Pasikaitinkim!

„Inductor-Heater“ – indukcinis kaitintuvas – patogus metalo kaitinimo instrumentas jo neliečiant.
Geriausiai jis kaitina metalus kuriuose yra didžiausi magnetiniai nuostoliai (paprastas plienas/juodasis metalas)
– kuriame susidaro didelės „Fuko srovės“ kurios ir šildo metalą iš vidaus.

coil-heater_by_EVJ

Principinė schema:

coil-heater with MOSFET, schematic

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Aparatą dariau šitaip:
Pirmiausia, išsirinkau sau patogų radiatorių MOSFET tranzistoriams aušinti;
Ant jo, per silikoninę šiluminę elektrą įzoliuojančią plievelę, pritvirtinau tranzistorius;
Ir pasiemiau vienpusę 8x8cm (imkit didesnę, bus patogiau) PCB plokštelę:Radiator+MOSFETs+PCB

Tada pagal principinę schemą ant PCB išsipiešiau kaip, trumpiausiu keliu, galėčiau su dremeliu praraižyti varinį plokštės paviršiu, kad gaučiau funkcionalią PCB:

drawing on PCB board
Prasigręžiojau skyles tranzistoriams ir jų radiatoriui tvirtinti/prilituoti.

Išpaišyta plokštė:
drawing on PCB board

Beto, toks primityvus vienetinės PCB gamybos būdas šiam atvėjui, mano nuomone, labai tinkamas nes:
* schema paprasta;
* čia teka gan didelės srovės, tai platūs takeliai tam reikalui yra labai tinkami (nors, dėl didelių rezonancinių srovių ir jie kaista)!

Pjaustau alavu padengtą plokštės varinį sluoksnį su greitasūkiu dremeliu (jeigu turite, verčiau naudokite metaliukų pjovimo diskelį):
sawing board's copper layer

Atminkit, kad apvertus plokštę, juodraštyje numatyti takeliai, irgi apsivers – kaip veidrodyje!

Rezultatas:
saw PCB's copper
Argi nepuikus jis? Juk galėčiau tiesiog eksponuoti kokioj parodoj kartu su apple kompiuteriais! 😀

PCB and MOSFETs transistors
Patariu, atsižvelgus į schemą, tranzistorių datasheet’ą ir kitas detales, ant plokštės, su markeriu, susižymėti kur kokia detalė jungsis (jos poziciją). Tada susigręžioti joms skylutes, kad prakišti kojytes. Ir sudėlioti bei sulituoti jas!

Taigi, einam iš eilės.., nuspresk kur jungsi +Vcc+12V ir GND (-, 0V). Čia reikės 2.5mm^2 storio laidų nes tekės iki 20A srovė.

F1 – 20…25A saugiklis. Panaudodamas saugiklio laikiklį (tik pirk brangesnį) gali jį tvirtinti ant +Vcc laido:
holder for fuse

C1 – 1uF pigus keramikinis arba, toks pat kaip ir visi kiti, čia naudojami MK* kondensatoriai.

L1 – suvyniokite iš 1.4mm diametro lakuotos varinės (transformatorinės) vielos, 2x15apvijų – po vienodai!. Galite vynioti ant feritinio žiedo (tokio kaip šis):

ferite ring
arba, kaip dariau aš, ant išardomo televizorinio transformatoriaus šerdies 2 dalių (taip lengviau):
L1 coil/transformer
Bet kuriuo atvėju pirmiausia padenkite ferito paviršių izoliacine medžiaga (nes feritas šiek tiek laidus elektrai ir gali prabrėžti vielos laką ir pradėti trumpinti)!

L2 – kaitintuvas iš analogiškos, tik storesnės, – 1.6mm vielos. Vynioti 10 apvijų. Bent jau aš, tam reikalui, panaudojau loptopo baterijos celę kurios diametras yra 18mm. Kai baigėte vynioti, ritę šiek tiek ištempkite, kad būtų šiokie tokie oro tarpai aušinimui (per daug netempkite nes prarasite induktyvumą – dažnis sukils… – efektyvumas kris!). L2 ritės vyniojimas atrodo šitaip:

Making a Simple Air Core Inductor

C2…C7 – Jų „1.0uF, 250V, MKS4 RM22.5mm“ galite nusipirkti limonoj arba brangesnių (gal šie geriau laikys, mažiau kais).
Soooriukas, bet aš pats panaudojau vieną seną 400V 0.68uF rusišką (žalios spalvos) kondiką. Tiesiog tokį turėjau ir pinigų naujiems leisti nenorėjau. Užtai anas kaista kaip velnias, po minutės net dūmai rūksta! Verčiau netaupykite… Pirkite gerus:)

T1, T2 – tranzistoriai, o, va čia man įdomi tema (: Aš panaudojau loginio lygio (kurių threshold įtampa 2.0V – pradeda atsidarinėti anksti užtai aparatas gali dirbti ir žemose įtampose, pvz nuo 4 iki 12V) „IRLZ34N„, bet galite naudoti ir paprastus MOSFET’us, tokius kaip“IRFZ44N“, jų pigiai nusipirksite Ėvitoj. Su pastaraisiais tranzais aparato maitinimo įtampa turėtų būti tarp 10…14V.

R1, R2 – 300 omų, 0.5W (na, nieko baisaus jeigu panaudosite ir standartinius – 0,25W) rezistoriai.

D1, D2 – Schottky diodai. Aš naudojau „BAT48 (40V 0.35A DO-35)“. Iš esmės galite naudoti betkokius šotkiukus kurių srovė tarp 0.1….0.5A.

Ir štai, schema jau surinkta ir veikia gerai!:
P1180040

Prieš naudodami, pasirūpinkite saugumo priemones:
* užsidėkite apsauginius akinius;
* dėvėkite temperatūrą izoliuojančias pirštines;
* metalą kurį kišate į ritės centrą laikykite su replėmis – ištraukus, baigus darbą ataušinkite vandenyje;
* nuo aparato laikykitės bent 30cm atstumu ir jokiu būdu nekiškite į ritę pirštų;
* baigus darbą atjunkite maitinimą.

Čia galite pamatyti ankstesnę šios schemos versiją, kuria iš smalsumo surinkau tiesiog ore (tad atsiprašau už netvarką!):


Pabaigai, šiek tiek teorijos (aprariam išsamiau aparato parametrus ir galimus patobulinimus):
* Aš skaitau, kad aparatas pavykęs, jeigu dirbant tuščioje eigoje tranzistoriai nekaista ir vartojama srovė vos keli amperai (2…4A).
* Įkišus metalą, priklausomai nuo storio, srovė turi išaugti; pvz kai įkišu 8mm plieno strypą tada ima apie 15A.
* Taigi aparato vartojama galia siekia 200W.
* Dažnis turėtų būtų apie 150kHz. Jis priklauso nuo L2 ritės apvijų skaičiaus (induktyvumo) ir kondensatoriaus talpumo – kuo pastarieji didesni, tuo dažnis mažesnis. Kondensatorius schemoje nupiešiau 6-is nes taip geriau paskirstoma jų kaitimo galia. …Taip išgirdote teisingai šioje schemoje kondikai šyla nes jie dirba jiems neleistinu rėžimu – dideliu dažniu ir didelia įtampos amplitude, o tai reiškia kad rezonansiniame kontūre (C2…C7 kondikai + L2 ritė) juda didžiulės srovės (gal net 50A) kurios ir kaitina tiek ritę, tiek kondikus:
* sinusinės įtampos amlitudė ant L2 ritės (rezonansinio kontūro), maitinant aparatą nuo 12V (7Ah) švino akumuliatoriaus, buvo 40V !!!
* Jeigu norite, kad schema atrodytų dar šustriau, lygiagrečiai C3, C5, C7 kondikams galite dar ir sudėti po kokių 100k rezistorius. Kitas, patogesnis/paprastesnis, variantas – nuo C4/C5 kondikų kontaktų nuvesti 2 100k rezistorius į GND/žemę arba į +Vcc/maitinimą. Taip kondensatoriai bus apsaugoti nuo galimo pastoviosios dedamosios įtampos drifto/pasislinkimo.

* Dar turiu pastabą C1 – 1uF kondensatoriaus naudojimui: nedidinkite, nemažinkite ir nedėkite šalia jo jokio elektrolitinio.
Atrodo būtų tik į naudą uždėti didelį elektrolitinį kondiką, kad labiau išlyginti maitinimo įtamąpą, bet ne, šiai schemai iš to gaunamas neigiamas efektas – dėl lauktranzių simetrijos, schema dažnai nepasileidžia ir tada, įjungiant, dėl kondiko, tolygiai kynant maitinimo įtampai (ant ritės neatsiranda pradinio suvirpėjimo) ir abu lauko tranzai, palengva, atsidaro ir užtrumpina maitinimą! O jeigu panaudojame tik mažo dydžio C1, tai jis kažkiek tai stabilizuoja įtampą apsaugodamas tranzistorių „GATE“(valdymo kojeles) nuo viršįtampio, bet ir netrukdo, maitinimo įjungimo metu, schemai užgeneneruoti.

* Norint padidniti prietaiso galingumą, reikėtų:
– Pastorinti L1 ir L2 vielų storius;
– Padidinti įtampą. Tam prieš tai reikia paruošus schemą – į kairėje einantį laidą įterpti kokių 200 omų rezistorių ir ten kur susijungia R1 ir R2 prijungti 12V stabilitrono Katodą (ir anodą aišq į žemę).
– Dar labiau padidinti kondensatorių bloką, naudoti ne 6-is (kaip dabar), o tiek kartų daugiau kiek padidinsite galingumą.      Kondensatorių masyvo suminė talpa turi išlikti tokia pat – 0.68uF (0.66uF).
– Pastorinate laidus ir takelius (aplituojate papildomais variniais laidais) kur teka didelės srovės.
– T1 naudokite IRFZ48N arba dar didesnės srovės (priklausomai nuo poreikio).
– Tranzistoriams uždėkite didesnį radiatorių. Žinoma, šiuo atvėju, kai galia didesnė, verčiau naudokite kiekvienam tranzui po atskirą ir didesnį radiatorių. Kai radiatoriai atskiri (nesiliečia tarpusavyje), nereikės naudoti silikoninio izoliaroriaus, tranzus galėsite veržti tiesiai (užtepę termo pastos) prie radiatoriaus.

Su, tokiu būdų patobulinanta, schemą manau galima pasiekti 1kW galingumą.

Tad geros kloties eksperimentuojant!