN WELL TN-3000

Сервисный блок питания питает и контролирует вентиляторы. Измеряет VDC на конденсаторах. Питает усилитель тока, dsPIC, драйвера в DC/DC и затвор ключа солнечного ЗУ.

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

Резистор на последнем издыхании (2,2 ом). Основной потребитель — это dsPIC. После перевода на импульсный step-down ток и нагрев уменьшился. Для уменьшения нагрева ключевого транзистора впаяны недостающие элементы (справа, см. ниже). Слева ОУ для измерения 380В VDC и некий простой контроль вращения вентиляторов.

Плата DSP

 

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

Вот этот самый прожорливый PWM процессор DSPIC30F1010-20E/SO Именно он управляет ключами DC/DC, измеряет напряжение на батарее, температуру DC/DC, производит аварийную «перезагрузку» по питанию всей логики. Он также общается с центральным процессором через оптроны. Кушает он 100мА, радиатором обделили, да и напряжение повысили с положенных 8 до 12В. Видимо для продления срока службы LM317 🙂

MEAN WELL TN-3000

SPWM. Управляет IGBT, он же контролирует все остальное.

MEAN WELL TN-3000

Это развязка COM-порта (RS-232). Разъем телефонный RJ-11. Скорость 9600. Асинхронный.

MEAN WELL TN-3000

SPWM PIC18F65J10

MEAN WELL TN-3000

Two-wire Serial EEPROM Скорей всего тут параметры и журнал. Инвертор ведет статистику, сколько он работал, нагрузка и тд.

MEAN WELL TN-3000

Блок питания драйвера затвора и SPWM PIC18F65J10

MEAN WELL TN-3000

Место «общения» двух процессоров.

MEAN WELL TN-3000

Видимо тут мог быть радиатор 🙂

MEAN WELL TN-3000DSPIC30F1010-20E/SO оборотная сторона. Видно что у платы как минимум 3 слоя. Справа внизу диоды от цепи TEST1. Без 5В здесь процессор не включится в работу.

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

Это изнанка SPWM. Цепи управления и согласований ADC.

Настройка делителя ADC

 

MEAN WELL TN-3000

Припаиваем переменный резистор на 1M в обведенные места и уменьшаем сопротивление до получения нужного результата (смотреть через софт).
Если dsPIC наизмеряет 29,8В или выше — вырубает сервисный БП (типа опасное напряжение). В софте можно выставить напряжение ЗУ до 30В. Получается что он сам себя может заставить постоянно перезагружаться 🙂

MEAN WELL TN-3000

Припаял 910к, но потом уменьшил до 510к. Теперь все корректно. При замерах не торопитесь — он усредняет (может даже что-то вроде Pi-коррекции) напряжение.

MEAN WELL TN-3000

Транзистор немного остудил путем установки разрядного диода в цепи затвора.

MEAN WELL TN-3000

Всего 3 мин в работе. Горячо!

MEAN WELL TN-3000

Попытка остудить LM317. Потом заменил на step-down pwm converter. Горячие места надо пропаивать. Плата процессора не покрыта цапон-лаком.

 

MEAN WELL TN-3000

Панель светодиодных индикаторов. Цапон-лаком не покрыта.

MEAN WELL TN-3000

Зарядное устройство

ЗУ имеет PFC + Fly-back топология.

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

Зеленым выделены оптроны для регулировки тока-напряжения, от усилителя ошибки. Красным — оптрон включения ЗУ. Тройка оптронов выше разъема — красным подсвечен оптрон включения солнечной зарядки. Следующие два — сообщают процессору о течении зарядного тока от ЗУ и солнечного ЗУ. Усилитель тока чуть правее. Правый разъем для питания усилителя тока и питания оптрона вкл/выкл солнечного ЗУ.

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

 

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

Усилитель ошибки CC/CV.

