2 lihtsat induktsioonsoojendi ahelat - pliidiplaadid

Selles postituses õpime kahte hõlpsasti ülesehitatavat induktsioonküttekontuuri, mis töötavad kõrgsagedusliku magnetilise induktsiooni põhimõtetega, et tekitada olulisel määral soojust väikese täpsusega raadiusega.

Arutatud induktsioonpliidi ahelad on tõeliselt lihtsad ja nõuetekohaseks tegevuseks kasutatakse vaid mõnda aktiivset ja passiivset tavalist komponenti.

Uuendus: Võite ka õppida, kuidas kujundada oma kohandatud induktsioonkütteseadme pliidiplaati:
Induktsioonsoojendi vooluringi kujundamine - õpetus

Induktsioonsoojendi tööpõhimõte

Induktsioonkütteseade on seade, mis kasutab kõrgsageduslikku magnetvälja pöörisvoolu abil rauakoormuse või mis tahes ferromagnetilise metalli kuumutamiseks.

Selle protsessi käigus ei suuda raua sees olevad elektronid liikuda nii kiiresti kui sagedus ja see tekitab metallis pöördvoolu, mida nimetatakse pöörisvooluks. See kõrge pöörisvoolu areng põhjustab lõpuks raua kuumenemist.

Tekkiv soojus on proportsionaalne praegune^kaks x vastupanu metallist. Kuna koormametall peaks koosnema rauast, arvestame metallist raua takistust R.

Kuumus = I^kaksx R (raud)

Raua takistus on: 97 nΩ · m

Ülaltoodud soojus on ka otseselt proportsionaalne indutseeritud sagedusega ja seetõttu ei kasutata kõrgsageduslülitusrakendustes tavalisi rauaga tembeldatud trafosid, südamikuna kasutatakse aga ferriitmaterjale.

Kuid siin kasutatakse ülaltoodud puudust kõrgsagedusliku magnetilise induktsiooni abil soojuse saamiseks.

Viidates allpool pakutavatele induktsioonküttekontuuridele, leiame kontseptsiooni, mis kasutab ZVS-i või nullpinge lülitamise tehnoloogiat MOSFET-ide vajalikuks käivitamiseks.

Tehnoloogia tagab seadmete minimaalse kuumutamise, mis muudab töö väga tõhusaks ja tõhusaks.

Lisaks lisab see, et vooluring on olemuselt ise resonants, saab automaatselt komplektid ühendatud spiraali ja kondensaatori resonantssagedusel, mis on paagi ahelaga üsna identsed.

Royeri ostsillaatori kasutamine

Vooluring kasutab põhimõtteliselt Royeri ostsillaatorit, mida iseloomustab lihtsus ja isereonantne tööpõhimõte.

Vooluahela toimimist võiks mõista järgmiste punktidega:

1. Kui toide on sisse lülitatud, hakkab positiivne vool voolama tööpooli kahest poolest mosfettide kanalisatsiooni suunas.
2. Samal ajal jõuab toitepinge ka sisselülitatavate mosfetide väravateni.
3. Kuid kuna kahel mosfetil ega ühelgi elektroonikaseadmel ei saa olla täpselt sarnaseid juhtimistingimusi, ei lülitu mõlemad mosfetid koos sisse, vaid üks neist lülitub kõigepealt sisse.
4. Kujutame ette, et T1 lülitub kõigepealt sisse. Kui see juhtub, kipub T1 kaudu voolava raske voolu tõttu selle äravoolupinge langema nulli, mis omakorda imeb kinnitatud schottky dioodi kaudu välja teise mosfet T2 värava pinge.
5. Siin võib tunduda, et T1 võib jätkata enda käitumist ja hävitamist.
6. Kuid see on hetk, kui L1C1 paagi vooluring käivitub ja mängib otsustavat osa. T1 ootamatu juhtivus põhjustab siinusimpulsi teravnemist ja varisemist T2 äravoolu juures. Kui siinusimpulss kokku kukub, kuivab see T1 värava pinge ja lülitab selle välja. Selle tulemuseks on pinge tõus T1 äravoolus, mis võimaldab värava pinget T2 jaoks taastada. Nüüd on T2 kord juhtida, T2 viib nüüd läbi, käivitades samasuguse korduse, mis toimus T1 puhul.
7. See tsükkel jätkub nüüd kiiresti, põhjustades vooluringi võnkumist LC-paagi ahela resonantssagedusel. Resonants kohandub automaatselt optimaalsesse punkti sõltuvalt sellest, kui hästi LC väärtused sobivad.

Disaini peamine negatiivne külg on see, et trafona kasutatakse keskel koputatavat mähist, mis muudab mähise teostamise veidi keerukamaks. Kuid keskkraan võimaldab tõhusat survetõmmet üle mähise vaid mõne aktiivse seadme, näiteks mosfeti kaudu.

