Indukčný ohrievač pre laboratóriá a obchody

Príspevok vysvetľuje, ako vyrobiť malý domáci okruh indukčného ohrievača pre laboratóriá a obchody na vykonávanie malých vykurovacích prác, ako je tavenie ozdôb alebo varenie malého množstva tekutín pomocou elektriny alebo batérie. Túto myšlienku požadovali páni Suni a Naeem

1. Ciele a požiadavky obvodov
2. Našou výzvou je vyrobiť indukčný obvod na použitie od 12 V do 24 V s plochou špirálou, ktorá umožní varenie pol litra vody za čo najkratší čas.
3. Primárnym cieľom je uviesť indukčný obvod do činnosti, ale sú tu popísané ďalšie výzvy.
4. Nádoba, v ktorej by mala voda vrieť, je z dvojstennej nehrdzavejúcej ocele a je izolovaná. Vzdialenosť medzi vonkajšou a vnútornou nádobou, kde pracuje indukcia, je asi 5-7 mm.
5. Vybrali sme indukciu, aby sme chránili elektronické súčiastky pred teplom bežnej špirálovej špirály, ktorá je možná, keď je nádrž izolovaná.
6. Vonkajší obal má priemer Ø 70 mm a priestor pre elektronické súčiastky je vysoký 20 mm, takže ďalšou výzvou je zistiť, či máme priestor pre dané súčiastky.
7. V súvislosti s napájaním je pripojený sklopný spínač, ktorý preruší napájanie indukčnej slučky v prípade, že je nádoba naklonená o 15 stupňov alebo viac. Pri prerušení napájania indukčného obvodu sa spustí zvukový bzučiak.
8. Ďalej je indukčná slučka pripojená k dvom termostatom. Jeden termostat, ktorý preruší napájanie indukčného okruhu, keď voda dosiahne bod varu, a druhý termostat, ktorý prevezme udržanie teploty vody na približne 60 stupňoch - neviem, či to bude vyžadovať programovateľný obvod. Tiež by ma zaujímalo, či sú k dispozícii nejaké infračervené termostaty.
9. Viem, že je to veľa naraz, ale ako už bolo spomenuté, primárnym cieľom je uviesť do činnosti indukčný obvod. Je možné, aby ste nám zaslali zoznam potrebných komponentov a schému zapojenia.
10. Tešíme sa na vás!
11. S pozdravom Súni Christiansen
12. ahoj pane, potrebujem schéma zapojenia indukčného ohrievača pre náš obchod, máme strieborné klenotníctvo
13. takže chcem roztaviť striebro a niekedy zlato, ale ak pošlete malý obvod s beztransformátorovým napájaním, bude to pre mňa dobré.
14. Videl som na internete veľmi malý projekt pre indukčný ohrievač, ale nemôžem nájsť napájací zdroj tansfomerless, môžete mi pomôcť, ak pošlete projektový indukčný ohrievač a jeho napájací zdroj bez transformátora

Dizajn

V jednom z predchádzajúcich príspevkov sme sa naučili základnú metódu návrh prispôsobeného obvodu indukčného ohrievača optimalizáciou rezonancie okruhu nádrže LC použijeme rovnaký koncept a uvidíme, ako bude možné navrhnutý domáci obvod indukčného ohrievača vytvoriť pre použitie v laboratóriách a klenotníctve.

Na nasledujúcom obrázku je znázornený štandardný dizajn indukčného ohrievača, ktorý je možné upraviť podľa požiadaviek používateľa podľa jeho individuálnych preferencií.

Schéma zapojenia

Prevádzka obvodu

Celý okruh je nakonfigurovaný okolo populárneho mosta IC IRS2453, ktorý skutočne umožňuje navrhovať úplné mostové invertory veľmi ľahké a spoľahlivé. Tu používame tento IC na výrobu obvodu invertora indukčného ohrievača DC na DC.

Ako je zrejmé z návrhu, IC nepoužíva nič viac ako 4 N-kanálové mosfety na implementáciu úplnej topológie mosta invertora, navyše obsahuje integrovaný oscilátor a bootstrappingovú sieť, ktorá zaisťuje mimoriadne kompaktný dizajn obvodu invertora.

Frekvencia oscilátora sa dá upraviť zmenou zložiek Ct a Rt.

Mosfetový H-mostík je zaťažený obvodom nádrže LC pomocou bifilárnej cievky, ktorá tvorí indukčnú pracovnú cievku spolu s niekoľkými paralelnými kondenzátormi.

Integrovaný obvod obsahuje aj vypínaciu zásuvku, ktorú je možné využiť na vypnutie integrovaného obvodu a celého okruhu v prípade katastrofických okolností.

