Indukcinio šildytuvo grandinė naudojant IGBT (patikrinta)

Šiame įraše mes išsamiai aptariame, kaip sukurti didelės galios 1000 vatų indukcinio šildytuvo grandinę naudojant IGBT, kurie laikomi universaliausiais ir galingiausiais perjungimo įtaisais, netgi pranašesniais už „mosfets“.

Indukcinio šildytuvo darbo principas

Indukcinio šildymo principą suprasti yra labai paprasta.

Aukšto dažnio magnetinį lauką sukuria ritė, esanti indukciniame šildytuve, taigi, savo ruožtu, virš metalinio (magnetinio) objekto, esančio ritės viduryje, sukeliamos sūkurinės srovės ir jį šildo.

Norint kompensuoti ritės indukcinį pobūdį, lygiagrečiai ritei dedamas rezonansinis pajėgumas.

Rezonansinis dažnis yra dažnis, kuriuo reikia valdyti rezonanso grandinę (dar vadinamą ritės kondensatoriumi).

Per ritę tekanti srovė visada yra daug didesnė už sužadinimo srovę. IR2153 grandinė naudojama tam, kad grandinė veiktų kaip „dvigubas pusiau tiltas“ kartu su keturiais valdomais IGBT STGW30NC60W.

Dvigubas pusiau tiltas tiekia tiek pat galios, kaip ir visas tiltas, tačiau vartų tvarkyklė pirmojo atveju yra paprastesnė.

IGBT STGW30NC60W

Antiparalelinių diodų naudojimas

Didelio dydžio dvigubi diodai STTH200L06TV1 (2x 120A) naudojami antiparalelinių diodų pavidalu. Net jei tam pakaks mažesnių 30A dydžio diodų.

Jei naudojate įmontuotus IGBT diodus, pvz., STGW30NC60WD, nereikės naudoti mažesnių arba didelių dvigubų diodų. Norint suderinti darbo dažnį į rezonansą, naudojamas potenciometras.

Vienas iš geriausių rezonanso rodiklių yra didžiausias šviesos diodų ryškumas. Jūs tikrai galite kurti tvarkykles, kurios yra sudėtingesnės, atsižvelgiant į jūsų poreikius.

Taip pat galite naudoti automatinį derinimą, kuris yra vienas iš geriausių dalykų, tai yra profesionalių šildytuvų kursas, tačiau yra vienas trūkumas, kad šiame procese bus prarastas grandinės paprastumas.

Galite valdyti dažnį, kuris patenka į apytiksliai 110–210 kHz diapazoną. Mažas adapteris, kuris gali būti transformatoriaus arba smps, naudojamas 14-15 V pagalbinei įtampai, reikalingai valdymo grandinėje, tiekti.

Izoliuojantis transformatorius

Izoliacinis transformatorius ir atitinkamas droselis L1 yra elektros įranga, naudojama išėjimui prijungti prie darbo grandinės.

Abu šie induktoriai yra orinio šerdies konstrukcijoje.

Viena vertus, kai droselis susideda iš 4 apsisukimų 23 cm skersmens, izoliacinis transformatorius, kita vertus, susideda iš 12 apsisukimų, kurių skersmuo yra 14 cm, ir šie posūkiai yra sudaryti iš dvigubo laidinio kabelio (kaip parodyta toliau pateiktame paveikslėlyje) .

Net kai išėjimo galia pasiekia 1600 W skalę, pastebėsite, kad dar yra daug galimybių tobulinti.

Siūlomo IGBT indukcinio šildytuvo darbo ritė susideda iš 3,3 mm skersmens vielos.

Vario naudojimas ritė

Varinė viela laikoma tinkamesnė darbo ritės gamybai, nes ją galima lengvai ir efektyviai prijungti prie vandens aušinimo.

Ritė susideda iš šešių posūkių kartu su 23 mm aukščio ir 24 mm skersmens matmenimis. Ritė gali įkaisti, jei ji ilgai veikia.

Rezonansinį kondensatorių sudaro 23 mažo dydžio kondensatoriai, kurių bendra galia yra 2u3. Taip pat galite naudoti 100nF kondensatorius tokiuose dizainuose kaip X2 klasė ir 275V MKP polipropilenas.

Šiam tikslui galite juos naudoti net tada, kai jie iš esmės nėra skirti ar pagaminti tokiems tikslams.

Rezonanso dažnis yra 160 kHz. Visada rekomenduojama naudoti EMI filtrą. Variacijai pakeisti gali būti naudojama minkšta pradžia.

Visada primygtinai rekomenduoju jums naudoti ribotuvą, kuris nuosekliai sujungtas su tinklu, pavyzdžiui, halogeninėmis lempomis ir maždaug 1 kW galios šildytuvais, kai jis įjungiamas pirmą kartą.

Įspėjimas: naudojamas indukcinio šildymo kontūras yra prijungtas prie tinklo, jame yra aukšto lygio įtampa ir jis gali būti mirtinas.

Kad išvengtumėte nelaimingų atsitikimų, turėtumėte naudoti potenciometrą, kuris turi plastikinį veleną. Aukšto dažnio elektromagnetiniai laukai visada yra kenksmingi ir gali turėti žalingą poveikį laikmenoms ir elektroniniams prietaisams.

Didelį elektromagnetinių trukdžių lygį sukelia grandinė, o tai savo ruožtu taip pat gali sukelti elektros šoką, gaisrą ar nudegimus.

Kiekviena užduotis ar procesas, kurį atliekate, yra jūsų pačių rizika, ir atsakomybė tenka jums, ir aš neatsakysiu už jokią žalą, patirtą vykdant šį procesą.

Grandinės schema

Nuo 220 V iki 220 V nuolatinės srovės tilto lygintuvo grandinė su apsaugine lempa

Droselis L1

Droselio L1 dizainą, naudojamą aukščiau esančiame pilno tilto IGBT indukcinio šildytuvo grandinėje, galima pamatyti toliau pateiktame paveikslėlyje:

Tai galite padaryti susukdami 4 apsisukimus 23 cm skersmens, naudodami bet kokį storą viengyslį kabelį.

Šiame paveikslėlyje parodyta dvigubai susukta oro šerdis izoliacinio transformatoriaus konstrukcija :

Tai galite pastatyti susukdami 12 apsisukimų 14 cm skersmens, naudodami bet kokį storą dvigubą laidinį laidą.

Darbinė ritė gali būti pastatyta pagal šią instrukciją

Atkreipkite dėmesį, kad jei ritė yra tvirtai suvyniota, gali prireikti tik 5 apsisukimų. Jei naudojami šeši posūkiai, galite pabandyti šiek tiek ištempti ritę, kad pasiektumėte optimalų rezonansą ir efektyvumą.

ATNAUJINTI

Dabartinės ribos pridėjimas

Ši schema rodo, kaip paprastą srovės ribojimo funkciją galima pridėti prie aukščiau paaiškintos indukcinio šildytuvo konstrukcijos.

Išsami informacija apie opto-jungtį „TIL111“

Čia šalia L1 esantis rezistorius (pavadinkime jį Rx) tampa srovės jutikliu, kuris sukuria mažą įtampą per save iki norimo taško, kai srovė pradeda viršyti saugias ribas.

Ši įtampa per Rx naudojama įjungiant šviesos diodą pridedamoje opto jungtyje. Išvesties tranzistorius opto viduje reaguoja į įsijungiantį šviesos diodą ir greitai atlieka pagrindinio tvarkyklės IC IR2153 kaiščio Nr. 3 Ct įžeminimą.

IC nedelsdamas uždaro draudimą bet kokiam tolesniam srovės padidėjimui. Kai tai atsitiks, srovės kritimas, kuris savo ruožtu pašalina įtampą per Rx, taip išjungdamas opto šviesos diodą. Tai grąžina situaciją į ankstesnę įprastą situaciją ir IC vėl ima svyruoti. Šis ciklas dabar greitai kartojasi, užtikrindamas pastovų srovės sunaudojimą apkrovai, laikantis iš anksto nustatytų saugių ribų.

Rx = 2 / srovės riba

Vieno iš atsidavusių skaitytojų atsiliepimai:

Gerbiamasis Pone, aš sėkmingai sukūriau indukcinį šildytuvą 1/2 tiltelio su 4 IGBT ir noriu žinoti, kad siūloma 1000 vatų šildytuvo lempa turėtų būti visam laikui prijungta prie grandinės arba tik bandant pirmą kartą.

Bandymo rezultatų vaizdai pridedami čia:

Laukiu jūsų atsakymo anksčiausiai. Pagarbiai - Manish.

Grandinės užklausos sprendimas

Gerbiamas Manishai,
Ar dirbdami su indukciniu šildytuvu matote, kad serijos lempa šviečia?
Jei taip, tikriausiai jos negalima nuimti, jei lempa yra neapšviesta ir visiškai „šalta“ (jausk ją laikydama), ją galima nuimti.
Pagarbiai

Atsiliepimai iš pono Saeedo Mahdavi

Gerbiamas Swagatam:

Pagaliau po daugelio bandymų vėl sugebėjau priversti savo grandinę veikti. Aš nufilmavau vaizdo įrašą, kai varžtas buvo raudonas.

Tikiuosi, kad tai gali būti naudinga besidomintiems indukciniais šildytuvais. Ar galėtumėte pasakyti, kaip padidinti šilumą, kad varžtas pasiektų lydymosi tašką?

Tinklo įtampa yra 194 voltai, o grandinės suvartojama srovė yra tik 5 amperai, o osciloskopo bangos forma yra gana sinusinė.

Prie savo prototipo pridėjau kelis posūkius prie RFC droselio, kad gautų daugiau įtampos ant darbo ritės ir sunaudotų mažiau stiprintuvų.

IGBT veikė gana paprastai, be didelio šildymo veikimo laikotarpiu. Ar galėtumėte pasakyti, ką turėčiau daryti, kad gautų daugiau ir šildytų. Labai ačiū

Saeedas Mahdavi

Vaizdo įrašas: