Андрей Смирнов
Время чтения: ~9 мин.
Просмотров: 1

Простой способ получения Высокого напряжения

ZVS генератор используемый в индукционных нагревателях очень прост в изготовлении и имеет малое количество деталей из которых он состоит. Давайте рассмотрим схему:ZVS%2BLC%2B%25D0%25B3%25D0%25B5%25D0%25BD%25D0%25B5%25D1%2580%25D0%25B0%25D1%2582%25D0%25BE%25D1%2580%2B%25D0%25A1%25D1%2585%25D0%25B5%25D0%25BC%25D0%25B0.PNG Рисунок 1 — Индукционный нагреватель на ZVS генераторе Индуктором являются катушки L1 и L3 которые являются одной катушкой со средним выводом который через дроссель L2 подключен к плюсу питания. Стабилитроны VD2 и VD4 нужны для защиты затворов транзисторов от высокого напряжения. Через диоды VD1 и VD3 осуществляются обратные связи которые необходимы для возникновения генерации. Индуктор (на катушках L1 и L3) и конденсатор C1 образуют колебательный LC контур в котором создаются синусоидальные колебания. Частоту можно рассчитать в программе на странице http://electe.blogspot.ru/2011/02/blog-post_13.html или по формуле на той странице. По осциллограммам, при проверке данного нагревателя, получилось выяснить частоты на которых работает данный генератор:IMG_20180201_213132.jpg f1 = 80 кГц — частота без холодной железяки в индукторе, f2 = 67 кГц — частота с холодной железякой в индукторе. При помещении стального предмета внутрь индуктора, увеличивается индуктивность LC контура и следовательно уменьшается резонансная частота. Когда стальной предмет нагревается он теряет свои ферромагнитные свойства и индуктивность уменьшается а частота увеличивается. После того как стальной предмет нагревается до красна и его ферромагнитные свойства теряются, его нагрев замедляется и при низкой мощности нагревателя дальнейший нагрев не происходит (см. видео ниже).IMG_20180201_221311.jpgИндукционный нагреватель на ZVS генераторе хорошо подходит для нагрева железных предметов до красна. Если нужно нагреть их до бела и расплавить или нужно нагреть другие металлы например медь, алюминий, олово и т.д. то такой генератор скорее всего не «потянет». Транзисторные ключи силовых преобразователей должны работать в ключевом режиме для уменьшения потерь. Обычно при рассмотрении работы схем с транзисторами работающими в ключевом режиме, эти транзисторы представляют как управляемые идеальные ключи: Рисунок 2 — Идеальная модель zvs генератораНо на самом деле данный генератор далёк от идеала т.к. полевые транзисторы имеют паразитные ёмкости, сопротивление в открытом состоянии, проводимость в закрытом и т.д. Наибольшую неидеальность в схему привносят паразитные ёмкости т.к. они достаточно большие для того чтобы помешать транзистору быстро коммутироваться. Обычно эти емкости измеряются пикофарадами но если транзистору надо открываться и закрываться например 80000 раз в секунду то с этими емкостями приходиться считаться. Схема более приближенная к реальности будет выглядеть примерно так: Рисунок 3 — Неидеальная модель zvs генератора с паразитными емкостями и активным сопротивлениемТ.е. полевой MOSFET транзистор — это скорее переменный резистор с паразитными емкостями затвора нежели идеальный переключатель. Для управления такими транзисторами обычно используют специальные микросхемы — драйверы. Рисунок 4 — Управление MOSFET транзистором через драйвер Но в схеме ZVS генератора таких нет, поэтому транзисторы в нём будут нагреваться сильнее чем если бы драйвера там были. В ZVS генераторе заряд емкости затвор — исток и разряд емкости затвор — сток происходит через резистор подключенный к плюсу питания: Рисунок 5 — Заряд емкости затвор — исток и разряд емкости затвор — стокПонятно что резисторы ограничивают ток и желательно чтобы их сопротивление было как можно меньше но в данной схеме обойти это ограничение не получиться если кардинально её не менять. С разрядом емкости затвор — исток и зарядом емкости затвор — сток ситуация такая: Рисунок 6 — Разряд емкости затвор — исток и заряд емкости затвор — стокРазряд емкости затвор — исток происходит через другой открытый транзистор и открытый диод обратной связи. Несмотря на эти недостатки, данный генератор можно собрать и найти ему применение! Предыдущее видео по работе генератора https://youtu.be/XoV4T0r0V7o Предыдущая статья по работе генератора https://electe.blogspot.ru/2018/01/lc.html?showComment=1517669681734#c2199538723359217471 Электродуговой нагреватель https://youtu.be/tWJkg8M7nCU транзистор irf640 http://got.by/28ui15, http://got.by/28uibn готовый индукционный нагреватель на zvs генераторе http://ali.pub/28uimcКАРТА БЛОГА (содержание)

  • Цена: US$ $27.99 с купоном

Добрый день, уважаемые читатели. Сегодня рассмотрим необычный предмет — индукционный нагреватель мощностью до 1 кВт. Несмотря на специфичность этого предмета, обзоры на слабенькие подобные нагреватели мелькали на сайте:Вот и еще вот. Обозреваемый нагреватель имеет мощность на порядок большую и его хоть как то можно применить для практических целей, а не для опытов по физике. Не буду останавливать на теории индукционного нагрева (подробно изложено на вики) Для тестов изделия нам нужно учесть две основные особенности:

  • Нагрев происходит только у токопроводящих магнитных материалов.
  • Нагрев происходит в поверхностных слоях.

Промышленные установки закалки ТВЧ имеют приличные габариты, вот, например, наша на заводе: Закалка зубчатого колеса: Китайский же кит отлично поместится на верстаке или рабочем столе, а делать будет то же самое, конечно с меньшей мощностью и размерами закаливаемых заготовок. Где его можно применить практически:

  • Закалка инструмента
  • Бесконтактный нагрев
  • Ювелирка, переплавка

Перейдем непосредственно к предмету обзора. Доставка была ТК с отслеживаемым треком.УпаковкаКит нагревателя упакован в плотную картонную коробку: Плата в антистатическом пакете, индуктор был обернут в пупырчатую пленку: Кит индукционного нагревателя состоит из двух частей:

  • Медный индуктор
  • Плата генератора

Для использования нагревателя нужно добавить блок питания 12-48 В до 20 А и желательно водяное охлаждение индуктора. Рассмотрим индуктор: Похож на кипятильник или змеевик самогонного аппарата, но в данном случае это катушка. 7 витков 6 мм медной трубки. Внутренний диаметр (куда вносится заготовка) — 46 мм. Длина намотки 54 мм. Водяное охлаждение так и просится: А вот такого размера индуктор в индукционной печи для плавки: Плата генератора: Размеры платы: 100х100 мм, есть 4 отверстия диаметром 4 мм для стоек или крепления в корпус. На клеммах подачи напряжения питания обозначен только «-«. Есть зеленый светодиод — индикатор работы. Снизу: флюс смывать ленятся. Примерная схема подобных устройств: Это двухтактный полумостовой преобразователь в автогенераторном режиме. С боков платы: Стойки индуктора латунные шестигранники 6 мм по 3 шт, но сверху хиленькая скоба. Максимальный ток указан 20 А. Радиаторы мосфетов: Китайцы такие китайцы, плата выходит за радиаторы на добрый сантиметр, это будет мешать нормальному их обдуву. Мосфеты IRFP260N в корпусе TO-247AC: Конденсаторы 0,33 мкф 600 VAC 50 кГц: На работе электрики помогли составить схему именно этой платы (я далек от этого) и заодно промоделировали частоту генератора: Осциллограмма генератора: теоретическая частота 90 кГц.Теперь перейдем к практической части: Для удобства подключения индуктора его выводы нужно согнуть, я использовал трубогиб, но все равно плохо получилось, стенки тонкие: Получилось так: некоторые в отзывах выводят индуктор на бок, но мне показалось так удобней. Я когда выбирал нагреватель, рассчитывал на свой БП wanptek KPS305D 30 В 5 А, но он отказался работать с нагревателем, уходит в защиту и скидывает напряжение с 12 до 5 В: Почему кстати? Пришлось воспользоваться БП от ноутбука 19 В 4,7 А. Ток на холостом режиме: Напряжение на индукторе: Ток при нагреве сверла: Частота работы генератора: Близка к расчетной. Так как при работе индуктор быстро разогревается (от нагреваемой детали больше всего), опыты я проводил при проточном водном охлаждении: организовать его просто, две трубки одна к крану с холодной водой, вторая в раковину в слив. Главное разместить надежно, весит плата с индуктором почти полкило.Опыты: Классическая проверка на гвозде)) Подкалил китайский зенкер: на разогрев ушло пару минут, все таки тока 4 А маловато. Олово с припоем плавится не захотело: Мелкие сверла разогреваются за минуту: Извращение с народным кухонным термометром: Узнать температуру стали для закалки можно по цвету или измерить бесконтактным способом: Доработка кита нагревателя из отзывов:

  • Для плавки в тигле логично упрятать индуктор в изолятор.
  • Обдув большим вентилятором платы.
  • Усиленные медные прижимные пластины для выводов индуктора.

Это напрашивается при постоянной работе с нагревателем. Так как получить максимум возможностей от своего БП я не смог, поехал к другу — у него есть техника посерьезней: 24 В и 24 А. Пробуем на фрезе 6 мм: Ток холостой 4 А. Ток рабочий около 10 А, нагревается быстро. А теперь задача посложнее — плавка алюминия (660 С): так не заработало, там виток, втулка полая. В стальном тигле дело пошло (на 15 А): но лопнула керамическая пластинка. Индуктор обувается вентилятором 120 мм, температура его не выше 50 С. Мосфеты примерно так же. Подложили под тигель керамический патрон: За 4 минуты алюминиевая втулка толщиной с палец размякла (ток при этом 12 А).

Остывший расплав: При должном оснащении, этому нагревателю по силам и плавка легкоплавких металлов. Главное иметь мощный блок питания. Есть купон SJZVS снижающий цену до $27.99 (до 30 августа). Спасибо за просмотр. Удачных покупок! Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

  • Чулан*

8bd435ea03e02d4f2602dc489073ce41.jpg Наверно многие хотели бы иметь свой источник высокого напряжения, данная статья поможет вам собрать довольно надёжный источник средней мощности. Который к тому же лишён таких недостатков: как нагрев транзисторов, низкий КПД и т.п. Я бы конечно мог написать про самый простой, Блокинг генератор, но он не оправдывает ожиданий, потребляет много, греется сильно. По этому я решил описать немного сложнее схему из 10 деталей, но способную, быть домашним источником высокого напряжения. Ниже фотография того что нам понадобится:69af9d55b2ed264c9dd825804cd57795.jpg Итак теперь список того что нужно достать/купить, что бы собрать: транзисторы IRFP250N, резисторы по 470 Ом (2-3 Ватта), конденсаторы плёнка по 100 нФ 400 Вольт, (лучше взять несколько, скажем 10 и подбирать при какой ёмкости лучше работает), диоды UF5408, стабилитроны по 12 Вольт 1.5 Ватта ( если питать от БП компа то стабилитроны с резисторами по 10 Ком можно не паять), а так же конденсатор по питанию на 1000 мкФ 50 Вольт ( напряжение зависит от чего питаете, если от БП компа смело ставьте на 25 Вольт), по желанию индикация в виде светодиода, у меня зелёный. И да чуть не забыл, насчёт дросселя там нужно взять либо жёлтое кольцо (распылённое железо) из фильтра БП компа, либо феррит 2000 мГн и намотать около 40 Витков, проводом от 0.7 — 2мм. Насчёт сборки устройства, всё достаточно просто делаем методом ЛУТ ( Лазерно- Утюжная Технология) плату, затем травим, сверлим, впаиваем детали, согласно схеме. Потом на радио рынке или со старого телевизора, вынимаем строчный трансформатор, оставляем только вторичную обмотку, что больше, а первичную мотаем сами многожильным проводом 10 витков с отводом от середины. Стоит отметить, что кол-вом витков в первичке и ёмкостью можно настроить преобразователь для оптимальной работы. Собственно схема устройства:7648653e224fd10b83e7640e211c936a.png Как видно она довольна простая, но капризная в плане питания источник должен давать 12-30 Вольт (для данных транзисторов), и при этом иметь мощность от 50 Ватт, лучше 100 Ватт, какой нить старый трансформатор. Как плюсы схемы можно отметить слабый нагрев транзисторов, даже очень, в этом видео, которое я снял, что бы показать дугу. Я поставил в качестве радиатора, 2 алюминиевых профиля, и они были едва-едва нагретыми. Даже через 10 минут не нагревается, что довольно хорошо, не нужны громоздкие радиаторы, достаточна пластинки метала. Ниже видео, как работает:Используемые источники:

  • http://electe.blogspot.com/2018/02/zvs.html
  • https://mysku.ru/blog/china-stores/64743.html
  • https://habr.com/sandbox/58407/

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Максим Уваров
Наш эксперт
Написано статей
171
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации