2 enkle induktionsvarmer kredsløb - kogeplader

2 enkle induktionsvarmer kredsløb - kogeplader

I dette indlæg lærer vi 2 nemme at bygge induktionsvarmer kredsløb, der arbejder med højfrekvente magnetiske induktionsprincipper til generering af en betydelig varmestørrelse over en lille specificeret radius.



De diskuterede induktionskogerkredsløb er virkelig enkle og bruger kun et par aktive og passive almindelige komponenter til de krævede handlinger.


Opdatering: Det kan også være en god idé at lære at designe din egen kogeplade til induktionsvarmer:
Design af et induktionsvarmer kredsløb - Vejledning






Induktionsvarmerens arbejdsprincip

En induktionsvarmer er en enhed, der bruger et højfrekvent magnetfelt til at opvarme en jernbelastning eller ethvert ferromagnetisk metal gennem virvelstrøm.

Under denne proces er elektroner inden i jern ude af stand til at bevæge sig så hurtigt som frekvensen, og dette giver anledning til en omvendt strøm i metallet betegnet hvirvelstrøm. Denne udvikling af høj hvirvelstrøm får i sidste ende jernet til at varme op.



Den genererede varme er proportional med nuværendeto x modstand af metallet. Da belastningsmetallet skal bestå af jern, betragter vi modstanden R for metaljernet.

Varme = Itox R (jern)

Resistens af jern er: 97 nΩ · m

Ovenstående varme er også direkte proportional med den inducerede frekvens, og det er grunden til, at almindelige jernstemplede transformere ikke bruges i højfrekvente omskiftningsapplikationer, men i stedet anvendes ferritmaterialer som kerner.

Imidlertid udnyttes ovennævnte ulempe til at erhverve varme fra højfrekvent magnetisk induktion.

Med henvisning til de foreslåede induktionsvarmer kredsløb nedenfor finder vi konceptet ved hjælp af ZVS eller nulspændingskoblingsteknologi til den krævede udløsning af MOSFET'erne.

Teknologien sikrer minimal opvarmning af enhederne, hvilket gør driften meget effektiv og effektiv.

Yderligere at tilføje, at kredsløbet af natur er selvresonant automatisk får sæt ved resonansfrekvensen for den tilsluttede spole og kondensator, der er helt identisk med et tankkredsløb.

Brug af Royer Oscillator

Kredsløbet bruger grundlæggende en Royer-oscillator, der er præget af enkelhed og selvresonant driftsprincip.

Kredsløbets funktion kunne forstås med følgende punkter:

  1. Når strømmen er tændt, begynder den positive strøm at strømme fra de to halvdele af arbejdsspolen mod mosfets afløb.
  2. På samme tid når forsyningsspændingen også til mosfets porte, der tænder dem.
  3. På grund af det faktum, at ingen to mosfeter eller elektroniske enheder kan have nøjagtigt samme ledende specifikationer, tænder begge mosfeter ikke sammen, men en af ​​dem tænder først.
  4. Lad os forestille os, at T1 tænder først. Når dette sker, på grund af kraftig strøm, der strømmer gennem T1, har dens afløbsspænding tendens til at falde til nul, hvilket igen suger portspændingen til den anden mosfet T2 ud via den vedhæftede schottky-diode.
  5. Her kan det synes, at T1 muligvis fortsætter med at lede og ødelægge sig selv.
  6. Dette er dog det øjeblik, hvor L1C1 tank kredsløb kommer i aktion og spiller en afgørende rolle. Den pludselige ledning af T1 får en sinusimpuls til at spike og kollapse ved afløbet af T2. Når sinusimpulsen kollapser, tørrer den ned T1's portspænding og lukker den ned. Dette resulterer i en stigning i spændingen ved afløbet af T1, hvilket gør det muligt at gendanne en gate spænding for T2. Nu, det er T2's tur at gennemføre, udfører T2 nu og udløser en lignende form for gentagelse, der opstod for T1.
  7. Denne cyklus fortsætter nu hurtigt, hvilket får kredsløbet til at svinge ved resonansfrekvensen af ​​LC-tankkredsløbet. Resonansen justeres automatisk til et optimalt punkt afhængigt af hvor godt LC-værdierne matches.

Imidlertid er den største ulempe ved designet, at det anvender en center-tappet spole som transformer, hvilket gør viklingsimplementeringen lidt vanskeligere. Midthanen tillader dog en effektiv push pull-effekt over spolen gennem blot et par aktive enheder såsom mosfets.

Som det kan ses, er der hurtig gendannelses- eller højhastighedsskiftedioder forbundet over porten / kilden til hver mosfet.

Disse dioder udfører den vigtige funktion ved afladning af de respektive mosfets portkapacitans under deres ikke-ledende tilstande, hvorved omskiftningsoperationen bliver hurtig og hurtig.

Sådan fungerer ZVS

Som vi diskuterede tidligere fungerer dette induktionsvarmer kredsløb ved hjælp af ZVS-teknologien.

ZVS står for nul spændingsomskiftning, hvilket betyder at mosfeterne i kredsløbskontakten er TIL, når de har minimum eller mængde strøm eller nul strøm ved deres afløb, vi har allerede lært dette fra ovenstående forklaring.

Dette hjælper faktisk mosfeterne med at tænde sikkert, og dermed bliver denne funktion meget fordelagtig for enhederne.

Denne funktion kan sammenlignes med nulkrydsningsledning for triac i vekselstrømskredsløb.

På grund af denne egenskab kræver mosfeter i ZVS-selvresonanskredsløb som dette meget mindre køleplader og kan arbejde selv med massive belastninger op til 1 kva.

At være resonant af natur er frekvensen af ​​kredsløbet direkte afhængig af induktansen af ​​arbejdsspolen L1 og kondensatoren C1.

Frekvensen kunne beregnes ved hjælp af følgende formel:

f = 1 / (2π * √ [ L * C] )

Hvor f er frekvensen beregnet i Hertz
L er induktansen til hovedvarmefladen L1, præsenteret i Henries
og C er kondensatoren C1's kapacitans i Farads

MOSFET'erne

Du kan bruge IRF540 som mosfets, der er bedømt til god 110V, 33amps. Kølelegemer kan bruges til dem, selvom den genererede varme ikke er på noget bekymrende niveau, men alligevel er det bedre at forstærke dem på varmeabsorberende metaller. Imidlertid kan alle andre passende N-kanal MOSFET'er bruges, der er ingen specifikke begrænsninger for dette.

Induktoren eller induktorerne, der er knyttet til hovedvarmerens spole (arbejdsspole), er en slags choker, der hjælper med at eliminere enhver mulig indtastning af højfrekvensindholdet i strømforsyningen og også til at begrænse strømmen til sikre grænser.

Værdien af ​​denne induktor skal være meget højere sammenlignet med arbejdsspolen. En 2mH er generelt ret nok til formålet. Det skal dog bygges ved hjælp af højspændingsledninger til at lette et højt strømområde gennem det sikkert.

Tankkredsen

C1 og L1 udgør tankkredsløbet her til den tilsigtede låsning med høj resonansfrekvens. Igen vurderes disse også for at modstå høje størrelser af strøm og varme.

Her kan vi se inkorporeringen af ​​en 330nF / 400V metaliserede PP kondensatorer.

1) Kraftig induktionsvarmer ved hjælp af et Mazzilli Driver-koncept

Det første design, der er forklaret nedenfor, er et meget effektivt ZVS-induktionskoncept baseret på den populære Mazilli-driverteori.

Det bruger en enkelt arbejdsspole og en to strømbegrænsningsspoler. Konfigurationen undgår behovet for et centerhane fra hovedarbejdsspolen, hvilket gør systemet ekstremt effektiv og hurtig opvarmning af belastning med formidable dimensioner. Varmefladen opvarmer lasten gennem en fuld broskubtrækning

Modulet er faktisk tilgængeligt online og kan let købes til en meget rimelig pris.

Kredsløbsdiagrammet til dette design kan ses nedenfor:

Det originale diagram kan ses i følgende billede:

1200 watt induktionsvarmer enkelt design

Arbejdsprincippet er den samme ZVS-teknologi, der bruger to MOSFET'er med høj effekt. Forsyningsindgangen kan være alt mellem 5V og 12V og strøm fra 5 ampere til 20 ampere afhængigt af den anvendte belastning.

Effekt

Effekten fra ovenstående design kan være så høj som 1200 watt, når indgangsspændingen hæves op til 48V og strøm op til 25 ampere.

På dette niveau kan varmen, der genereres fra arbejdsspolen, være høj nok til at smelte en 1 cm tyk bolt inden for et minut.

Arbejdsspolens dimensioner

Video-demo

https://youtu.be/WvV0m8iA6bM

2) Induktionsvarmer ved hjælp af en Center Tap-arbejdsspole

Dette andet koncept er også en ZVS-induktionsvarmer, men bruger en centerforgrening til arbejdsspolen, som kan være lidt mindre effektiv sammenlignet med det tidligere design. L1, som er det mest afgørende element i hele kredsløbet. Det skal bygges ved hjælp af ekstremt tykke kobbertråde, så det opretholder de høje temperaturer under induktionsoperationerne.

simpelt induktionsvarmer kredsløb ved hjælp af 2 mosfeter

Kondensatoren som beskrevet ovenfor skal ideelt være tilsluttet så tæt som muligt på L1-terminalerne. hans er vigtig for at opretholde resonansfrekvensen ved den specificerede 200 kHz frekvens.

Specifikationer for primær arbejdsspole

Til induktionsvarmerespolen L1 kan mange 1 mm kobbertråd vikles parallelt eller på bifilær måde for at sprede strømmen mere effektivt og forårsage lavere varmegenerering i spolen.

Selv efter dette kunne spolen udsættes for ekstreme varmer og kunne blive deformeret på grund af den, derfor kan en alternativ metode til opvikling afprøves.

I denne metode vikler vi den i form af to separate spoler, der er forbundet i midten for at erhverve den krævede midterhane.

I denne metode kan mindre drejninger forsøges for at reducere spolens impedans og til gengæld øge dens nuværende håndteringsevne.

Kapacitansen for dette arrangement kan i kontrast øges for at trække resonansfrekvensen ned proportionalt.

Tank kondensatorer:

I alt 330nF x 6 kunne bruges til at erhverve en netto 2uF kapacitans ca.

hvordan man samler hovedarbejdsspolen til den enkle induktionsvarmer

Sådan fastgøres kondensator til induktionsspolen

Det følgende billede viser den nøjagtige metode til fastgørelse af kondensatorerne parallelt med kobberspiralens endeterminaler, fortrinsvis gennem et godt dimensioneret printkort.

induktionsvarmerens spolediameter og kondensatoroplysninger

Deleliste til ovenstående induktionsvarmer eller induktionsvarmepladekredsløb

  • R1, R2 = 330 ohm 1/2 watt
  • D1, D2 = FR107 eller BA159
FR107 hurtige gendannelsesdioder
  • T1, T2 = IRF540
  • C1 = 10.000 uF / 25V
  • C2 = 2uF / 400V lavet ved at fastgøre nedenstående viste 6nos 330nF / 400V hætter parallelt
0.33uF / 400V kondensator MKT metalliseret polyester
  • D3 ---- D6 = 25 amp dioder
  • IC1 = 7812
  • L1 = 2 mm messingrør viklet som vist i de følgende billeder, diameteren kan være hvor som helst nær 30 mm (spolens indre diameter)
  • L2 = 2 mH choker fremstillet ved at vikle 2 mm magnetråd på en hvilken som helst egnet ferritstang
  • TR1 = 0-15V / 20amps
  • STRØMFORSYNING: Brug reguleret 15V DC strømforsyning.

Brug af BC547-transistorer i stedet for højhastighedsdioder

I ovenstående kredsløbsdiagram til induktionsvarmer kan vi se MOSFETs-porte, der består af hurtige genoprettelsesdioder, som det kan være vanskeligt at få i nogle dele af landet.

Et simpelt alternativ til dette kan være i form af BC547-transistorer forbundet i stedet for dioderne som vist i den følgende diagarm.

Transistorer ville udføre den samme funktion som dioderne, da BC547 kan fungere godt omkring 1 MHz frekvenser.

Et andet simpelt DIY design

Følgende skema viser et andet simpelt design, der ligner ovenstående, som kan konstrueres hurtigt derhjemme til implementering af et personligt induktionsopvarmningssystem.

andet design af en DIY-induktionsvarmer med minimale komponenter

Liste over dele

  • R1, R4 = 1K 1/4 watt MFR 1%
  • R2, R3 = 10K 1/4 watt MFR 1%
  • D1, D2 = BA159 eller FR107
  • Z1, Z2 = 12V, 1/2 watt zenerdioder
  • Q1, Q2 = IRFZ44n mosfet på kølelegemet
  • C1 = 0.33uF / 400V eller 3 nos 0.1uF / 400V parallelt
  • L1, L2, som vist på følgende billeder:
  • L2 reddes fra enhver gammel ATX-strømforsyning.
testresultater af en fungerende induktionsvarmer enkel opsætning aktuelle begrænsningsspoledetaljer til den enkle induktionsvarmer testning af en bolteopvarmningstemperatur inde i en simpel induktionsvarmer testresultater for rødglødende bolt

Hvordan L2 er bygget

Ændring til en kogeplade til kogeplader

Ovenstående afsnit hjalp os med at lære et simpelt induktionsvarmer kredsløb ved hjælp af en fjederlignende spole, men denne spole kan ikke bruges til madlavning og har brug for nogle alvorlige ændringer.

I det følgende afsnit af artiklen forklares det, hvordan ovenstående idé kan ændres og bruges som et simpelt lille induktionskogegrejsopvarmningskredsløb eller et induktionskadai-kredsløb.

Designet er et lavteknologisk design med lav effekt og er muligvis ikke på niveau med de konventionelle enheder. Dipesh Gupta anmodede om kredsløbet

Tekniske specifikationer

Hr,

Jeg har læst din artikel Simple Induction Heater Circuit - Hot Plate Cooker Circuit Og var meget glad for at finde ud af, at der er folk klar til at hjælpe unge som os til at gøre noget ....

Sir, jeg prøver at forstå arbejdet og forsøger at udvikle en induktionskadai til mig selv ... Sir, vær venlig at hjælpe mig med at forstå designet, da jeg ikke er så god inden for elektronik

Jeg ønsker at udvikle en induktion til opvarmning af en kadai på dia 20 tommer med 10 kHz frekvens til en meget lav pris !!!

Jeg så dine diagrammer og artikel, men var lidt forvirret

  • 1. Transformer brugt
  • 2. Hvordan man laver L2
  • 3. Og andre ændringer i kredsløbet med en frekvens på 10 til 20 kHz med en strøm på 25 am

Hjælp mig venligst så hurtigt som muligt .. Det vil være hjælp fuldt ud, hvis du kunne give de nøjagtige komponenter, der kræves .. PlzzAnd til sidst u havde nævnt at bruge STRØMFORSYNING: Brug reguleret 15V 20 amp DC strømforsyning. Hvor bruges det ....

Tak

Dipesh gupta

Designet

Det foreslåede induktionskadai-kredsløbsdesign, der præsenteres her, er kun til eksperimentelt formål og fungerer muligvis ikke som de konventionelle enheder. Det kan bruges til at lave en kop te eller tilberede en omelet hurtigt, og intet mere bør forventes.

Det henviste kredsløb var oprindeligt designet til opvarmning af jernstanglignende genstande såsom et bolthoved. et skruetrækkermetal osv., men med en eller anden ændring kan det samme kredsløb anvendes til opvarmning af metalpander eller kar med konveks base som en 'kadai'.

Til implementering af ovenstående behøver det originale kredsløb ingen ændringer, bortset fra hovedarbejdsspolen, som skal tweakes lidt for at danne en flad spiral i stedet for det fjederlignende arrangement.

For eksempel, for at konvertere designet til et induktionskogegrej, så det understøtter kar, der har en konveks bund, såsom en kadai, skal spolen fremstilles i en sfærisk-spiralform som angivet i nedenstående figur:

Skematisk ville være det samme som forklaret i min ovenstående sektion, som grundlæggende er et Royer-baseret design, som vist her:

Design af spiralformet arbejdsspole

L1 fremstilles ved at bruge 5 til 6 omdrejninger af 8 mm kobberrør til en sfærisk-spiralform som vist ovenfor for at rumme en lille stålskål i midten.

Spolen kan også komprimeres fladt til en spiralform, hvis en lille stålpande er beregnet til at blive brugt som kogegrej som vist nedenfor:

praktisk eksempel på en simpel kogeplade til induktion af varmepande

Design af den aktuelle begrænsningsspole

L2 kan bygges ved at vikle en 3 mm tyk superemaleret kobbertråd over en tyk ferritstang, antallet af drejninger skal eksperimenteres, indtil en 2mH-værdi opnås på tværs af terminalerne.

TR1 kan være en 20V 30amp transformer eller en SMPS strømforsyning.

Det faktiske induktionsvarmer kredsløb er ganske grundlæggende med dets design og behøver ikke meget af en forklaring, de få ting, der skal tages hånd om, er som følger:

Resonanskondensatoren skal være relativt tættere på hovedarbejdsspolen L1 og skal laves ved at tilslutte omkring 10 nøgler på 0.22uF / 400V parallelt. Kondensatorerne skal være strengt ikke-polær og metaliseret polyester.

Selvom designet kan se ret ligetil ud, kan det at finde midterhanen i det spiralformede sårede design udgøre noget hovedpine, fordi en spiralspiral ville have et usymmetrisk layout, der gør det vanskeligt at finde den nøjagtige midterhanen til kredsløbet.

Det kunne gøres ved nogle forsøg og fejl eller ved hjælp af et LC-meter.

Et forkert placeret centerhane kan tvinge kredsløbet til at fungere unormalt eller producere ulige opvarmning af mosfeterne, ellers kan hele kredsløbet muligvis ikke svinge under en værste situation.

Reference: Wikipedia




Forrige: Simple TV Transmitter Circuit Næste: Klasse D forstærkerkredsløb ved hjælp af IC 555