في هذا المنشور ، نناقش بشكل شامل كيفية بناء دائرة تسخين حثي بقوة 1000 واط باستخدام IGBTs والتي تعتبر أكثر أجهزة التحويل تنوعًا وقوة ، حتى أنها متفوقة على mosfets.
مبدأ عمل السخان التعريفي
من السهل فهم المبدأ الذي يعمل عليه التسخين التعريفي.
يتم إنتاج مجال مغناطيسي عالي التردد بواسطة الملف الموجود في سخان الحث وبالتالي يتم تحفيز التيارات الدوامة على الجسم المعدني (المغناطيسي) الموجود في منتصف الملف وتسخينه.
من أجل تعويض الطبيعة الاستقرائية للملف ، يتم وضع قدرة رنين بالتوازي مع الملف.
تردد الطنين هو التردد الذي تحتاج إليه دائرة الرنين (المعروفة أيضًا باسم مكثف الملف).
يكون التيار المتدفق عبر الملف دائمًا أكبر بكثير من تيار الإثارة. تُستخدم الدائرة IR2153 لتمكين عمل الدائرة كـ 'جسر نصف مزدوج' جنبًا إلى جنب مع أربع دوائر تحكم IGBT STGW30NC60W.
يتم تسليم قدر متساوٍ من الطاقة بواسطة نصف الجسر المزدوج إلى الجسر الكامل ، لكن سائق البوابة في حالة الأول يكون أبسط.
IGBT STGW30NC60W
استخدام الثنائيات المضادة للتوازي
تستخدم الثنائيات المزدوجة كبيرة الحجم STTH200L06TV1 (2x 120A) في شكل ثنائيات مضادة للتوازي. حتى لو كانت الثنائيات الأصغر حجمًا 30A ستكون كافية لذلك.
في حالة استخدام الثنائيات المدمجة لـ IGBT مثل STGW30NC60WD ، فلن تكون مطالبًا باستخدام الثنائيات الأصغر أو الثنائيات المزدوجة الكبيرة. يتم استخدام مقياس الجهد لضبط تردد التشغيل على الرنين.
أحد أفضل مؤشرات الرنين هو أعلى سطوع لمؤشر LED. يمكنك بالتأكيد بناء برامج تشغيل أكثر تعقيدًا وفقًا لمتطلباتك.
يمكنك أيضًا استخدام الضبط التلقائي وهو أحد أفضل الأشياء التي يمكنك القيام بها ، وهي الدورة المعتمدة في السخانات الاحترافية ولكن هناك عيبًا واحدًا وهو أن بساطة الدائرة ستفقد في هذه العملية.
يمكنك التحكم في التردد الذي يقع في حدود 110 إلى 210 كيلو هرتز تقريبًا. محول صغير الحجم يمكن أن يكون إما من نوع المحول أو smps يستخدم لتوفير 14-15 فولت من الجهد الإضافي المطلوب في دائرة التحكم.
محول العزل
محول العزل والمختنق L1 المطابق هما المعدات الكهربائية التي تُستخدم لتوصيل الإخراج بدائرة العمل.
كل من هذه المحرِّضات موجودة في تصميم قلب الهواء.
من ناحية ، حيث يتكون الخانق من 4 لفات بقطر 23 سم ، ويتكون محول العزل من ناحية أخرى من 12 لفة بقطر 14 سم وهذه المنعطفات مصنوعة من كابل مزدوج الأسلاك (كما هو موضح في الشكل أدناه) .
حتى عندما تصل طاقة الخرج إلى مقياس 1600 واط ، ستجد أنه لا يزال هناك مجال كبير للتحسين.
يتكون ملف العمل الخاص بسخان الحث IGBT المقترح من سلك يبلغ قطره 3.3 مم.
استخدام النحاس للملف
يعتبر السلك النحاسي أكثر ملاءمة لعمل ملف العمل حيث يمكن توصيله بسهولة وفعالية بتبريد الماء.
يتكون الملف من ست لفات بأبعاد ارتفاع 23 مم وقطر 24 مم. يمكن أن يسخن الملف في حالة تعرضه لعملية مطولة.
مكثف الرنين يتكون من 23 قطعة من المكثفات ذات الحجم الصغير والتي تبلغ سعتها الإجمالية 2u3. يمكنك أيضًا استخدام مكثفات 100nF في التصميمات مثل Class X2 و 275V MKP polypropylene.
يمكنك استخدامها لهذا الغرض حتى عندما لا تكون مخصصة أو مصنوعة لمثل هذه الأغراض.
تردد الطنين 160 كيلو هرتز. يوصى دائمًا باستخدام مرشح EMI. يمكن استخدام البداية الناعمة لاستبدال المتغير.
أود دائمًا أن أوصيك بشدة باستخدام المحدد المتصل على التوالي مع التيار الكهربائي مثل مصابيح الهالوجين والسخانات بحوالي 1 كيلوواط عند تشغيله لأول مرة.
تحذير: دائرة التسخين التعريفي المستخدمة متصلة بالتيار الكهربائي وتحتوي على جهد عالي المستوى ويمكن أن تكون قاتلة.
من أجل تجنب أي حادث بسبب هذا ، يجب عليك استخدام مقياس الجهد الذي يحتوي على عمود بلاستيكي. تعد المجالات الكهرومغناطيسية عالية التردد ضارة دائمًا ويمكن أن يكون لها تأثير ضار على وسائط التخزين والأجهزة الإلكترونية.
يحدث مستوى كبير من التداخل الكهرومغناطيسي بسبب الدائرة وهذا بدوره يمكن أن يتسبب أيضًا في حدوث صدمة كهربائية أو حريق أو حروق.
كل مهمة أو عملية تقوم بها هي على مسؤوليتك الخاصة وستقع على عاتقك المسؤولية ولن أكون مسؤولاً عن أي نوع من الضرر الذي يحدث أثناء تنفيذ هذه العملية.
مخطط الرسم البياني
دائرة مقوم جسر تيار مستمر 220 فولت إلى 220 فولت مع مصباح أمان
الخانق L1
يمكن رؤية تصميم الخانق L1 المستخدم في دائرة التسخين التعريفي IGBT للجسر الكامل أعلاه في الصورة التالية:
يمكنك القيام بذلك عن طريق لف 4 لفات بقطر 23 سم ، باستخدام أي كابل ذو قلب واحد سميك.
الصورة التالية تظهر الهواء الملفوف المزدوج محفور تصميم محول العزل :
يمكنك بناء هذا عن طريق لف 12 لفة بقطر 14 سم ، باستخدام أي كابل سلكي مزدوج سميك.
يمكن بناء ملف العمل وفقًا للتعليمات التالية
يرجى ملاحظة أنه إذا تم لف الملف بإحكام ، فقد يتطلب الأمر 5 لفات فقط. إذا تم استخدام ستة لفات ، فيمكنك محاولة شد الملف قليلاً لتحقيق الرنين والكفاءة الأمثل.
تحديث
إضافة حد حالي
يوضح الرسم البياني التالي كيف يمكن إضافة ميزة الحد الحالية البسيطة إلى تصميم سخان الحث الموضح أعلاه.
TIL111 opto-coupler Pinout تفاصيل
هنا يصبح المقاوم بالقرب من L1 (دعنا نطلق عليه Rx) هو المقاوم المستشعر الحالي ، والذي يطور جهدًا صغيرًا عبر نفسه إلى النقطة المطلوبة عندما يبدأ التيار في تجاوز الحدود الآمنة.
يتم استخدام هذا الجهد عبر Rx لتشغيل مؤشر LED داخل قارنة التوصيل البصري المرفقة. يستجيب الترانزستور الناتج داخل البصريات لإطلاق LED ويقوم بسرعة بتأريض Ct ، دبوس رقم 3 للمحرك الرئيسي IC IR2153.
يتم إيقاف تشغيل IC على الفور لمنع أي ارتفاع إضافي في التيار. عندما يحدث هذا ، فإن القطرات الحالية تقضي بدورها على الجهد عبر Rx ، وبالتالي إيقاف تشغيل opto LED. هذا يعيد الوضع إلى الوضع الطبيعي السابق ، ويبدأ IC في التذبذب مرة أخرى. تتكرر هذه الدورة الآن بسرعة لضمان استهلاك تيار ثابت للحمل ، ضمن الحدود الآمنة المحددة مسبقًا.
Rx = 2 / الحد الحالي
ملاحظات من أحد القراء المتفانين:
سيدي العزيز - لقد نجحت في صنع السخان التعريفي 1/2 جسر مع 4 IGBTs وأريد أن أعرف أن مصباح السخان 1000 واط الذي تم اقتراحه يجب أن يكون متصلاً بشكل دائم بالدائرة أو فقط حتى الاختبار للمرة الأولى.
يتم إرفاق صور نتيجة الاختبار هنا أسفل:
في انتظار ردكم في أقرب وقت ممكن. التحيات - مانيش.
حل استعلام الدائرة
عزيزي مانيش ،
أثناء تشغيل سخان الحث هل ترى أي توهج على مصباح السلسلة؟
إذا كانت الإجابة بنعم ، فمن المحتمل أنه لا يمكن إزالته ، إذا كان المصباح في حالة غير مضاءة و 'بارد' تمامًا (اشعر به من خلال الإمساك به) ، فيمكن إزالته.
يعتبر
ملاحظات من السيد سعيد مهدوي
عزيزي Swagatam:
أخيرًا ، تمكنت من جعل دائري يعمل مرة أخرى بعد الكثير من المحاولات. وقمت بتصوير الفيديو باستخدام الترباس الأحمر الساخن.
آمل أن تكون مفيدة للراغبين في السخانات التعريفي. هل لك أن تخبرني من فضلك كيف أزيد الحرارة حتى يصل البرغي إلى نقطة الانصهار؟
يبلغ الجهد عبر الأنابيب الرئيسية 194 فولت والتيار الذي تستهلكه الدائرة 5 أمبير فقط وشكل الموجة على راسم الذبذبات هو شكل موجة جيبية تمامًا.
في النموذج الأولي الخاص بي ، أضفت بضع لفات إلى خنق RFC للحصول على مزيد من الجهد على ملف العمل واستهلاك أقل من أمبير.
عملت IGBTs بشكل طبيعي دون الكثير من التسخين أثناء فترة التشغيل. هل لك أن تخبرني من فضلك ما يجب أن أفعله للحصول على المزيد من الحرارة. شكرا جزيلا
Saeed Mahdavi
مقطع فيديو:
زوج من: دائرة كاشف المصباح لإشارة دوران السيارة التالي: دائرة معرف دبوس الترانزستور ثنائي القطب