Nagu näha, on üle iga mosfeti värava / allika ühendatud kiire taastumise või kiire lülitamise dioodid.

Need dioodid täidavad olulist funktsiooni, et tühjendada vastavate mosfettide värava mahtuvus nende mittejuhtivate olekute ajal, muutes seeläbi lülitamise operatiivseks ja kiireks.

Kuidas ZVS töötab

Nagu me varem arutlesime, töötab see induktsioonküttekontuur ZVS-tehnoloogia abil.

ZVS tähistab nullpinge lülitamist, see tähendab, et vooluahela lülitid on sisse lülitatud, kui neil on äravoolus minimaalne või palju voolu või nullvoolu, oleme seda juba ülaltoodud selgitusest õppinud.

See aitab tegelikult mosfetitel ohutult sisse lülituda ja seega muutub see funktsioon seadmete jaoks väga soodsaks.

Seda funktsiooni võiks võrrelda vahelduvvoolu vooluahelates olevate triakide nulljuhtimisega.

Selle omaduse tõttu vajavad sellised ZVS-i isresonantsahelate mosfetid palju väiksemaid jahutusradiaate ja võivad töötada isegi suurte koormustega kuni 1 kva.

Olles oma olemuselt resonants, sõltub vooluahela sagedus otseselt töömähise L1 ja kondensaatori C1 induktiivsusest.

Sagedust saab arvutada järgmise valemi abil:

f = 1 / (2π * √ [ L * C] )

Kus f on sagedus, arvutatud hertsides
L on Henriesis esitatud peaküttespiraali L1 induktiivsus
ja C on kondensaatori C1 mahtuvus Faradides

MOSFETid

Sa võid kasutada IRF540 nagu mosfets, mille reiting on hea 110V, 33amp. Nende jaoks võiks kasutada jahutusradiaatoreid, kuigi tekkiv soojus pole murettekitav, kuid siiski on parem neid tugevdada soojust neelavatel metallidel. Kuid võib kasutada ka muid sobivalt hinnatud N-kanali MOSFET-e, kuid selle jaoks pole mingeid konkreetseid piiranguid.

Põhiküttespiraaliga (töömähisega) seotud induktorid või induktiivpoolid on mingi drossel, mis aitab välistada kõrgsagedusliku sisu võimaliku sisenemise toiteallikasse ja piirata voolu ohutute piiridega.

Selle induktori väärtus peaks olema palju suurem kui töörull. 2mH on tavaliselt selleks otstarbeks täiesti piisav. Kuid see peab olema ehitatud suure gabariidiga juhtmetega, et hõlbustada ohutult suurt voolu.

Tank Circuit

C1 ja L1 moodustavad siin paagi ahela kavandatud kõrge resonantssageduse fikseerimiseks. Ka need peavad olema hinnatud vastu pidama suurele voolu ja kuumuse tugevusele.

Siin näeme 330nF / 400V metalliseeritud PP-kondensaatorite ühendamist.

1) Mazzilli juhi kontseptsiooni abil võimas induktsioonsoojendi

Esimene allpool selgitatud disain on ülitõhus ZVS-i induktsioonikontseptsioon, mis põhineb populaarsel Mazilli draiveriteoorial.

See kasutab ühte töömähist ja kahte voolu piiraja mähist. Konfiguratsioon väldib vajadust peamise töörulli keskkraani järele, mis muudab süsteemi tohutult efektiivseks ja kiirete koormate kuumenemiseks tohutute mõõtmetega. Küttespiraal soojendab koormust silla täieliku tõukejõu abil

Moodul on tegelikult veebis saadaval ja seda saab hõlpsasti osta väga mõistliku hinnaga.

Selle konstruktsiooni skeemi on näha allpool:

Algset skeemi saab näha järgmisel pildil:

Tööpõhimõte on sama ZVS-tehnoloogia, kasutades kahte suure võimsusega MOSFET-i. Toiteallikas võib olla ükskõik milline vahemikus 5 V kuni 12 V ning voolutugevus 5 kuni 20 amprit, olenevalt kasutatud koormusest.

Võimsus

Ülaltoodud konstruktsiooni väljundvõimsus võib olla kuni 1200 vatti, kui sisendpinge tõstetakse kuni 48 V ja vool kuni 25 amprit.

Sellel tasemel võib töörullist tekkiv soojus olla piisavalt kõrge, et 1 cm paksune polt minuti jooksul sulatada.

