Induktiolämmitinpiiri IGBT: n avulla (testattu)

Tässä viestissä keskustelemme kattavasti siitä, miten rakennetaan suuritehoinen 1000 watin induktiolämmitinpiiri käyttämällä IGBT-levyjä, joita pidetään kaikkein monipuolisimpina ja tehokkaimpina kytkinlaitteina, jopa parempia kuin mosfets.

Induktiolämmittimen toimintaperiaate

Induktiolämmityksen toimintaperiaate on hyvin helppo ymmärtää.

Induktiolämmittimessä oleva kela tuottaa korkean taajuuden magneettikentän ja siten vuorotellen pyörrevirrat indusoidaan kelan keskellä olevan metallisen (magneettisen) esineen päällä ja lämmittää sitä.

Kelan induktiivisen luonteen kompensoimiseksi kelan kanssa rinnakkain sijoitetaan resonanssikapasiteetti.

Resonanssitaajuus on taajuus, jolla resonanssipiiriä (tunnetaan myös nimellä kelakondensaattori) on käytettävä.

Kelan läpi virtaava virta on aina paljon suurempi kuin herätevirta. IR2153-virtapiiriä käytetään piirin toiminnan mahdollistamiseksi 'kaksinkertaisena puolisillana' yhdessä neljän ohjatun IGBT STGW30NC60W: n kanssa.

Kaksinkertainen puolisilta toimittaa saman verran tehoa kuin koko silta, mutta edellisen tapauksessa portin ohjain on yksinkertaisempi.

IGBT STGW30NC60W

Rinnakkaisten diodien käyttö

Suurikokoisia kaksoisdiodeja STTH200L06TV1 (2x 120A) käytetään rinnakkaisdiodien muodossa. Vaikka pienemmät 30A-kokoiset diodit riittäisivätkin tähän.

Jos käytät IGBT: n sisäänrakennettuja diodeja, kuten STGW30NC60WD, sinun ei tarvitse käyttää pienempiä tai suuria kaksoisdiodeja. Potentiometriä käytetään toimintataajuuden virittämiseen resonanssiksi.

Yksi parhaista resonanssin indikaattoreista on LEDin suurin kirkkaus. Voit varmasti rakentaa ohjaimia, jotka ovat kehittyneempiä vaatimuksistasi riippuen.

Voit myös käyttää automaattista viritystä, joka on yksi parhaista asioista, joka on ammattilämmittimissä käytetty kurssi, mutta on yksi haittapuoli siitä, että piirin yksinkertaisuus menetetään tässä prosessissa.

Voit hallita taajuutta, joka on alueella noin 110 - 210 kHz. Pienikokoista sovitinta, joka voi olla joko muuntajatyyppiä tai SMPS, käytetään tuottamaan 14-15 V apujännitettä, jota ohjauspiiri tarvitsee.

Eristävä muuntaja

Eristävä muuntaja ja vastaava rikastin L1 ovat sähkölaitteita, joita käytetään lähdön liittämiseen työpiiriin.

Molemmat induktorit ovat ilmasydämen suunnittelussa.

Toisaalta, jos rikastin koostuu neljästä kierrosta halkaisijaltaan 23 cm, toisaalta eristävä muuntaja koostuu 12 kierroksesta halkaisijaltaan 14 cm ja nämä käännökset koostuvat kaksinkertaisesta langallisesta kaapelista (kuten alla olevassa kuvassa on esitetty) .

Silloinkin kun lähtöteho saavuttaa 1600 W: n asteikon, huomaat, että parantamisen varaa on vielä paljon.

Ehdotetun IGBT-induktiolämmittimen työkäämi koostuu langasta, jonka halkaisija on 3,3 mm.

Kuparin käyttö kelalle

Kuparilankaa pidetään sopivampana valmistaa kela, koska se voidaan liittää helposti ja tehokkaasti vesijäähdytykseen.

Käämi koostuu kuudesta kierroksesta sekä 23 mm korkeuden ja 24 mm halkaisijan. Käämi voi kuumentua, jos se altistuu pitkäaikaiselle toiminnalle.

Resonanssikondensaattori koostuu 23 pienikokoisesta kondensaattorista, joiden kokonaiskapasiteetti on 2u3. Voit käyttää 100 nF: n kondensaattoreita myös malleissa, kuten luokka X2 ja 275 V MKP-polypropeeni.

Voit käyttää niitä tähän tarkoitukseen, vaikka niitä ei periaatteessa ole tarkoitettu tai tehty tällaisiin tarkoituksiin.

Resonanssitaajuus on 160 kHz. EMI-suodatinta suositellaan aina käyttämään. Pehmokäynnistystä voidaan käyttää variacin korvaamiseen.

Suosittelen aina, että käytät rajoitinta, joka on kytketty sarjaan verkkoon, kuten halogeenilamput ja noin 1 kW: n lämmittimet, kun se kytketään päälle ensimmäisen kerran.

Varoitus: käytetty induktiolämmityspiiri on kytketty sähköverkkoon ja sisältää korkean jännitteen ja voi olla tappava.

Tästä johtuvien onnettomuuksien välttämiseksi sinun tulee käyttää potentiometriä, jossa on muovinen akseli. Suurten taajuuksien sähkömagneettiset kentät ovat aina haitallisia, ja niillä voi olla haitallinen vaikutus tallennusvälineisiin ja elektronisiin laitteisiin.

Piiri aiheuttaa merkittävän määrän sähkömagneettisia häiriöitä, mikä puolestaan ​​voi aiheuttaa sähköiskun, tulipalon tai palovammoja.

Jokainen tekemäsi tehtävä tai prosessi on omalla vastuullasi, ja vastuu kuuluu sinulle, enkä ole vastuussa mistään tämän prosessin suorittamisesta aiheutuvasta vahingosta.

Piirikaavio

220 V: n - 220 V: n DC-tasasuuntaajapiiri turvavalolla

Rikastin L1

Edellä olevassa täyssillan IGBT-induktiolämmitinpiirissä käytetyn rikastimen L1 rakenne näkyy seuraavassa kuvassa:

Voit tehdä tämän kelaamalla 4 kierrosta halkaisijaltaan 23 cm millä tahansa paksulla yksisydämisellä kaapelilla.

Seuraava kuva näyttää kaksinkertaisen käämin ilmaytimestä eristysmuuntajan suunnittelu :

Voit rakentaa tämän kelaamalla 12 kierrosta halkaisijaltaan 14 cm millä tahansa paksulla kaksoisjohtimella.

Työkäämi voidaan rakentaa seuraavan ohjeen mukaisesti

Huomaa, että jos kela on kiedottu tiukasti, vain 5 kierrosta voidaan tarvita. Jos käytetään kuutta kierrosta, voit yrittää venyttää kelaa hieman optimaalisen resonanssin ja tehokkuuden saavuttamiseksi.

PÄIVITTÄÄ

Nykyisen rajan lisääminen

Seuraava kaavio ehdottaa, kuinka yksinkertainen virranrajoitustoiminto voidaan lisätä yllä selitettyyn induktiolämmittimen suunnitteluun.

TIL111 opto-liittimen Pinout-tiedot

Tässä L1: n lähellä olevasta vastuksesta (kutsutaan sitä Rx: ksi) tulee virran tunnistava vastus, joka kehittää pienen jännitteen itsensä yli haluttuun pisteeseen, kun virta alkaa ylittää turvalliset rajat.

Tätä jännitettä Rx: n kautta käytetään LED: n laukaisemiseen liitetyn opto-liittimen sisällä. Opton sisällä oleva lähtötransistori reagoi LED-liipaisuun ja suorittaa nopeasti maadoituksen pääohjaimen IC IR2153 nastan # 3 Ct: lle.

IC sulkeutuu välittömästi kieltämällä virran nousun. Kun näin tapahtuu, virta laskee, mikä puolestaan ​​eliminoi jännitteen Rx: n yli ja sammuttaa opto-LEDin. Tämä palauttaa tilanteen aikaisempaan normaalitilanteeseen, ja IC alkaa värähtelemään uudelleen. Tämä sykli toistuu nopeasti varmistamalla kuorman vakio virrankulutus ennalta määrätyissä turvallisissa rajoissa.

Rx = 2 / nykyinen raja

Palaute yhdeltä omistautuneilta lukijoilta:

Dear Sir - Olen onnistuneesti tehnyt induktiolämmittimen 1/2 sillan, jossa on 4 IGBT: tä, ja haluan tietää, että ehdotettu 1000 watin lämmitinlamppu on kytkettävä pysyvästi piiriin tai vasta testaukseen ensimmäisen kerran.

Kuvat testituloksesta ovat täällä:

Odotan vastaustasi aikaisintaan. Terveisin - Manish.

Piirikyselyn ratkaiseminen

Hyvä Manish,
Näetkö induktiolämmittimen käytön aikana hehkua sarjan lampussa?
Jos kyllä, luultavasti sitä ei voida poistaa, jos lamppu on valaisemattomassa tilassa ja täysin 'kylmä' (tunne sitä pitämällä kiinni), se voidaan poistaa.
Terveiset

Palaute herra Saeed Mahdavilta

Hyvä Swagatam:

Viimeinkin pystyin saamaan piirini toimimaan uudelleen monien muiden yritysten jälkeen. Ja kuvasin videon pultilla punaisella.

Toivon, että siitä voi olla hyötyä induktiolämmittimistä kiinnostuneille. Kertoisitteko minulle kuinka lisätä lämpöä niin, että pultti saavuttaa sulamispisteen?

Jännite verkon yli on 194 volttia ja piirin kuluttama virta on vain 5 ampeeria ja oskilloskoopin aaltomuoto on melko siniaaltomuoto.

Lisäsin prototyyppiini muutaman kierroksen RFC-rikastimeen saadaksesi enemmän jännitettä kelalle ja kuluttamaan vähemmän vahvistinta.

IGBT: t toimivat melko normaalisti ilman paljon lämmitystä käyttöjakson aikana. Kertoisitteko minulle, mitä minun pitäisi tehdä saadakseni enemmän ja lämpöä. Kiitos paljon

Saeed Mahdavi

Videoleike: