Należę do koła naukowego TIM na politechnice warszawskiej. Postanowiliśmy zbudować nagrzewnicę indukcyjną niewielkiej mocy opartą na pełnym mostku opartą na tranzystorach: FGA60N65SMD. Sterownik to nieco zmodyfikowany projekt Wolframa z 4hv.org
http://4hv.org/e107_files/public/1452700697_33_FT173532_pll_pdm_core.png
Natomiast schemat naszego: https://cdn.discordapp.com/attachments/397762849650245634/451853470253711391/Schemmat.png
Mamy nietypowy problem z tym sterownikiem. Niezależnie od częstotliwości wejściowej, układ daje na wyjściu do sterowników driverów: 800Mhz , częstotliwość VCOOUT układu 4046 wynosi 1.6MHz, i nie mam żadnego pomysłu dlaczego tak jest. Ścieżki płytki zostały sprawdzone i nie zauważyłem tam problemów. Sygnał wejściowy był podawany z generatora częstotliwości o amplitudzie 4V a częstotliwości były mierzone oscyloskopem.
Jest to nasz pierwszy projekt i nie sądziliśmy że może tak trudne zagadnienie, a niestety nie możemy się wycofać.
Sądzimy że jesteście w stanie nam pomóc, gdyż sterowniki do drsstc są podobne, oraz posiadacie odpowiednią wiedzę.

Cześć,
mógł byś wrzucić oscylogramy, model oscyloskopu i krótki opis sposobu pomiaru? Coś mi się nie wydaje żeby ten układ był w stanie przenieść przebieg rzędu 800MHz, chyba że to literówka. Przydatne były by też rysunki PCB.

Oscyloskop to rigol ds5102ma. Oscylogramów za bardzo nie mam, lecz mam zdjęcia na których widać sygnały wyjściowe na sterowniki driverów bramek. Tak te 800MHz to literówka, powinno być 800kHz ale to i tak za dużo.
Pomiar polegał na podaniu na sygnału z generatora częstotliwości ok 90kHz na wejścia oznaczone jako current signal. A sygnał wyjściowy był mierzony pomiędzy masą układu a sygnałem wyjściowym na driver oznaczony na schemacie JP2 na jednym kanale oraz pomiędzy masą i JP3 czyli też sygnałem wyjściowym na drugim kanale. Zniekształcony przebieg może być spowodowany dość długimi przewodami.
Aktualnie nie mam możliwości zrobić lepszych oscylogramów. Postaram się je zrobić w poniedziałek.
Załączam schemat płytki: jest niby dwustronna, lecz warstwa bottom jest jednolitym polem miedzi oraz pełni funkcję masy, natomiast górny poligon pełni funkcję zasilania.

Zastanawiam się czy nie ma błędów w sterowniku Wolframa z 4hv.org, gdyż za bardzo nie rozumiem jak by miało w nim następować przesunięcie fazy.

Załączam Oscylogramy:

Dlaczego dla nagrzewnicy indukcyjnej potrzebna jest aż taka duża częstotliwość, nawet przekraczająca zakres mhz w tym projekcie? Jeśli ma być małej mocy to jakie napięcie zasilania ma mieć?
Problemy mogą być z pętlą na 4046, jeśli zakres częstoltiwości w jakim będzie się zmieniać będą zbyt wielkie...

Przewidzianą częstotliwością pracy dla tej nagrzewnicy jest ok 70 - 80 kHz. Napięcie zasilania to typowe 230V, zasilanie z 1 fazy 16A. Na więcej instalacja elektryczna nie pozwoli, a przy testach przewidziane jest użycie autotransformatora. W tym sterowniku zasadniczym problemem jest to że on w ogóle nie reaguje na częstotliwość wejściową. Testowany był na generatorze funkcyjnym w naprawdę w szerokim paśmie częstotliwości: od 10 kHz do prawie 1MHz i ten sterownik w ogóle nie chciał zareagować. Tylko ciągle podaje na wyjściu około 800kHz. Zmieniałem rezystor 10k przy 4046 na potencjometr 200k. Sterownik zmniejszył częstotliwość do 120kHz ale w wciąż nie chciał zareagować na częstotliwość wejściową Napisałem do autora tego sterownika, i czekam na jakieś porady, jak go uruchomić.
Bateria kondensatorów: 47 kondesatorów mkp 10 100n
https://cdn.discordapp.com/attachments/397762849650245634/453589949414113280/20180605_180401.jpg

Pełen mostek:
https://cdn.discordapp.com/attachments/397762849650245634/453589948604350484/20180605_180340.jpg

Układ snuberrów:
https://cdn.discordapp.com/attachments/397762849650245634/453589708543361034/20180605_180113.jpg

2 x 100nF Mkp 10
2 x 1uF Kemet SJN
Elektrolit 1000uF

Transformator
https://cdn.discordapp.com/attachments/397762849650245634/453589630541889537/20180605_180152.jpg

5 rdzeni TX42/26-3E25
18 zwoi
Za bardzo nie wiem jak zmniejszyć rozmiar wyświetlanych obrazków.

Który sterownik bardziej polecacie:
http://inductionheatertutorial.com/indu ... ematic.gif
http://uzzors2k.4hv.org/projectfiles/pl ... _final.GIF

Byłby to sterownik zastępczy, pogodziłbym się z brakiem regulacji mocy i koniecznością używania autotransformatora.

Przeanalizuj sobie schematy tych układów. Są to sterowniki do nagrzewnic indukcyjnych, bądź układów reagujących na zmianę parametrów obwodu. Wspomniałeś, że nagrzewnica ma być małej mocy...czyli do ilu? Do 1 kw można kupić gotową przetwornicę ZVS, a do większych mocy, w których będzie rezonans i zasilanie 230V to układ taki jak predikter lub taki aby dało się ustawić by tranzystory przełączały się w zerze prądowym.

Dziękuję za schematy.
Wiem że tranzystory powinny się przełączać w ZVS, w celu uniknięcia strat i w efekcie grzania się tranzystorów.
Docelową mocą będzie około 3 kW, lecz jak będzie mniej nawet około 2 kW, to nie będzie problemu, ograniczeniem jest jedynie bezpiecznik 16A na przyłączu.
Największym problemem jest teraz, jak najszybsze uruchomienie, niestety termin się niezwykle szybko zbliża, dlatego postanowiłem wykonać jakikolwiek sterownik który będzie w stanie wysterować ten układ. Wybrałem układ uzzors2k, ponieważ ma wbudowany PLL i jest opcja aby przełączał klucze w ZVS, dodatkowo jest dość prosty do złożenia, co nie ukrywam, zdecydowanie ułatwi mi sprawę. Jeśli ten sterownik posiada jakieś wielkie wady, to proszę o jakiekolwiek informacje na ten temat.
Najbliższym czasie nagrzewnica będzie tylko kilka razy uruchamiana na dość krótki czas, w celach czysto pokazowych,głównie to będzie jeden dzień pokazu, dla zorientowanych w temacie 9.06.2018, oraz w celach testowych.
Wiem że ten sterownik nie jest najlepszym wyborem, lecz za bardzo nie mam już czasu na projektowanie i wykonanie znacznie bardziej złożonego takiego jak np predikter, o którym wiem że to jeden z najlepszych sterowników dla drsstc, więc powinien się nadać także dla pieca indukcyjnego.
W październiku, a jak się uda, to wcześniej, planuję zaprojektować i wykonać odpowiedni sterownik, w stylu prediktera lecz z regulacją mocy za pomocą pdm.
Mam jeszcze kilka pytań dotyczących reszty projektu:
- Jaką moc może przenieść ten transformator nawinięty 18 zwojami, czy to nie za mała liczba zwojów. Przewód linka 2.5mm^2
- Czy bateria kondensatorów obwodu rezonansowego, jest wykonana poprawnie.
- Czy to dobrym wyborem jest zastosowanie tranzystorów FGA60N65SMD,
- Czy tranzystory IKW40N65 będą się też nadawać, bo posiadam je jako zamienniki, w razie uszkodzenia pierwszych, oczywiście będą wymienione całym kompletem.
Jeśli zauważyliście jakieś widoczne błędy dotyczące projektu, to proszę o ich przestawienie, każda krytyka jest mile widziana,gdyż nie chcę uszkodzić sprzętu, a wiem że na pewno brakuje mi doświadczenia i wiedzy.
Niestety zmontowany sterownik działał niestabilnie, a drivery tc4451 i tc4452 uległy zniszczeniu.
Projekt zostanie dalej kontynuowany, i zostaną w nim wprzowadzone zmiany: inny układ driverów tranzystorów, sprawdzenie poprawnośći układu mostka, ewentualna zmiana tranzystorów, lub przebudowa go.
Jakiś porzączy, nie ma co na nim oszczędzać: czy oryginalny schemat prediktera by się nadał, czy trzeba w nim wprowadzić zmiany w celu dostosowania do zasilania pieca indukcyjnego.
Czy regulację mocy można by było zastosować za pomocą interruptera, czy lepiej zastosować regulator fazowy mocy, lub jakieś inne rozwiązania.

Powróciłem do projektu po dłuższej przerwie.
Udało się uruchomić samą nagrzewnicę na zewnętrznym generatorze funkcyjnym, pracuje zadziwiająco dobrze, niezależnie od umieszczonego wsadu, częstotliwość rezonansowa wynosi około 52kHz.
Moc nagrzewnicy jest większa niż zakładana i wynosiło minimum 21A przy 200V zasilania na autotransformatorze, na więcej bezpiecznik nie pozwalał.

Jedyną niepokojącą cechą jest niezwykle wysokie napięcie na kondensatorze rezonansowym, bez obciążenia wynosiło prawie 900V przy zasilaniu 200V, natomiast pod obciążeniem jest trochę niższe i wynosi ok 650V.
W moim odczuciu otrzymane napięcia są zdecydowanie za wysokie, zważywszy na fakt istnienia transformatora ferrytowego o przełożeniu 15:1.

Przewidziany sterownik posiada konstrukcję modułową złożoną z:
-Układu pętli fazowej ( są problemy z pracą)
-Mnożnika częstotliwości x2 (układ z bramką XOR jak i układ na 74HCT123 i bramce OR, spełniają założenia)
-Układu odpowiedzialnego na synchroniczne opuszczanie cykli ( Sterowanie PDM) jako regulacja mocy ( jeszcze nie przetestowany)
-Układy wykrywające nadmierne napięcie na mostku i kondensatorze rezonansowym, oraz nadmierny prąd w obwodzie rezonansowym i mostku, oraz umożliwiający ustawienie mocy. ( nie przetestowany )

Układ PLL, po przekroczeniu ok. 4V na kondensatorze rezonansowym wpada w oscylacje, a sygnał wyjściowy jest chaotyczny.
Układ pll jest to kopia schematu: http://inductionheatertutorial.com/indu ... ematic.gif
Jedyną zmianą jest zastosowanie LM385an zamiast oryginalnego LM3404, oraz zasilanie układu napięciem 5V.

Rozwiązałem problem ze stabilnością sterownika: wystarczyło podać na sygnał wejsciowy napięcie z przekładnika prądowego zamiast napięcia kondensatora, jak było na oryginalnym schemacie.
Po umieszczeniu docelowego wsadu, napięcie na kondensatorach spadło do ok 230V skutecznego przy zasilaniu napięciem sieciowym 230V.
Ostatnio zmierzyłem prąd płynący w obwodzie rezonansowym, i natężenie skuteczne wyniosło 330A.

Zauważyłem problem z sygnałem wyjściowym w układu 4046. Układ ten nie wytwarza sygnału o wypełnieniu 50% tylko około 60%. Skutkuje to niestety grzaniem kluczy.
Co może być przyczyną, uszkodzony układ czy co innego?

Czy przez cały czas tak się dzieje?

Efekt występuje ciągle, szczególnie nasila się wtedy gdy sygnał z komparatora fazy przechodzi przez filtr aktywny.
Przy podawaniu stałego napięcia na VCO efekt się zmniejsza do poziomu akceptowalnego, lecz nie to nie jest rozwiązanie. Komparatory w filtrze zostały wymienione, lecz nie przyniosło to rozwiązania.
Sygnał podąża za częstotliwością wejściową, i ją utrzymuje.
Bez sygnału wejściowego układ przyjmuje zadaną częstotliwość lecz nadal o niewłaściwym wypełnieniu. Sygnał się nie zmienia wtedy po odłączeniu driverów.
Przesyłam zdjęcie z sygnału wyjściowego

Kolejnym problemem jest silne nagrzewanie złączek. Są to łączniki używane w instalacjach LPG do łączenia rurek miedzianych. Niedługo zostaną wymienione na coś bardziej masywnego.

Prawdopodobnie znalazłem przyczynę tego zjawiska. Prawdopodobną przyczyną był skoki napięcia po przejściu przez filtr na wejściu VCO. Choć nie jestem tego pewny.

Po dodaniu kondensatora na wejściu do VCO sygnał się wygładził, oraz przebieg wyjścia VCO w końcu posada wypełnienie w przybliżeniu 50%

Lecz układ stał się niestabilny, zmieniły się granice regulacji, muszę znaleźć lepszy sposób na wyeliminowanie tego problemu.
Zauważyłem także gorszy problem, pętla fazowa nie odpowiada na zmianę indukcyjności cewki. Czyli układ działał pod sztywnym generatorem częstotliwości.