Töö mähise mõõtmed

Video demo

2) Induktsioonsoojendi, kasutades keskpuudutusspiraali

See teine ​​kontseptsioon on samuti ZVS-induktsioonkütteseade, kuid töömähise jaoks kasutatakse keskmist hargnemist, mis võib eelmise kujundusega võrreldes olla veidi vähem efektiivne. L1, mis on kogu vooluahela kõige olulisem element. See peab olema ehitatud ülipaksude vasktraatide abil, nii et see säilitaks induktsioonitoimingute ajal kõrgeid temperatuure.

Eespool kirjeldatud kondensaator peab olema ideaalselt ühendatud L1-klemmidega võimalikult lähedal. tema on oluline resonantssageduse säilitamiseks määratud 200 kHz sagedusel.

Esmase töömähise spetsifikatsioonid

Induktsioonküttespiraali L1 jaoks võib mitu 1 mm vasktraati kerida paralleelselt või kahepoolselt, et voolu tõhusamalt hajutada, põhjustades mähises väiksemat soojust.

Isegi pärast seda võib mähis olla äärmiselt kuum ja see võib selle tõttu deformeeruda, seetõttu võib proovida selle alternatiivset mähistamismeetodit.

Selle meetodi korral keerame selle kahe eraldi mähise kujul, mis on keskel ühendatud vajaliku keskkraani saamiseks.

Selles meetodis võib proovida väiksemaid pöördeid mähise impedantsi vähendamiseks ja omakorda selle praeguse käsitsemisvõime suurendamiseks.

Resonantssageduse proportsionaalseks langetamiseks võib selle paigutuse maht suureneda kontrastselt.

Paagi kondensaatorid:

Kõiki 330nF x 6 saab kasutada umbes 2uF netomahtuvuse saamiseks.

Kuidas kondensaatorit induktsioonitöö mähise külge kinnitada

Järgmine pilt näitab kondensaatorite täpse kinnitamise meetodit paralleelselt vasemähise otsaterminalidega, eelistatavalt läbi hästi mõõdetava PCB.

Ülaltoodud induktsioonküttesüsteemi või induktsioonpliidi ahelate osade loend

• R1, R2 = 330 oomi 1/2 vatti
• D1, D2 = FR107 või BA159

• T1, T2 = IRF540
• C1 = 10 000 uF / 25 V
• C2 = 2uF / 400V, mis kinnitatakse allpool näidatud 6nos 330nF / 400V korkide paralleelselt kinnitamise teel

• D3 ---- D6 = 25 amp dioodid
• IC1 = 7812
• L1 = 2 mm messingist toru keritud, nagu on näidatud järgmistel piltidel, läbimõõt võib olla umbes 30 mm (mähiste siseläbimõõt)
• L2 = 2mH drossel, mis on tehtud 2 mm magnettraadi mähisega sobival ferriidvardal
• TR1 = 0-15V / 20amp
• Toiteallikas: kasutage reguleeritud 15 V 20 amprise alalisvoolu toiteallikat.

BC547 transistoride kasutamine kiirete dioodide asemel

Ülaltoodud induktsioonküttesüsteemi skeemil näeme kiire taastamise dioodidest koosnevaid MOSFET-väravaid, mida võib mõnes riigi osas olla keeruline saada.

Lihtne alternatiiv sellele võib olla dioodide asemel ühendatud BC547 transistorid, nagu on näidatud järgmises diagarmis.

Transistorid täidaksid sama funktsiooni kui dioodid, kuna BC547 suudab hästi töötada 1 MHz sagedustel.

Teine lihtne DIY disain

Järgneval skeemil on kujutatud veel üks ülaltooduga sarnane lihtne disain, mida saab kodus isikliku induktsioonküttesüsteemi rakendamiseks kiiresti valmistada.

Osade nimekiri

• R1, R4 = 1K 1/4 vatti MFR 1%
• R2, R3 = 10K 1/4 vatti MFR 1%
• D1, D2 = BA159 või FR107
• Z1, Z2 = 12V, 1/2 vatised zenerdioodid
• Q1, Q2 = IRFZ44n mosfet jahutusradaril
• C1 = 0.33uF / 400V või 3 nos 0.1uF / 400V paralleelselt
• L1, L2, nagu on näidatud järgmistel piltidel:
• L2 päästetakse igast vanast ATX-arvuti toiteallikast.

Kuidas L2 ehitatakse

Kuumahjuga köögitarbeks muutmine

Ülaltoodud jaotised aitasid meil õppida lihtsat induktsioonküttekontuuri, kasutades vedruga sarnast spiraali, kuid seda spiraali ei saa kasutada toidu valmistamiseks ja see vajab tõsiseid muudatusi.

Artikli järgmises osas selgitatakse, kuidas ülaltoodud ideed saab muuta ja kasutada nagu lihtsat väikest induktsiooniga köögitarbekütteseadet või induktsioonkadai vooluahelat.

Disain on madala tehnoloogiaga ja väikese energiatarbega ning ei pruugi olla tavapäraste seadmetega samaväärne. Ringrada soovis hr Dipesh Gupta

Tehnilised kirjeldused

Sir,

Olen lugenud teie artiklit Simple Induction Heater Circuit - Hot Plate Cooker Circuit. Mul oli väga hea meel avastada, et leidub inimesi, kes aitaksid meiesugustel noortel midagi teha ....

Härra, ma üritan mõista töötavat ja proovin enda jaoks välja töötada induktsioonkadai ... Sir, palun aidake mul mõista projekteerimist, kuna ma olen elektroonikas nii hea

Ma tahan välja töötada induktsiooni, et soojendada 10 kHz sagedusega 20 tolli kadai väga madalate kuludega !!!

Ma nägin teie skeeme ja artiklit, kuid olin natuke segaduses

• 1. Kasutatud trafo
• 2. Kuidas teha L2
• 3. Ja kõik muud muutused vooluahelas 10 kuni 20 kHz sagedusel 25-meetrise vooluga

Palun aidake mind nii kiiresti kui võimalik. See on täielik abi, kui saate pakkuda vajalikke üksikasju. PlzzAnd viimaks mainisite toiteallika kasutamist: kasutage reguleeritud 15 V 20 amp DC alalisvoolu. Kus seda kasutatakse ....

Aitäh

Dipesh gupta

Kujundus

Siin esitatud kavandatud induktsioonkadai vooluahela disain on mõeldud ainult eksperimentaalseks otstarbeks ja see ei pruugi toimida nagu tavalised üksused. Seda võib kasutada tassi tee valmistamiseks või omleti kiireks küpsetamiseks ja midagi enamat ei tohiks oodata.

Viidatud vooluahel oli algselt mõeldud raudvarraste taoliste esemete, näiteks poltpea soojendamiseks. metallist kruvikeeraja vms, kuid mõningase modifikatsiooniga saab sama vooluringi kasutada ka metallist pannide või kumera põhjaga anumate nagu „kadai“ kuumutamiseks.

Ülaltoodu rakendamiseks ei vaja algne vooluahel mingit muudatust, välja arvatud peamine töömähis, mida tuleb vedru kujulise paigutuse asemel lameda spiraali moodustamiseks veidi muuta.

Näiteks, et kujundus teisendada induktsioonnõudeks nii, et see toetaks kumera põhjaga anumaid, näiteks kadai, peab mähis olema valmistatud sfääriliseks-spiraalseks, nagu on näidatud alloleval joonisel:

Skeem oleks sama, mida on selgitatud minu ülalolevas osas, mis on põhimõtteliselt Royeril põhinev disain, nagu siin näidatud:

Spiraalse töömähise kujundamine

L1 valmistamiseks kasutatakse 5–6 pööret 8 mm vasktorust sfääriliseks-spiraalseks kujuks, nagu eespool näidatud, et keskele mahutada väike terasest kauss.

Spiraali võib tihendada ka spiraalseks, kui on ette nähtud väike terasest pann, mida kasutatakse kööginõudena, nagu allpool näidatud:

Praeguse piiraja mähise kujundamine

L2 võib ehitada 3 mm paksuse superemailitud vasktraadi kerimisega üle paksu ferriitvarda. Pöörete arvu tuleb katsetada, kuni selle klemmides saavutatakse väärtus 2mH.

TR1 võib olla 20V 30amp trafo või SMPS toiteallikas.

Tegelik induktsioonküttekontuur on oma konstruktsiooniga üsna lihtne ja ei vaja palju selgitusi, vähesed asjad, mida tuleb hoolitseda, on järgmised:

Resonantskondensaator peab olema suhteliselt lähemal peamisele töömähisele L1 ja see tuleks ühendada paralleelselt umbes 10nos 0,22uF / 400V. Kondensaatorid peavad olema rangelt mittepolaarsed ja metalliseeritud polüestritüübid.

Ehkki disain võib tunduda üsna sirgjooneline, võib keskkraani leidmine spiraalselt keritud kujundusest põhjustada peavalu, sest spiraalspiraalil oleks asümmeetriline paigutus, mis muudab ahela täpse keskkraani asukoha leidmise keeruliseks.

Seda võiks teha mõne katse-eksituse meetodil või LC-meetrit kasutades.

Valesti asetatud keskkraan võib sundida vooluahelat ebaharilikult toimima või tekitada mosfetide ebavõrdset kuumutamist, või võib kogu vooluring kõige halvemas olukorras lihtsalt võnkuda.

Viide: Vikipeedia