Inside a small electric inverter welding machine

สั่งซื้อเครื่องเชื่อมไฟฟ้าแบบอินเวอร์เตอร์ ขนาดเล็ก เพื่อศึกษาหาความรู้ถึงการทำงานของเครื่อง การเลือกใช้อุปกรณ์ เทคนิคการออกแบบ การใช้งานและการทำงานของตัวเครื่องในฟังก์ชั่นต่างๆ ส่วนหนึ่งนำมาแชร์ให้ผู้อ่านเพื่อให้เป็นประโยชน์สำหรับผู้ที่สนใจในเครื่องช่างแบบนี้ โดยในปัจจุบันราคาของเครื่องเชื่อมไฟฟ้าแบบอินเวอร์เตอร์ ขนาดเล็กราคาค่อนข้างถูกและคุณภาพของตัวเครื่อง เหมาะสำหรับใช้งานแบบชิ้นสร้างงานเล็กๆ น้อยๆ ด้วยตัวเอง (DIY) ซึ่งหวังว่าบทความนี้น่าจะเป็นประโยชน์สำหรับท่านบ้างนะครับ

*** (การนำเสนอเนื้อหาเครื่องเชื่อมไฟฟ้าแบบอินเวอร์เตอร์ ครั้งนี้ไม่ได้มีส่วนได้เสีย หรือชี้นำเพื่อทางการค้าใดๆ ทั้งสิ้น เพียงเพื่อเป็นความรู้สำหรับท่านที่สนใจในเครื่องมือนี้เท่านั้นครับ)

รูปที่ 1 และรูปที่ 2 เป็นการลักษณะของกล่องเครื่องเชื่อมไฟฟ้า ที่จัดส่งมาให้โดยสั่งซื้อมาจาก www.shopee.com ในราคาไม่เกิน 1,000 บาท ขนาดเล็กกระทัดรัด น้ำหนักเบา ของใช้งานร่วมในกล่องให้มาครับ เหมือนเครื่องทั่วไป

รูปที่ 3 ถึงรูปที่ 5 แกะกล่อง อุปกรณ์ต่างๆ ภายนอกและมาดูข้างในกล่อง จะมีลักษณะเป็นอย่างไรและมีอะไรมาบ้างกับเครื่องตัวนี้

ในรูปที่ 6 ทดลองวัดขนาดตัวเครื่องเชื่อมที่มีความกว้าง 10 cm สูง 16 cm และ ลึก 23 cm ซึ่งระยะหลัง จะเห็นตู้เชื่อมไฟฟ้าแบบอินเวอร์เตอร์ขนาดเล็กประมาณนี้มากขึ้นและราคาใกล้เคียงกัน ซึ่งหลายแบรนด์ก็พัฒนากันออกมามากมาย

รูปที่ 7 หลังจากเห็นลักษณะภายนอกโดยทั่วไปแล้ว ต่อมาจะลองเปิดฝาเครื่องกันต่อครับ ซึ่งภายในนั้น เราอุปกรณ์หลักๆ โดยเฉพาะหม้อแปลงสวิตชิ่งขนาดใหญ่และมีลวดทองแดงพันอยู่ ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่สีดำ พัดลมระบายความร้อน แผ่นฮีตซิ้งระบายความร้อน ตัวเมนบอร์ดหลักและบอร์ดปรับค่ารวมทั้งแสดงผลที่หน้าปัทม์

ในรูปที่ 8 จากการสังเกตเครื่องเชื่อมไฟฟ้าแบบอินเวอร์เตอร์นี้ ชุดจ่ายไฟหลักสำหรับเชื่อมเป็นคอนเวอร์เตอร์แบบฮาล์ฟบริดจ์ คอนเวอร์เตอร์ (Half-bridge converter) ความถี่สวิตชิ่งประมาณ 46kHz โดยขดลวดที่เอาพุตจะเป็นแบบเซนเตอร์แท็ป (Center Tap) และเร็กติไฟร์แบบฟูลเวฟ (Full–Wave Rectifier) และแรงดันที่เอาพุตกระแสตรง ขณะที่ยังได้ทำการเชื่อมประมาณ 63 โวลต์

ในตัวเมนบอร์ดรูปที่ 9 จะมีแหล่งจ่ายไฟขนาดเล็ก (Auxiliary supply) ซึ่งจะเป็น คอนเวอร์เตอร์แบบไฟร์แบก (Flyback converter) โดยจะทำหน้าที่จ่ายไฟเลี้ยงให้กับตัวประมวลผลหลัก (ไอซี SG3525), ไฟเลี้ยงพัดลม และไฟเลี้ยงหน้าปัทม์สำหรับแสดงผล

สำหรับรูปที่ 10 เป็นด้านหลังของเมนบอร์ดหลัก ซึ่งสังเกตจะเห็นว่ามีลายวงจรไม่มากนัก แต่จะเป็นลายวงจรขนาดใหญ่ ซึ่งโดยทั่วไปตัวเมนบอร์ดหลักจะทำหน้าที่วางตัวอุปกรณ์ขับกำลังใหญ่ๆ และจ่ายกระแสสูงให้กับการทำงานของเครื่องเชื่อมนี้ทั้งหมด

รูปที่ 11 พัดลมข้างหลังจะมีขนาดพอดีกับความกว้างของตัวเครื่องเชื่อม มีสวิตช์เปิด/ปิดเครื่องด้านหลังและสายไฟปลั๊กเสียบไฟบ้าน 220V/50Hz อีกด้วย

รูปที่ 12 ในส่วนด้านหน้าตัวเครื่อง จะเห็นหน้าปัทม์แสดงผล (Display) ช่องเสียบ USB 2 ช่อง โวลุ่มปรับตั้งค่าการเชื่อมต่างๆ และจุดต่อสายเชื่อมสีแดงและสีดำที่รองรับกระแสสูงในการทำงาน

ในรูปที่ 13 และรูปที่ 14 แสดงบอร์ดในส่วนของหน้าปัทม์ตัวเครื่อง ซึ่งจากการสังเกตก็จะใช้ตัวไมโครคอนโทรลเลอร์ (Microcontroller) ในการควบคุมการแสดงผลตัวเลข และโวลลุ่มรับค่าการปรับกระแส (Current adjustable) การเชื่อมและอื่นๆ

เป็นอย่างไรบ้างครับ กับภายในของตู้เชื่อมไฟฟ้าแบบอินเวอร์เตอร์ ขนาดเล็กลักษณะแบบนี้ คงจะทำให้เราไขข้อสงสัยได้บ้างนะครับ ว่าภายในมีอะไรบ้าง อุปกรณ์หลักเป็นอย่างไร ซึ่งนับวันจะมีขนาดเล็กลงเรื่อยๆ ในตอนท้ายข้างล่างนี้จะเป็นคลิปวิดีโอการทดลองการทำงานเบื้องต้นของตู้เชื่อมที่กล่าวนี้เพิ่มเติม ซึ่งจะแทนคำอธิบายในบางส่วนของการทำงานนะครับ

Reference

1. https://manualzz.com/doc/13138141/telwin-tecnica-114
2. http://danyk.cz/svar_en.html
3. https://www.st.com/resource/en/application_note/dm00152534-welding-machines-v-and-hb-series-igbts-on-twoswitch-forward-converters-stmicroelectronics.pdf
4. https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-650V_TRENCHSTOP_5_D2Pak_IGBT-ApplicationNotes-v02_00-EN.pdf?fileId=5546d46265f064ff0166435041e50bab
5. https://static5.arrow.com/pdfs2/2017/5/12/2/24/19/586/fsc_/auto/623an-9742.pdf