Induction Heater Circuit Gamit ang IGBT (Nasubukan)

Sa post na ito komprehensibong tinatalakay namin kung paano bumuo ng isang mataas na lakas na 1000 watt induction heater circuit gamit ang IGBTs na itinuturing na pinaka-maraming nalalaman at makapangyarihang mga aparato sa paglipat, kahit na nakahihigit sa mga mosfet.

Prinsipyo sa Paggawa ng Induction Heater

Ang prinsipyo kung saan gumagana ang pagpainit ng induction ay napaka-simple upang maunawaan.

Ang isang patlang na magnetikong may dalas ng dalas ay ginawa ng likaw na naroroon sa pampainit ng induction at sa gayon ay ang mga eddy na alon ay sapilitan sa ibabaw ng bagay na metal (magnetiko) na naroroon sa gitna ng likaw at ininit ito.

Upang mabayaran ang inductive na likas na katangian ng coil, ang isang kapasidad ng resonance ay inilalagay sa parallel sa coil.

Ang dalas ng resonant ay ang dalas kung saan ang circuit ng resonance (kilala rin bilang coil-capacitor) ay kailangang himukin.

Ang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng likid ay palaging mas malaki kaysa sa kasalukuyang paggulo. Ang IR2153 circuit ay ginagamit upang paganahin ang pagtatrabaho ng circuit bilang isang 'dobleng kalahating-tulay' kasama ang apat na kinokontrol na IGBT STGW30NC60W.

Ang isang pantay na halaga ng lakas ay naihatid ng dobleng kalahating tulay sa buong tulay, ngunit ang driver ng gate sa kaso ng nauna ay mas simple.

IGBT STGW30NC60W

Paggamit ng Mga Di-Parallel Diode

Ang malaking sukat na dobleng mga diode na STTH200L06TV1 (2x 120A) ay ginagamit sa anyo ng mga anti-parallel diode. Kahit na ang mas maliit na mga diode na 30A laki ay magiging sapat para dito.

Kung sakaling gagamitin mo ang built-in diode ng IGBT tulad ng STGW30NC60WD, kung gayon hindi ka kakailanganin na gumamit ng mas maliit na mga diode o malalaking dobleng diode. Ginagamit ang isang potensyomiter upang maiayos ang dalas ng operating sa taginting.

Ang isa sa mga pinakamahusay na tagapagpahiwatig ng taginting ay ang pinakamataas na ningning ng LED. Maaari mong tiyak na bumuo ng mga driver na mas sopistikado depende sa iyong kinakailangan.

Maaari mo ring gamitin ang awtomatikong pag-tune na kung saan ay isa sa mga pinakamahusay na bagay na dapat gawin, na kung saan ay ang kurso na pinagtibay sa mga propesyonal na heater ngunit may isang sagabal na ang pagiging simple ng circuit ay mawawala sa prosesong ito.

Maaari mong kontrolin ang dalas na bumagsak sa saklaw ng humigit-kumulang 110 hanggang 210 kHz. Ang isang adapter na may maliit na sukat na maaaring maging alinman sa uri ng transpormer o smps ay ginagamit upang magbigay ng 14-15V ng auxiliary boltahe na kinakailangan sa control circuit.

Ang Isolating Transformer

Ang isang isolating transpormer at isang pagtutugma ng Choke L1 ay ang mga de-koryenteng kagamitan na ginagamit upang ikonekta ang output sa gumaganang circuit.

Ang parehong mga inductors na ito ay naroroon sa disenyo ng air-core.

Sa isang banda kung saan ang isang mabulunan ay binubuo ng 4 na liko sa isang diameter na 23cm, ang naghihiwalay na transpormer sa kabilang banda ay binubuo ng 12 pagliko sa isang 14 cm na lapad at ang mga liko na ito ay binubuo ng dobleng wired cable (tulad ng ipinakita sa figure na ibinigay sa ibaba) .

Kahit na ang lakas ng output ay umabot sa isang sukat na 1600W, malalaman mo na mayroon pa ring maraming saklaw para sa pagpapabuti.

Ang coil ng trabaho ng ipinanukalang pampainit ng induksiyon ng IGBT ay binubuo ng isang kawad na may diameter na 3.3 mm.

Paggamit ng Copper para sa Coil

Ang isang wire na tanso ay itinuturing na mas naaangkop upang gawin ang coil ng trabaho dahil maaari itong maiugnay nang madali at epektibo sa paglamig ng tubig.

Ang likaw ay binubuo ng anim na liko kasama ang mga sukat ng taas na 23 mm at diameter ng 24 mm. Ang coil ay maaaring maging mainit kung sakaling ito ay napailalim sa matagal na operasyon.

Ang resonance capacitor ay binubuo at binubuo ng 23 piraso ng mga capacitor ng maliit na sukat na may kabuuang kapasidad na 2u3. Maaari mo ring gamitin ang mga capacitor ng 100nF sa mga disenyo tulad ng Class X2 at 275V MKP polypropylene.

Maaari mong gamitin ang mga ito para sa hangaring ito kahit na ang mga ito ay karaniwang hindi inilaan o ginawa para sa mga naturang hangarin.

Ang dalas ng resonant ay 160 kHz. Laging inirerekumenda na gamitin ang filter ng EMI. Maaaring gamitin ang isang malambot na pagsisimula upang mapalitan ang variac.

Palagi kong masidhing inirerekumenda na gumamit ka ng limiter na konektado sa serye ng mga mains tulad ng mga halogen lamp at heaters na humigit-kumulang na 1 kW kapag ito ay naka-on sa unang pagkakataon.

Babala: ang ginagamit na induction heating circuit ay konektado sa mains at naglalaman ng boltahe ng mataas na antas at maaaring nakamamatay.

Upang maiwasan ang anumang aksidente dahil dito dapat kang gumamit ng potensyomiter na mayroong isang plastic shaft. Ang mga electromagnetic na patlang na may dalas ng dalas ay palaging nakakasama at maaaring makapinsala sa imbakan ng media at mga elektronikong aparato.

Ang isang makabuluhang antas ng pagkagambala ng electromagnetic ay sanhi ng circuit at ito rin ay maaaring maging sanhi ng pagkabigla ng kuryente, sunog, o pagkasunog.

Ang bawat gawain o proseso na isinasagawa mo ay nasa iyong sariling peligro at ang responsibilidad ay mananatili sa iyo at hindi ako mananagot para sa anumang uri ng pinsala na dulot ng pagsasagawa ng prosesong ito.

Diagram ng Circuit

220V AC hanggang 220V DC Bridge Rectifier Circuit na may Lampara sa Kaligtasan

Ang Choke L1

Ang disenyo ng choke L1 na ginamit sa itaas na buong tulay na IGBT induction heater circuit ay maaaring masaksihan sa naibigay na imahe sa ibaba:

Maaari mo itong gawin sa pamamagitan ng pag-coiling ng 4 na liko na may diameter na 23cm, gamit ang anumang makapal na solong cored cable.

Ipinapakita ng sumusunod na imahe ang dobleng coiled air cored paghihiwalay ng disenyo ng transpormer :

Maaari mo itong maitayo sa pamamagitan ng pag-coiling ng 12 liko na may diameter na 14 cm, gamit ang anumang makapal na doble na wired cable.

Ang work coil ay maaaring buuin ayon sa sumusunod na tagubilin

Mangyaring tandaan na kung ang likaw ay mahigpit na sugat pagkatapos ay 5 pag-ikot lamang ang maaaring kailanganin. Kung anim na liko ang nagamit pagkatapos ay maaari mong subukang iunat ang coil nang bahagya para sa pagkamit ng pinakamainam na taginting at kahusayan.

UPDATE

Pagdaragdag ng isang Kasalukuyang Limitasyon

Iminumungkahi ng sumusunod na diagram kung paano maaaring idagdag ang isang simpleng kasalukuyang tampok na naglilimita sa ipinaliwanag sa itaas na disenyo ng pampainit ng induction.

Mga Detalye ng Pinout ng TIL111 opto-coupler

Dito ang risistor malapit sa L1 (tawagan natin itong Rx) ay nagiging kasalukuyang resisting ng sensing, na bumubuo ng isang maliit na boltahe sa kanyang sarili sa nais na punto kapag nagsimula ang kasalukuyang lumampas sa mga ligtas na limitasyon.

Ang boltahe na ito sa kabuuan ng Rx ay ginagamit para sa pagpapalitaw ng LED sa loob ng nakakabit na opto-coupler. Ang output transistor sa loob ng opto ay tumutugon sa LED na nagpapalitaw at mabilis na nagsasagawa ng grounding sa Ct, pin # 3 ng pangunahing driver ng IC IR2153.

Ang IC ay tumigil kaagad na nagbabawal sa anumang karagdagang pagtaas sa kasalukuyang. Kapag nangyari ito ang kasalukuyang mga patak na kung saan ay tinatanggal ang boltahe sa kabuuan ng Rx, sa gayong paraan ay papatayin ang opto LED. Ito ay nagbabalik ng sitwasyon patungo sa mas maagang normal na sitwasyon, at ang IC ay nagsisimulang oscillating muli. Ang pag-ikot na ito ngayon ay mabilis na inuulit na tinitiyak ang isang pare-pareho na kasalukuyang pagkonsumo para sa pagkarga, sa loob ng paunang natukoy na ligtas na mga limitasyon.

Rx = 2 / Kasalukuyang Limitasyon

Ang feedback mula sa isa sa mga nakatuon na mambabasa:

Mahal na Sir- Matagumpay akong nakagawa ng induction heater 1/2 na tulay na may 4 IGBTs at nais kong malaman na ang 1000 watts heater lamp na iminungkahi ay dapat na permanenteng konektado sa circuit o hanggang sa pagsubok lamang sa ika-1 oras.

Ang mga imahe ng resulta ng pagsubok ay nakapaloob dito sa ilalim ng:

Naghihintay sa iyong tugon sa pinakamaagang. Regards - Manish.

Paglutas ng Circuit Query

Mahal na Manish,
Habang pinapatakbo ang pampainit ng induction nakikita mo ba ang anumang glow sa lampara ng serye?
Kung oo kung gayon marahil hindi ito maaaring alisin, kung ang ilawan ay nasa hindi naiilawan na estado at ganap na 'malamig' (pakiramdam ito sa pamamagitan ng paghawak nito) kung gayon maaari itong matanggal.
Pagbati

Ang puna mula kay G. Saeed Mahdavi

Mahal na Swagatam:

Sa wakas ay nagawa ko ulit ang aking circuit pagkatapos ng maraming higit pang mga pagtatangka. At kinunan ko ang video gamit ang bolt na pula na mainit.

Inaasahan kong maaari itong maging kapaki-pakinabang para sa mga interesado sa mga induction heater. Maaari mo bang sabihin sa akin kung paano dagdagan ang init upang ang bolt ay umabot sa natutunaw na punto?

Ang boltahe sa mains ay 194 volts at ang kasalukuyang natupok ng circuit ay 5 amperes lamang at ang form ng alon sa oscilloscope ay medyo sine waveform.

Sa aking prototype nagdagdag ako ng ilang mga liko sa chak ng RFC upang makakuha ng mas maraming boltahe sa coil ng trabaho at ubusin ang mas kaunting amp.

Ang mga IGBT ay gumana nang normal nang walang labis na pag-init sa panahon ng operating. Maaari mo bang sabihin sa akin kung ano ang dapat kong gawin upang makakuha ng higit at magpainit. Maraming salamat

Saeed Mahdavi

Video Clip: