小功率高頻感應加熱器的設計與制作
家用感應加熱裝置的典型應用是電磁灶,其功率一般在lkW左右,要求被加熱容器的底部直徑不小于120mm.本設計的感虛加熱器輸出功率定在200W~300W,感應器有效直徑lOOmm 左右,主要用于小容量的液體、食品、易拉罐飲品的加熱,在家庭、醫院、賓館房間、零售商店中有廣泛應用.感應加熱要求感應線圈的品質因數(Q值)高,Q可由下式計算: Q=X/R=ωL/R 其中,L 是感應線圈的電感(單位H),ω 是驅動源的開關頻率,R 是感應線圈的等效串聯電阻(Ω).通過以不同的驅動頻率驅動加熱線圈,可以得到線圈參數與頻率的關系.當感應線圈靠近鐵制品時.其等效電阻將大幅度增加,Q 值下降;而當其靠近非鐵磁性金屬時,其等效電阻增加很少,其Q 值下降不大.這種特性使鐵金屬更易被感應加熱.例如,在驅動頻率為100kHz 時,靠近鐵制品的線圈,其R 值為2Ω,而靠近鋁制品時,R 值儀0.238Ω;當驅動頻率為400kHz 時,空載線圈的Q 值達到318,在靠近鋁制品時下降為124,而在靠近鐵制品時下降至13.因此,在選擇驅動源頻率時,要選擇空載線圈的R 值和有鐵金屬時的R 值相差大的頻率,這個頻率范圍一般在lOOkHz 至400kHz.為了減小加熱線圈自身的損耗,線圈需用很多股細銅線組成的絞合線來繞制,這樣容易制戰高頻損失小、Q值高的線圈.感應線圈有兩種形狀,一種是加熱普通平底鐵金屬容器的平板線圈.另一種是加熱易拉罐的筒形線圈.在實際的感應加熱電路中,感應線圈與其等效串聯阻抗R,以及外加電容器C 等共同構成LCR 串聯諧振電路.圖1 是本高頻感應加熱器的方框圖.采用絕緣柵場效應管的半橋驅動、LC 串聯諧振電路,用鎖相環(PLL)和脈寬調制(PWM)電路作閉環控制,以保證串聯諧振頻率的穩定:用半橋功率電路驅動加熱線圈.半橋輸出電路輸出阻抗低,即使用方波信號作電壓驅動,輸出電流波形也是正弦波,因而電壓相電流的相位差小,功率傳輸效率高.整機電路見圖2.PLL 及PWM 恒流控制電路:采用開關穩壓集成電路UC3825,實際開關頻率可達lMHz,具有兩路大電流推挽式輸出電路.利用UC3825 內的振蕩電路構成壓控振蕩器VCO,其頻率范圍可取為200kHz~300kHz,由定時阻容元件R10+R9//Rt 和C5 的值決定.動態電阻Rt 由小信號MOSFET 管構成,其阻值受MCl4060B 的輸出控制.考慮到加熱線圈L 的電感量及串聯諧振電容量的自由度,這個頻率的可變化范圍應有兩倍左右.當取圖2中的數值時,振蕩頻率約160kHz~380kHz.為了保證振蕩頻率的穩定,采用PLL 電路MCl4046B 作相位檢測器.由電流互感器CT 檢測出通過加熱線圈L 的電流,CT 次級的負載Rl 取200Ω,轉換,比為1V/1A,經D1、D2 雙向限幅.Cl 耦合至ICl 的PCa 端;ICl 的PCb 端輸入電壓由IC2 的PWM 輸出電壓分壓.得到,其值約5Vpeak,以滿足CMOS 電平的需要.由于流過加熱線圈的電流有少許滯后,故在PCb 端加入容量約1000pF 的相位補償電容器C2.如果工作頻率和LC 參數有變化, 該電容量也應梢應變化. 如f=300kHz 、電流相位滯后45. 時. 相位補償電容:Ccomp=1/2πRf=l/6.28x500x300xl03=1061pF如果以某一頻率驅動加熱線圈,當接近鋁制時,由于LCR串聯諧振電路的阻抗很低,通過的大電流可能會損壞MOSFET;如果空載,也可能造成桐同后果.因此必須采用恒流控制.這里,利用電流互感器CT 的輸出經D3、D4 倍壓整流屆作為反饋信號,輸出電流的調節用脈寬調制方式控制平均電流,由IC2 內部的誤差放大器來實現.由IC2 內部的基準電壓源經電阻分壓后取得+2.5V 的電壓,作為比較器的基準電壓.調節W1 可改變輸出電流,也可調節輸出功率.
MOSFET 驅動電路、半橋輸出電路及LC 串聯諧振電路:在負荷為鐵制品時,由于串聯諧振電路的R 將增大,故應設置較高的電源電腥(選定為300V).又由于在空載時,R 很小而Q 值高.將有很大的電流流過功率輸出管,故應選用漏極電流大的MOSFET 管.這里選用電流達12A 的2SKl489 兩強構成半橋輸出.驅動信號由UC3825 輸出、經C13~CJ6 和脈沖變壓器Tl、T2 耦合至推動級.D7~D10 用于保護大功率MOSFET.在半橋輸出電路中插入了電流互感器CT,用以檢出流過加熱線圈的電流.加熱線圈L 和電容C19、C20 構成LC 諧振電路.作為半橋輸出的負載.當LC 串聯電路諧振時,即使用方波驅動,流過線圈的電流波形也是正弦波.加熱線圈可作為平板形(加熱甲底容器)或筒形(加熱易拉.罐).為減少由于集膚效應產生高頻損失,加熱線圈的材料用120 根φ0.08mm 的細銅線絞合而成.線圈的尺寸見圖3.整機供電電路:功率輸出電路由交流市電經橋式整流提供+300V 電源,用7812 和78L05 提供+12V 及+5V給其余電路供電.+300V 電源在開機時會有大的沖擊電流,因而濾波電容不能用電解電容,而要選薄膜電容器;C24 為4.71μF,另在半橋輸出的電源端子加4.7μF(C21),使濾波電容的總容最為9.4μF.為避免半橋輸出電路產生的噪聲串人交流供電線路,加入了電感L2 作濾波器.元件選用:D1l、D13、D7、D9 采用肖特基二級管,D8、D10 采用超高速二極管;電感Ll、L2 及電流互感器CT 均采用磁環繞制.試用效果:由WI 設定功率為250W,此時交流電流約1.2A.對盛水的平底鐵制容器,用平板線圈加熱到水溫80℃耗時200 秒;當不盛水時,加熱至100℃僅用加40 秒;當用筒形線圈加熱盛滿水的鐵罐頭盒時,加熱至80℃耗時180 秒.
小功率高頻感應加熱器的設計與制作
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2019-07-25 11:43:0512887
高頻電源的應用原理及感應加熱的特點分析
高頻電源又稱電子管變頻裝置,是高頻感應爐的關鍵裝備。高頻電源及感應加熱技術對金屬材料加熱效率最高、速度最快,且低耗能又環保的裝置。它不但可以對工件整體加熱,還能對工件局部的針對性加熱;可實現工件
2019-09-09 10:08:565306
諧振式感應加熱爐電源系統的設計與施工
電磁感應感應加熱(ih)系統在緬甸的許多工業應用中得到了發展。許多行業都受益于這一新的突破,實施了感應加熱熔化、硬化和加熱。電磁爐是基于高頻感應加熱,電氣和電子技術。從電子的角度來看,電磁爐由四部
2019-09-18 08:00:003
高頻加熱設備的使用優勢及應用范圍
高頻加熱設備,又名高頻加熱機、高頻感應加熱設備、高頻感應加熱裝置、高頻加熱電源、高頻電源、高頻電爐。高頻焊接機、高周波感應加熱機、高周波感應加熱器(焊接器)等,另外還有中頻感應加熱設備、超高頻感應加熱設備等。應用范圍十分廣泛。
2019-11-29 11:22:405834
高頻感應圈的制作!只要讀這一篇就夠了!
感應圈的制作!只要讀這一篇就夠了! 高頻感應加熱機既高頻機的感應圈,又稱感應器等。是高頻加熱機和中頻等感應加熱設備的能量輸出器件。 高頻加熱機: 通常來說,感應線圈的總長越短,并管數越多,線圈
2020-04-28 16:25:2010946
電磁感應加熱的原理是什么
導體(工件)的電磁感應加熱技術來源于法拉第電磁感應原理。如圖1所示,感應加熱電源產生的中高頻交變電流通過感應器(常用螺旋線圈),在感應線圈的內部和外圍產生與線圈電流同頻率的交變磁場。
2020-08-25 17:04:2216659
電磁加熱器加熱線圈應該怎么繞
電磁加熱器線圈是通過合理的方法纏繞在加熱介質上來感應發熱的,不會根據技術參數繞線圈任意上升,從而導致運動偏離最佳工作狀態,電磁感應加熱器也可能存在-些缺陷。所以,讓我們談談電磁加熱器線圈纏繞是如何做的。
2020-12-16 16:32:0214722
高頻機是什么機器_高頻機維修方法
焊接機、高周波感應加熱機、高周波感應加熱器(焊接器)等,另外還有中頻感應加熱設備、超高頻感應加熱設備等。應用范圍十分廣泛。
2021-03-02 16:46:178956
高頻感應加熱電源驅動電路設計方案
高頻感應加熱電源驅動電路設計方案就目前國內的感應加熱電源研發現狀而言,高頻感應加熱電源是主流的研發設計方向,也是很多工程師的工作重點。在今天的文章中,我們將會為大家分享一種基于IR2llO芯片的高頻
2021-11-06 14:36:0185
基于單片機1KW高頻感應加熱器控制系統仿真設計(畢設)
設計要求:1、完成三相1kw高頻感應加熱器設計;2、功率1k;3、輸入電壓單相220V。設計內容:1. 掌握高頻感應加熱的工作原理;2, 掌握DSP TMS320F28335工作原理;3. 采用自舉
2021-11-22 18:36:0319
DIY 2000瓦感應加熱器
感應加熱器是加熱金屬物體的絕佳工具,當您需要在不弄亂整個空間的情況下將東西加熱時,它可以在 DIYers 工作區中派上用場。所以今天我們將完全從頭開始創建一個非常強大的感應加熱器,好消息是這個單元
2022-12-26 16:07:487
電磁感應加熱器的新思路,江信電磁給出這樣的豪情與擔當
電磁感應加熱器的新思路,江信電磁給出這樣的豪情與擔當 “電磁感應加熱對常規熱能的改變是根本性、全局性轉變,是真正能達到綠色低碳熱能的電熱能新突破”。電磁加熱資深人士、廣東江信電磁總經理周武江這樣
2023-02-06 11:10:20961
感應加熱器電路原理圖 DIY制作簡單的感應加熱器電路
在本文中,我們將向您展示如何制作簡單的感應加熱器電路。在此電路中,使用 IRFZ44N MOSFET、電阻器、電容器和一些支持組件來為您提供更多功率。該電路非常簡單,可以輕松制作該電路。將逐步向您展示制作該電路的完整過程。
2023-09-27 09:15:463171
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