MEAN WELL TN-3000

Прилип 🙂

 

MEAN WELL TN-3000

 

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

PWM + PFC FAN4801

 

MEAN WELL TN-3000

Транзисторы P75NF75& — подключают солнечное ЗУ по команде от SPWM процессора. Предохранитель на 35А. При его замене подготовьтесь — припой тугоплавкий и его много :). Вход солнечного ЗУ «коротить» нельзя — ток через встроенные диоды сразу спалят предохранитель. Входное напряжение более 75-100В пробьет транзисторы. Вот такие лимиты…

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

Так настраивается выходное напряжение ЗУ (CV)

Конечный итог

MEAN WELL TN-3000

MEAN WELL TN-3000

На этой фото LM317 позирует с радиатором. Фото с импульсным стабилизатором и некоторые другие в моем альбоме. Просмотрите альбом до конца, прежде чем задавать вопросы.

Слабые места:

  • Сервисный БП: Резистор на 2,2 Ом. Нужно заменить на более мощный. Он также подогревает диод, ускоряя его старение. Нужно принять меры.
  • LM317 на плате процессора (часть dsPIC) — прикрутить к радиатору (как минимум)

PS. Потенциал разгона имеется 🙂

17 комментариев

  1. user343:

    Интересно почитать историю его сгорания и ремонта.
    И примерное описание схемы (мост/пуш-пулл и т.д.).
    На них же 3 года гарантия. Сколько тот прожил?
    Или продавцы «кинули» с гарантией?

    • Костяной С. А.:

      Он не сгорал.
      У него было дико завышено измерение напряжения на батарее (измерял на 0,4-0,5 В выше чем на самом деле). Из-за чего был хронический недозаряд. Это первое.

      В блоке питания был резистор на «сносях». Второе.
      Наверно как раз на 3 года и рассчитан 🙂

      Установлен низкий CV в блоке заряда. Он не мог в принципе зарядить кислотный аккумулятор. Третье.

      После доработок он может заряжать аккумулятор с конечным напряжением 29,7 В. В софте можно настроить выше, но dsPIC в таком случае подает команду reset (пин TEST2) на блок питания. Но меня это устраивает.

      Инвертор хороший. Сделан почти по военному. Всем нормам по электромагнитной совместимости он соответствует.
      Характеристики заявлены без надувательства.

  2. user343:

    Можно ли примерно прикинуть схему повышения 24->380В?
    По числу транзисторов, диодов, типу управляющих микросхем.
    Число фаз: 1, 3 или динамически переключаемое 1,2,3 от нагрузки?
    Тактовая частота снижается в состоянии ожидания (но не сна с периодическим поиском нагрузки)?
    Марки всех транзисторов, диодов и микросхем бы переписать.

    • Костяной С. А.:

      push-pull, по 4 транзистора в каждом плече. Всего 24 транзистора. Прикручены они без прокладок но с пастой к персональному радиатору. Драйвер затвора находится на маленькой плате (видимо для легкой замены).
      Супрессор на 2х диодах, конденсаторе и гибридном стабилитроне. Энергия индуктивности утечки откладывается на резисторе. Все есть на фото.

      На входе есть C (4000 мкФ)-L-C (20мкФ/250V) фильтр. * 3.
      Вторички соединены последовательно. Потом полный мост.
      Ничего не переключается. PWM выход только один от dsPIC…
      Про частоту не в курсе — не было цели изучать, разок посмотрел — 24 kHz.

      • user343:

        Спасибо за ответы.
        Вы первый в рунете, кто этого «зверя» разобрал 🙂
        А что за транзисторы в пуш-пулле и как сделана защита по току?
        На чём драйвер?
        Кондёры красные плёночные на 250В зачем, если бы туда и 63В пошли?
        Они в пассивных снабберах стоят и не хватало реактивной мощности?

        А в инверторах новосиб. «А-электроники» в дуал-DSP глюкодромных инверторах пропуск тактов происходит при малых нагрузках.
        Т.е. частота с 50 кГц снижается до 25. И снабберы программно «выполнены» и ключики BUK652R3-40C всего на 40В в версии 12В 1600Вт, 2 транса.
        Хоть poweresim обещает выбросы на ключиках в 700Вт пуш-пулле до 43В при питании 14В.

        • Костяной С. А.:

          Если найду бумажку, то напишу. Некие IRF на 150В.
          Драйвер, неудобно припаян, явно IR в SOIC-8.
          Токовой защиты в DC/DC нет. Есть трансформатор тока, и 2 датчика тока на выходе AC.
          Защита работает — проверено сварочным аппаратом Х). Лучше кОнечно так не делать, или использовать аппарат с PFC.
          250В для того чтобы не грелись от пульсаций тока.
          Высоковольтные конденсаторы также рассчитываются и на повышенную токовую нагрузку, что здесь и нужно.
          За счет фильтра на DC нет заметных пульсаций. Электролиты будут долго служить.
          Фильтры есть на входе и выходе AC.

          Родионов «жжет», полевики. Туда бы IRFP4368 — тогда будет надежно.
          По Китайской традиции — завышает характеристики, занижает надежность.

        • Костяной С. А.:

          Транзисторы push-pull IRFB4321
          http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irfb4321pbf.pdf
          VDSS 150V
          RDS(on) typ. 12m
          ID 85A

          Получается в среднем 6,25А на транзистор в номинальной мощности. 10-кратный запас, это не по Родионовски…

          • user343:

            Зато динамические потери велики будут (ватт 50 ПМСМ) на перезарядку столь «тяжёлых» затворов.

          • Костяной С. А.:

            На холостом ходу он кушает 1,9А =)

      • user343:

        Тот строенный пуш-пулл от PIC-а управляется или от простой микросхемы ШИМ?
        Есть ли там скоростная (поцикловая) токовая защита?
        Датчик тока как сделан?
        А то после таких прений ничего ферритового делать неохота, ключи палить жалко:
        http://electronix.ru/forum/lofiversion/index.php/t74887.html

        • Костяной С. А.:

          Там же все написано. dsPIC…
          Датчики тока https://fotki.yandex.ru/users/kostyanoysa/view/1429471/ еще третий есть.

          • user343:

            Датчик тока похож на ACS758.
            А дроссель после выпрямителя повышающего преобрахователя стоит?
            Вообще бы перерисовать всю схему повышения с детальками, вам много народу благодарно будет.
            Потому что поиски оптимальной схемы долго идут, негорючего и эффективного не получается:

            forum.cxem .net/index.php?showtopic=161105&st=40#entry2380573
            electronix .ru/forum/index.php?showtopic=125044&view=findpost&p=1409059 — Калюжный свою новую схему не раскрывает.
            http://www.forumhouse .ru/threads/47626/page-50#post-11975620 — мост 3 кВт 48В сдох у автора.
            realstrannik .com/forum/etalon/197-invertor-sinus-50-gts-svoimi-rukami/47959
            радиокот и казус тоже страдали подобными поисками.

          • Костяной С. А.:

            Дросселя нет.

  3. user343:

    P.S. а военная или промышленная надёжность — это другое.
    Мне кажется, что для тех изделий обычный MTBF >1 млн. часов при t=+40°С (при макс. рабочей +100…+125).
    Безоптронные ООС, никаких вентиляторов, электролитов и прошивок.
    К ним относятся например изолированные DC/DC конвертеры SynQor и AEPS group.
    Подобные конструкции иногда случайно просачивались в бытовой сектор, например платы ISV005V2, EGS002.

  4. Teofiel:

    Hello,
    I live in Belgium and I have a problem with a Meal Well TN-3000 who gives an error at startup.
    Do you have a schematic of this device and can you send me a copy?
    Thank you, Teofiel.

Leave a Reply