Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Nagrzewnica indukcyjna 1 kW

michal2666 27 Feb 2009 09:00 295394 427
  • #181
    mosfetkiler
    Level 21  
    do pio-kan:
    -kondensator przy HO jest źródłem zasilania dla obwodu bramkowego górnego tranzystora i doładowuje się przy każdym cyklu przwodzenia dolnego tranzystora (dioda nie pozwala na jego rozładowywanie).
    TC4422 jest w tym przypadku wzmacniaczem impulsu bramkowego gdyż układ IR2153 ma napewno za małą wydajność prądową na to, aby prawidłowo wysterować dużego MOSFETA przy wysokiej częstotliwości przełączania (chociaż nie wiem dlaczego w jego dokumentacji nie podano konkretnej wartości) - patrz dokument PDF powyżej.
    -Transformator może ewentualnie pozostać, chociaż podawanie przemiennego sygnału sterującego zmniesza dynamikę przełączania.
    -TC4422 jest układem nieodwracającym, TC4421 - odwracającym.
    Po zastosowaniu ich w proponowanym przez Ciebie układzie w efekcie otrzymasz jednocześne przewodzenie obydwu MOSFETÓW - czyli zwarcie!
  • #183
    c4r0
    Level 36  
    Może i ciekawa ta konstrukcja, ale mało przydatna. I gdzie masz czasy martwe, skoro tam jest w ogóle tylko jeden tranzystor? :|
  • #184
    mosfetkiler
    Level 21  
    odnośnie linku powyżej:
    o podobnym sposobie nastawiania czasów martwych przez polaryzację wzmacniacza wejściowego podzielonym napięciem Vref w zastosowaniu do układu SG3525 wspominałem nieco wcześniej. We wzmiankowanym układzie (z linku) nie do końca rozumiem stosowanie tego "desat".
    Tranzystory IGBT nie mają w odróżnieniu od BJT problemów z "twardym nasyceniem" i wynikającym z niego spowolnieniem przełączania. Chyba, że ma to być układ nadzorujący spadek napięcia na tranzystorze przy przeciążeniu i po przekroczeniu nastawionego poziomu blokujący sterowanie. Tylko czy tak rozbudowany system z tyrystorami zdąży na czas zareagować? Fotki z osiągów grzejnych nie imponują; przywykłem do ostrzejszych "chodów".
    PS. A może ktoś ma akurat układ TL494 i pobawiłby się sprawdzeniem jaką częstotliwość można z niego wyciśnąć maksymalnie (oczywiście przy stabilnej pracy).
    Gdyby osiągał dużo ponad te 100 kHz z dokumentacji tomożna by go z pożytkiem wykorzystać do naszych celów - ma przecież nastawiany czas martwy i wyjścia do sterowania dwóch tranzystorów w przeciwfazie.
    Sposob zastosowania z układu nagrzewnicy z EDW niestety blokuje całkowicie mozłiwość ich wykorzystania.
  • #186
    pio_kan
    Level 11  
    Wielkie dzięki mosfetkiler za wytłumaczenie i rady.
    Póki co wepnę się do transformatorka, jeśli będzie dalej źle wyeliminuję go.
    Zobaczymy co z tego tym razem wyjdzie:?:
  • #187
    User removed account
    User removed account  
  • #188
    pio_kan
    Level 11  
    Panowie mam do Was pytanie odnośnie IR2153. zrobiłem sam generator praktycznie samo zasilanie IR2153 i chciałem sprawdzić wyjścia bez żadnego obciążenia. No i czegoś nie rozumiem, gdyż na LO jest ładny przebieg prostokątny a na HO oscyloskop nic nie wskazuje. Czy to jest normalne i wszystko zacznie działać dopiero po zadaniu obciążenia czy jednak coś jest nie tak?
  • #189
    c4r0
    Level 36  
    Takich układów nie uruchamia się bez obciążenia. Daj rezystor obciążający i wtedy patrz co się dzieje.
  • #190
    mosfetkiler
    Level 21  
    Aby układ IR2153 działał jako całość należy pamiętać o zasadzie działania "bootstrap". Sterowanie dolnego wyjścia jest zasilane z ogólnego zasilacza pomocniczego natomiast obwód górnego wyjścia jest zasilany z kondensatora połączonego jednym końcem z diodą a drugim z drenem dolnego MOSFETA. Kondensator ten ładuje się przy każdym cyklu przewodzenia dolnego MOSFETA (otwiera się połączenie z masą) a z drugiej strony przez diodę z plusem zasilacza. W przerwie ten kondensator jest źródłem zasilania dla obwodu HO na "pływającym" potencjale. Wobec tego muszą być podłączone obydwa MOSFETY do wyjść układu aby zamknąć obwód i umożliwić działanie HO i LO.
    PS. Czekam na dostawę IR2153 i też będę eksperymentować.
  • #191
    pio_kan
    Level 11  
    Skoro tak to spójrzcie Panowie na ten schemat no i oceńcie go:

    Nagrzewnica indukcyjna 1 kW

    Z kilku schematów stworzyłem coś takiego. Jest tu wzmocniony sygnał i układ IR2153 powinien działać prawidłowo, wnioskując z tego co pisze Pan mosfetkiler. Jeśli widzicie jakiś błąd proszę poprawcie mój schemat. Za wszelkie porady z góry wielkie dzięki.
  • #192
    c4r0
    Level 36  
    Na tym schemacie bardzo dobrze widać, że niestety w ogóle nie masz pojęcia jak to działa. To nie będzie działać i lepiej nawet nie próbuj czegoś takiego uruchamiać. Powiedz mi, po co stosujesz IR2153 skoro potem i tak dajesz drivery do mosfetów (to nie ma absolutnie żadnego sensu)? Powiedz jak zamierzasz tym górnym driverem wysterować tranzystor którego źródło znajduje się na potencjale 300V? Pierwsze co zobaczysz po podłączeniu tego układu to wybuchający górny driver po tym jak dostanie na wejście 300V :) Co się stanie dalej trudno przewidzieć. Aha, i z takich bardziej przyziemnych: drivery powinny mieć przy swoim zasilaniu jakieś kondensatory i górna dioda shottky'ego jest odwrotnie ;) Aha, i jeszcze jedno, ale to chyba już nie Twój błąd. Tam po prawej na dole powinno być raczej NEUTRAL niż NEGATIVE.
  • #193
    pio_kan
    Level 11  
    Z pokorą muszę się przyznać, że niestety jestem początkującym elektronikiem w tej dziedzinie, ale każdy od czegoś zaczynał, ja wzoruję się na innych schematach, sprawdzonych. Teraz chciałbym kilka tych schematów połączyć ze sobą, gdyż chciałem wykorzystać pewne rzeczy z poprzedniej nagrzewnicy złożonej na bazie nagrzewnicy Pana Michal2666

    Stosuję IR2153 ponieważ posiada martwe czasy

    wzmacniam driverami tc4422 gdyż sygnał bezpośredni z IR2153 może być za słaby aby załączyć

    Na płytce drivery mają kondensatory, po prostu nie pokazałem ich na schemacie, a dioda to faktycznie pomyłka

    Co do NEGATIVE to skopiowałem z innego schematu

    Układ wysterowania MOSFETÓW był wzorowany na tym schemacie:

    Nagrzewnica indukcyjna 1 kW

    jest jednak pewna różnica, gdyż sterowanie było podpięte do trafa separującego

    proszę o porady, gdyż nie chciałbym na tym etapie kończyć tej nagrzewnicy
  • #194
    c4r0
    Level 36  
    Jak schematy są poprawne oddzielnie to nie znaczy że jak coś z nich powycinasz i poskładasz z różnych kawałków jak puzzle to dalej będzie działać :) IR2153 posiada układ podnoszący napięcie sterowania górnego mosfeta do potencjału jego źródła. Ten scalak jest przeznaczony tylko i wyłącznie do bezpośredniego sterowania półmostka. Nie możesz za nim dać żadnych driverów. Jeśli ten scalak nie daje sobie rady z Twoimi tranzystorami to zupełnie go odstaw i zrób inne sterowanie. Generator z czasami martwymi możesz łatwo zrobić z układów logicznych. Potem musisz poprzez jakiś rodzaj separacji elektrycznej (magnetyczna poprzez trafo lub optyczna poprzez transoptory) wysterować bramki mosfetów.
  • #195
    pio_kan
    Level 11  
    Bardzo dziękuję za szybką odpowiedź.

    W takim razie zacznę z innej strony. Może Pan doradziłby jak można dodać czasy martwe do tego schematu (układ generatora Pana Michal2666):

    Nagrzewnica indukcyjna 1 kW

    Nagrzewnica indukcyjna 1 kW

    Cały problem zaczął się właśnie od czasów martwych

    Dodano po 1 [godziny] 34 [minuty]:

    Jednak nie poddaję się
    Spójrzcie Panowie na ten schemat już bez tc4422:

    Nagrzewnica indukcyjna 1 kW

    Oczywiście zakładam że IR2153 załączy IRFP460.
    Zależy mi na tym aby wykorzystać stopień końcowy mojej już zrobionej nagrzewnicy
  • #196
    mosfetkiler
    Level 21  
    pio_kan
    uruchomiłem układ z IR2153 i z dodatkowymi wzmacniaczami 6A mcp1407. Wszystko działa pięknie tylko IR2153 ma za duży DT dla moich potrzeb ok. (1200ns) i przy ok 200kHz jest już tylko ok. 25% wypełnienia impulsu, a przy 300kHz pozostają tylko szpilki, które po chwli (parę kHz więcej) giną bo DT jest większe niż okres oscylacji. Potrzebuję ok 400kHz. i dobry byłby IR21531 z DT ok. 400ns. ale nie mogę go namierzyć.
    W Twoim układzie należy podpiąć zasilanie U1 do górnego kondensatora i dołożyć kilka kond. monolityczych równolegle do elektrolita 100 µF oraz w pobliżu układów U1 i U2. Rezystory bramkowe wydają się być 10x za duże - ich wartość wynika z wyliczeń opartych na ładunku bramki, napięciu progowym MOSFETA i napięciu zasilania wziętych z DATASHIET.
  • #197
    pio_kan
    Level 11  
    Dzięki Mosfetkiler.
    Zastosuję się do Twoich rad i zobaczę co z tego będzie. Skoro u Pana działa bez zarzutu, i podłączył Pan driver IR2153 do innego drivera to zobaczę co będzie u mnie pomimo ostrzeżeń Pana c4r0. Najwyżej będzie bum :wink:

    Tylko na wszelki wypadek niech Pan na to rzuci okiem fachowca

    Nagrzewnica indukcyjna 1 kW

    Rezystory na razie zostawię w spokoju gdyż dobrze się sprawowały w poprzedniej nagrzewnicy a bramki były sterowane właśnie tymi driverami
  • #198
    mosfetkiler
    Level 21  
    pio_kan
    Wydaje się, że jest OK tylko zdecyduj jakie napięcie pomocnicze zastosujesz 12V czy 15V? Lepiej zastosować 12V. Rezystory bramkowe zmniejsz jeżeli MOSFETY będą się nadmiernie nagrzewać. Można też pomyśleć o dodaniu tłumików RC równolegle do każdego MOSFETA (np. 1000pF/2000V polipropylen - 20Ω/6-10W tlenkowy, zestawiany z mniejszych - nie wolno stosować drutowych!). Powodzenia!
    PS Wielkim fachowcem to ja nie jestem - tak naprawdę jestem chemikiem, a elektronika w ramach kosztownego hobby!

    Dodano po 32 [minuty]:

    pio_kan
    Oczywiście driver U2 zasilisz bezpośredmio napięciem pomocniczym 12V(z przed diody BYV26C), napięcie 15V jest zbędne; wystarczy zasilić całość napięciem 12V.
  • #199
    pio_kan
    Level 11  
    Dzięki Mosfetkiler

    W takim razie zabieram się do wytrawiania płytki no i zobaczymy.
  • #200
    marius.aesir
    Level 17  
    lukasb9 wrote:
    Jak już c4r0 napisał ta deska tam to średnio dobry pomysł :) w.cz pewnie nieźle sobie w niej biega. Kondensatory (jak c4r0 napisał) najlepsze do takich rzeczy są mikowe, foliowe maja dużą indukcyjność własną. Co do rozgrzewania śruby do białości ja bym taki pewny nie był, punkt curie żelaza to 770stopni i ciężko będzie Ci wyjść poza to. Konstrukcja przypomina piecyk richi-ego http://www.richieburnett.co.uk/indheat.html

    pozdrawiam i gratuluje


    Punkt Curie żelaza to 768 stopni:) dzięki takim przybliżeniom ostatnio prawie nie zaliczyłem labolatorii z metaloznawstwa:)

    pozdrawiam, Mariusz.
  • #201
    bse-bse
    Level 13  
    Punk Curie raczej nie ma znaczenia jeśli chodzi o przemienne pole magnetyczne. Faktem jest, że stal wtedy staje się paramagnetykiem i nie reaguje wtedy na stałe pole magnetyczne, jak wszystkie para i dimagnetyki, jednak SEM indukuje się nawet w para i dimagnetykach pod warunkiem przewodzenia prądu. Choćby dobrym przykładem jest stosowanie czasem hamulców magnetycznych, gdzie najczęściej stosuje się aluminium, ponieważ działa na nie tylko przemienne pole magnetyczne.
  • #202
    sebazaz
    Level 13  
    bse-bse wrote:
    Punk Curie raczej nie ma znaczenia jeśli chodzi o przemienne pole magnetyczne. Faktem jest, że stal wtedy staje się paramagnetykiem i nie reaguje wtedy na stałe pole magnetyczne, jak wszystkie para i dimagnetyki, jednak SEM indukuje się nawet w para i dimagnetykach pod warunkiem przewodzenia prądu. Choćby dobrym przykładem jest stosowanie czasem hamulców magnetycznych, gdzie najczęściej stosuje się aluminium, ponieważ działa na nie tylko przemienne pole magnetyczne.

    Mylisz się kolego.
    Utrata własności magnetycznych wsadu oznacza gwałtowny spadek sprzężenia magnetycznego wzbudnika z wsadem. To tak, jakbyś z trafa wyciągnął rdzeń.
    Poza tym zmienią się parametry obwodu rezonansowego. Na pewno wzrośnie dobroć, co spowoduje znaszny wzrost prądu.
    W hamulcach stosuje się aluminium z powodu dobrej przewodności elektrycznej.
    Pozdrawiam.
  • #203
    bse-bse
    Level 13  
    Dobrze wiedzieć, bo chciałem zastosować rozwiązanie indukcyjne, do topienia stali. Mała waga elementów, bo do 1kg, ale z tego co piszecie, jest to nie możliwe. Co byście polecali do zrobienia takiego małego piecyka? Gazowe, czy elektrodowe? Elektrodowe, to chyba nie bardzo do tak małego rozwiązania.
  • #205
    mosfetkiler
    Level 21  
    xml2000
    To czym dysponujesz wygląda na zwykły falownik silnikowy z częstotliwością pewnie w okolicach 50Hz.
    Taką częsstotliwością to można nagrzewać indukcyjnie detale stalowe o średnicy rzędu 250 - 300mm lub więszej.
    Tylko po co używać wtedy falownika-jest przecież sieć 50 Hz.
  • #206
    xml2000
    Level 17  
    maxymalna częstotliwość jaka jest dostepna programowo to 400 HZ więc miniwalnie więcej więc jestem ciekawy czy nie musiałbym budować całej przetwornicy skoro mam już gotową zostaje tylko policzenie cewki i kondensatorów .
  • #207
    mosfetkiler
    Level 21  
    Falownik ma wyjście trójfazowe-nie da się tego podłączyć do jednego układu LC.
    W przypadku nagrzewania indukcyjnego istnieje zawsze pewna minimalna średnica detalu, którą można sensownie nagrzewać stosując daną częstotliwość. 400Hz to naprawdę mało, takie częstotliwości to się mogą przydać w hucie do grubych detali (i mocach setek kilowatów).
    A spodziewam się, że potrzeba nagrzewnicy niedużej mocy-częstotliwość niezbędna to kilkadziesiąt-kilkaset kiloherców.
    Częstotliwości nośnej PWM przebiegu też raczej się nie wykorzysta.
  • #208
    kinio98
    Level 11  
    Czy ktoś mógłby zamieścić oscylogram z przebiegu napięcia na cewce dopasowującej impedancje i czy jest w nim różnica miedzy półmostkiem a konstrukcją pełnego mostka?
  • #209
    michal2666
    Level 20  
    mosfetkiler wrote:
    załączam pewien schemat:
    Nagrzewnica indukcyjna 1 kW
    Jest to kawałek dokumentacji falownika klasy DE o częstotliwości pracy ok. 5MHz. Uważam ,że idea tego rozwiązania może zainspirować do stworzenia własnego, prostszego nieco rozwiązania.
    Zamiast rzadko spotykanego VCO 74LS624 można by użyć np.: 74HC4046 lub układu 555 w wersji CMOS o częstotliwości 2fwyj. Układ formowania sygnału sterującego i czasu martwego jest O.K. Na wyjściu zamiast nadajników sygnału do światłowodów (bo takie przekazywanie sygnału tu występuje) dać TC4422 i dalej trafo sterujące. Układ z lewej strony z diodami led to chyba gadżet sygnalizujący wizualnie poziom częstotliwości sygnału.


    Wszyscy kombinują z wprowadzaniem czasów martwych na badziewnych i zawodnych IR ... a czy ktoś sprawdził ten schemacik ?? wydaje się naprawdę prostym sposobem na wprowadzenie czasów martwych do uniwersalnych konstrukcji mostków. Gdybym miał trochę czasu chętnie bym to zbudował bo przyznam się szczerze, że popularne mikrokontrolery w aplikacjach WN i WC słabo się sprawdzają.
  • #210
    mosfetkiler
    Level 21  
    Sam zacząłem projektować ten układ, ale zdenerwowała mnie ilość połączeń i wynikające z tego rozmiary PCB.
    Na dzisiaj korzystam jeszcze z układu KA3525 - dał się przetaktować do 340kHz ale to już koniec, nawet trochę większa częstotliwość powoduje "wariowanie" układu na wyjściach.
    W planie użycie UCC3808, który może działać do 500kHz, ale jest mało dostępny w Polsce. Ewentualnie Unitrode deklaruje, że układ UC3846 powinien działać też do 500kHz na wyjściu, oczywiście oscylator musi miwć we wszystkich tych układach częstotliwość 2 razy większą. Dodatkowo mamy zachowaną możliwość nastawiania czasu martwego.
    Ponieważ ciekawi mnie wartość prądu szczytowego tranzystorów w relacji do prądu pobieranego ogólnie przez układ, a nie mam tak wspaniałych przyrządow pomiarowych jak kolega Michał2666 to poprosiłbym go o dokonanie ewentualnych pomiarów - jeśli można i jest jeszcze na czym...