Tu sme zamestnali a sieť obmedzujúca prúd pomocou tranzistora BC547 a nakonfiguroval ho pomocou SD kolíka IC na zaistenie prúdom riadenej bezpečnej implementácie obvodu. S týmto usporiadaním na mieste môže užívateľ voľne experimentovať s obvodom bez obáv z spálenia napájacích zariadení počas rôznych optimalizačných operácií.

Ako bolo diskutované v jednom z predchádzajúcich článkov, optimalizácia rezonancie pracovnej cievky sa stáva kľúčovým bodom pre akýkoľvek obvod indukčného ohrievača. Aj tu sa staráme o presné vyladenie frekvencie, aby sme umožnili najpriaznivejšiu rezonanciu pre náš indukčný ohrievač. LC obvod.

Nezáleží na tom, či je pracovná cievka v tvare špirálovitej bifilárnej cievky alebo valcového vinutého vinutia, ak je rezonancia správne zosúladená, možno od vybraného prevedenia očakávať optimálny výsledok.

Ako vypočítať rezonančnú frekvenciu

Rezonančnú frekvenciu pre okruh nádrže LC možno vypočítať podľa vzorca:

F = 1 / 2π X √LC Kde F je frekvencia, L je indukčnosť cievky (s vloženou magnetickou záťažou) a C je kondenzátor pripojený paralelne k cievke. Nezabudnite uviesť hodnotu L v Henrym a C vo Faradovi . Prípadne môžete tiež použiť toto softvér pre rezonančnú kalkulačku na stanovenie hodnôt rôznych parametrov v dizajne .

Hodnota F môže byť zvolená ľubovoľne, napríklad môžeme predpokladať, že je 50kHz, L potom identifikujeme zmeraním indukčnosti pracovnej cievky a nakoniec hodnotu C nájdeme pomocou vyššie uvedeného vzorca alebo uvedený softvér kalkulačky.

Pri meraní indukčnosti L dbajte na to, aby feromagnetické zaťaženie zostalo spojené s pracovnou cievkou aj s odpojenými kondenzátormi.

Výber kondenzátora

Pretože s navrhovaným indukčným ohrievačom pre laboratórne práce alebo na tavenie ozdôb môže byť zapojené značné množstvo prúdu, je potrebné kondenzátor primerane dimenzovať na frekvenciu vysokého prúdu.

Aby sme to zvládli, možno budeme musieť paralelne použiť veľa počtov kondenzátorov a ubezpečiť sa, že konečná hodnota paralelnej kombinácie sa rovná vypočítanej hodnote. Napríklad, ak je vypočítaná hodnota 0,1 uF a ak ste sa rozhodli použiť paralelne 10 kondenzátorov, potom by hodnota každého kondenzátora musela byť okolo 0,01 uF atď.

Výber rezistora obmedzovača prúdu Rx

Rx možno jednoducho vypočítať pomocou vzorca:

Rx = 0,7 / maximálny prúd

Tu sa maximálny prúd vzťahuje na maximálny prúd, ktorý môže byť prípustný pre pracovnú cievku alebo záťaž bez poškodenia mosfetov a pre optimálne zahriatie záťaže.

Napríklad, ak je optimálny prúd vykurovania určený na 10 ampérov, potom je možné vypočítať a dimenzovať Rx na obmedzenie čohokoľvek nad týmto prúdom a mosfety musia byť vybrané tak, aby zvládli viac ako 15 ampérov.

To všetko môže vyžadovať určité experimentovanie a Rx sa dá spočiatku udržiavať vyššie a potom postupne znižovať, kým sa nedosiahne správna účinnosť.

Chladenie pracovnej cievky.

Pracovná špirála môže byť vyrobená z dutej mosadznej rúrky alebo medenej rúrky a chladená prečerpávaním cez ňu vodu z vodovodu, alebo alternatívne je možné použiť chladiaci ventilátor tesne pod špirálou na nasávanie tepla z cievky zo zadného konca. krytu. Užívateľ môže vyskúšať aj iné vhodné metódy.

Zdroj

Napájací zdroj potrebný pre vyššie vysvetlený indukčný ohrievač pre laboratóriá a obchody je možné zostaviť pomocou 20 ampérového, 12 V transformátora a usmernením výstupu pomocou 30 ampérového mostíkového usmerňovača a 10 000 uF / 35 V kondenzátora.

Beztransformátorové napájanie môže byť pre indukčný ohrievač nevhodné, pretože by to vyžadovalo obvod 20 ampérov smps, čo by mohlo byť mimoriadne nákladné.