Indukční ohřívač pro laboratoře a obchody

Příspěvek vysvětluje, jak vyrobit malý domácí okruh indukčního ohřívače pro laboratoře a obchody pro provádění malých ohřívacích prací, jako je tavení ozdob nebo vaření malého množství kapalin pomocí elektřiny nebo baterie. Tuto myšlenku požadovali pan Suni a pan naeem

1. Cíle a požadavky obvodu
2. Naším úkolem je vyrobit indukční obvod pro použití od 12 V do 24 V s plochou spirálou, která dokáže dostat půl litru vody do varu za co nejkratší dobu.
3. Primárním cílem je uvést indukční obvod do chodu, ale jsou zde popsány další výzvy.
4. Nádoba, ve které by měla voda vřít, je z dvoustěnné nerezové oceli a je izolovaná a vzdálenost mezi vnější a vnitřní nádobou, kde pracuje indukce, je asi 5-7 mm.
5. Vybrali jsme indukci, abychom chránili elektronické součástky před teplem konvenční spirálové topné spirály, které je možné, když je nádrž izolována.
6. Vnější obal má průměr Ø 70 mm a prostor pro elektronické součástky je vysoký 20 mm, takže další výzvou je zjistit, zda máme místo pro součásti.
7. Ve spojení s napájecím zdrojem je připojen sklopný spínač, který přeruší napájení indukční smyčky v případě, že je nádoba nakloněna o 15 stupňů nebo více. Při přerušení napájení indukčního obvodu se spustí zvukový bzučák.
8. Dále je indukční smyčka připojena ke dvěma termostatům. Jeden termostat, který přeruší napájení indukčního okruhu, když voda dosáhne bodu varu, a druhý termostat, který převezme udržování teploty vody na přibližně 60 stupních - nevíte, zda to bude vyžadovat programovatelný obvod. Také bych rád věděl, jestli jsou k dispozici nějaké infračervené termostaty.
9. Vím, že je to hodně najednou, ale jak již bylo zmíněno, primárním cílem je uvést indukční obvod do chodu. Je možné, abyste nám zaslali seznam potřebných komponentů a schéma zapojení.
10. Těším se na odpověď!
11. S pozdravem Súni Christiansen
12. ahoj pane, potřebuji schéma zapojení indukčního ohřívače pro náš obchod, máme obchod se stříbrnými šperky
13. takže chci stříbro roztavit a někdy zlato, ale pokud u pošlete malý obvod s beztransformátorovým napájením, které pro mě bude dobré.
14. Viděl jsem na internetu velmi malý projekt pro indukční ohřívač, ale nemohu najít napájecí zdroj tansfomerless, můžete mi pomoci, pokud u pošlete jak projektový indukční ohřívač, tak jeho napájecí zdroj bez transformátoru

Design

V jednom z dřívějších příspěvků jsme se naučili základní metodu návrh přizpůsobeného okruhu indukčního ohřívače optimalizací rezonance okruhu nádrže LC použijeme stejný koncept a uvidíme, jak lze navrhovaný domácí obvod indukčního ohřívače postavit pro použití v laboratořích a klenotnictvích.

Následující obrázek ukazuje standardní konstrukci indukčního ohřívače, kterou lze přizpůsobit podle požadavků uživatele podle jeho individuálních preferencí.

Kruhový diagram

Obvodový provoz

Celý obvod je konfigurován kolem populárního mostu IC IRS2453, který skutečně umožňuje navrhovat plné mostové střídače extrémně snadné a spolehlivé. Zde používáme tento IC pro výrobu měniče obvodu indukčního ohřívače DC na DC.

Jak je vidět na konstrukci, IC pro implementaci úplné topologie mostu mostního invertoru nepoužívá nic víc než 4 N-kanálové mosfety, navíc IC zahrnuje vestavěný oscilátor a bootstrappingovou síť zajišťující extrémně kompaktní design obvodu invertoru.

Frekvenci oscilátoru lze upravit změnou složek Ct a Rt.

Mosfetový H-můstek je napájen obvodem nádrže LC pomocí bifilární cívky, která tvoří indukční pracovní cívku spolu s několika paralelními kondenzátory.

IC také obsahuje vypínací pinout, který lze využít k vypnutí IC a celého okruhu v případě katastrofických okolností.

Zde jsme zaměstnali a omezovač proudu pomocí tranzistoru BC547 a nakonfiguroval jej pomocí SD pinu IC pro zajištění proudově řízené bezpečné implementace obvodu. S tímto uspořádáním na místě může uživatel volně experimentovat s obvodem bez obav z vypálení energetických zařízení během různých optimalizačních operací.

Jak je diskutováno v jednom z dřívějších článků, optimalizace rezonance pracovní cívky se stává klíčovým bodem pro jakýkoli obvod indukčního ohřívače a také zde se ujistíme, že frekvence je přesně vyladěna, aby umožnila nejpříznivější rezonanci pro náš indukční ohřívač LC obvod.

Nezáleží na tom, zda je pracovní cívka ve tvaru spirálové bifilární cívky nebo válcového vinutého vinutí, pokud je rezonance správně uzavřena, lze u vybraného provedení očekávat, že bude výsledek optimální.

Jak vypočítat rezonanční frekvenci

Rezonanční frekvenci pro obvod nádrže LC lze vypočítat podle vzorce:

F = 1 / 2π X √LC Kde F je frekvence, L je indukčnost cívky (s vloženou magnetickou zátěží) a C je kondenzátor zapojený paralelně s cívkou. Nezapomeňte uvést hodnotu L v Henry a C ve Farad . Alternativně můžete také použít toto software pro výpočet rezonance pro stanovení hodnot různých parametrů v návrhu .

Hodnotu F lze zvolit libovolně, řekněme například, že můžeme předpokládat, že je 50kHz, L lze poté identifikovat měřením indukčnosti pracovní cívky a nakonec lze hodnotu C zjistit pomocí výše uvedeného vzorce, nebo doporučený software kalkulačky.

Při měření indukčnosti L dbejte na to, aby feromagnetické zatížení zůstalo připojené k pracovní cívce, s odpojenými kondenzátory.

Výběr kondenzátoru

Vzhledem k tomu, že do navrhovaného indukčního ohřívače pro laboratorní práce nebo pro tavení ozdob by mohlo být zahrnuto značné množství proudu, je třeba kondenzátor vhodně dimenzovat na vysokou proudovou frekvenci.

Abychom to zvládli, možná budeme muset paralelně použít mnoho počtů kondenzátorů a ujistit se, že konečná hodnota paralelní kombinace se rovná vypočítané hodnotě. Pokud je například vypočtená hodnota 0,1 uF a pokud jste se rozhodli paralelně použít 10 kondenzátorů, pak by hodnota každého kondenzátoru musela být kolem 0,01 uF atd.

Výběr rezistoru omezovače proudu Rx

Rx lze jednoduše vypočítat pomocí vzorce:

Rx = 0,7 / maximální proud

Zde se maximální proud vztahuje k maximálnímu proudu, který může být přípustný pro pracovní cívku nebo zátěž bez poškození mosfetů a pro optimální zahřátí zátěže.

Například pokud je optimální proud vytápění stanoven na 10 ampérů, pak lze vypočítat a dimenzovat Rx pro omezení čehokoli nad tímto proudem a musfety musí být vybrány tak, aby zvládly více než 15 ampérů.

To vše může vyžadovat určité experimentování a Rx lze zpočátku udržovat vyšší a poté postupně snižovat, dokud není dosaženo správné účinnosti.

Chlazení pracovní cívky.

Pracovní cívka může být postavena pomocí duté mosazné trubky nebo měděné trubky a chlazena čerpáním vody z vodovodu nebo alternativně lze použít chladicí ventilátor těsně pod cívkou pro odsávání tepla z cívky ze zpětného konce krytu. Jiné vhodné metody může také vyzkoušet uživatel.

Zdroj napájení

Napájecí jednotka potřebná pro výše vysvětlený indukční ohřívač pro laboratoře a obchody může být postavena pomocí 20 ampérového, 12 V transformátoru a usměrněním výstupu pomocí 30 ampérového usměrňovače a 10 000 uF / 35 V kondenzátoru.

Beztransformátorové napájení může být pro indukční ohřívač nevhodné, protože by to vyžadovalo 20 Amp smps obvod, který by mohl být extrémně nákladný.