Daniel Kramnik's Project LogMenuSki

Daniel Kramnik's Project Log
Menu
Skip to content
Home
Articles
Audio
Code
Electronics
Tesla Coils
The Workshop
Induction Heater 2.0

Introduction

This is a follow-up project to my first induction heater, which I built for my junior year AP Physics E&M midyear project.

Design

I wanted to have only one circuit board in this project, so I integrated a TL494 VFO, ‘HC14-based PWM generator (for average power control), switching synchronization flop, and IGBT brick driver in one design:
This is the board file for the first prototype control board, it contains several errors that I plan to fix in the next board I etch. For example, I accidentally connected the ‘HC109 flip flop’s supply to +15V instead of +5V in my original schematic, so I was forced to rip up the trace once I’d soldered it and manually wire it. Also, I wired the brick drive MOSFETs to the +15V rail, instead of a separate +24V rail, so the output to too low to drive the brick effectively and there is significant heating of the IGBT half bridge as a result.

The reason I used a giant string of 1uF blocking capacitors instead of one large capacitor is because I just happen to have a bag of small 1uF 50V ceramic capacitors that work well for this application. The space between the control board logic and brick drive is for an intermediate GDT – something I hope to eliminate in my next design by using a totem pole instead of an intermediate bridge:
Daniel Kramnik's Project Log
Menu
Skip to content
Home
Articles
Audio
Code
Electronics
Tesla Coils
The Workshop
Induction Heater 2.0

Introduction

This is a follow-up project to my first induction heater, which I built for my junior year AP Physics E&M midyear project.

Design

I wanted to have only one circuit board in this project, so I integrated a TL494 VFO, ‘HC14-based PWM generator (for average power control), switching synchronization flop, and IGBT brick driver in one design:



This is the board file for the first prototype control board, it contains several errors that I plan to fix in the next board I etch. For example, I accidentally connected the ‘HC109 flip flop’s supply to +15V instead of +5V in my original schematic, so I was forced to rip up the trace once I’d soldered it and manually wire it. Also, I wired the brick drive MOSFETs to the +15V rail, instead of a separate +24V rail, so the output to too low to drive the brick effectively and there is significant heating of the IGBT half bridge as a result.

The reason I used a giant string of 1uF blocking capacitors instead of one large capacitor is because I just happen to have a bag of small 1uF 50V ceramic capacitors that work well for this application. The space between the control board logic and brick drive is for an intermediate GDT – something I hope to eliminate in my next design by using a totem pole instead of an intermediate bridge:



Construction and Testing

The rev. 1 control board is connected to a half bridge brick, which has an 8uF 800V snubber, 2200uF 250V filter, and a pair of 20uF 600V half bridge capacitors. I decided not to use a voltage doubler to reduce parts count and allow the power supply to fit directly on the brick:

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บันทึกโครงการของ Daniel Kramnikเมนูข้ามไปที่เนื้อหาบ้านบทความเสียงรหัสอิขดลวดเทสลาการประชุมเชิงปฏิบัติการเหนี่ยวนำเครื่องทำ 2.0แนะนำโครงการติดตามผลการของฉันแรกเหนี่ยวนำเครื่องทำความร้อน ที่ฉันสร้างขึ้นสำหรับโครงการของฉัน midyear จูเนียร์ปี AP ฟิสิกส์ E & M ได้การออกแบบอยากมีวงจรเดียวในโครงการนี้ ดังนั้นฉันรวมเป็น TL494 VFO, ' กำเนิด PWM ที่ใช้ HC14 (สำหรับการควบคุมพลังงานเฉลี่ย), สลับปัดตรง และ IGBT อิฐควบคุมแบบหนึ่ง:นี่คือแฟ้มคณะกรรมการควบคุมต้นแรก ประกอบด้วยข้อผิดพลาดหลายที่ฉันวางแผนที่จะแก้ไขในกระดานถัดผมกัด ตัวอย่างเช่น ฉันตั้งใจเชื่อมต่อการ ' HC109 พลิกปัดถึง + 15V แทน + 5V ใน schematic เดิมของฉัน ดังนั้นฉันถูกบังคับการขึ้นการสืบค้นกลับเมื่อฉันมีบัดกรี และสายมันด้วยตนเอง นอกจากนี้ ฉันมีสายอิฐขับมอสเฟสไปราว 15V แทนแยก + 24V ราว จึงผลลัพธ์ต่ำเกินไปไดรฟ์อิฐได้อย่างมีประสิทธิภาพ และมี ความร้อนที่สำคัญของ IGBT ครึ่งสะพานดังเหตุผลที่ใช้สายยักษ์ของ 1uF บล็อกตัวเก็บประจุแทนตัวเก็บประจุขนาดใหญ่หนึ่งเป็น เพราะผมเพิ่งเกิดขึ้นจะมีถุงเล็ก ๆ 1uF 50V เซรามิคคาปาซิเตอร์ที่ทำงานสำหรับโปรแกรมประยุกต์นี้ ช่องว่างระหว่างคณะกรรมการควบคุมตรรกะและอิฐขับรถคือการ GDT กลาง – สิ่งที่ฉันหวังว่าการกำจัดในการออกแบบของฉันถัดไป โดยใช้เสา totem แทนสะพานกลาง:บันทึกโครงการของ Daniel Kramnikเมนูข้ามไปที่เนื้อหาบ้านบทความเสียงรหัสอิขดลวดเทสลาการประชุมเชิงปฏิบัติการเหนี่ยวนำเครื่องทำ 2.0แนะนำโครงการติดตามผลการของฉันแรกเหนี่ยวนำเครื่องทำความร้อน ที่ฉันสร้างขึ้นสำหรับโครงการของฉัน midyear จูเนียร์ปี AP ฟิสิกส์ E & M ได้การออกแบบอยากมีวงจรเดียวในโครงการนี้ ดังนั้นฉันรวมเป็น TL494 VFO, ' กำเนิด PWM ที่ใช้ HC14 (สำหรับการควบคุมพลังงานเฉลี่ย), สลับปัดตรง และ IGBT อิฐควบคุมแบบหนึ่ง:นี่คือแฟ้มคณะกรรมการควบคุมต้นแรก ประกอบด้วยข้อผิดพลาดหลายที่ฉันวางแผนที่จะแก้ไขในกระดานถัดผมกัด ตัวอย่างเช่น ฉันตั้งใจเชื่อมต่อการ ' HC109 พลิกปัดถึง + 15V แทน + 5V ใน schematic เดิมของฉัน ดังนั้นฉันถูกบังคับการขึ้นการสืบค้นกลับเมื่อฉันมีบัดกรี และสายมันด้วยตนเอง นอกจากนี้ ฉันมีสายอิฐขับมอสเฟสไปราว 15V แทนแยก + 24V ราว จึงผลลัพธ์ต่ำเกินไปไดรฟ์อิฐได้อย่างมีประสิทธิภาพ และมี ความร้อนที่สำคัญของ IGBT ครึ่งสะพานดังเหตุผลที่ใช้สายยักษ์ของ 1uF บล็อกตัวเก็บประจุแทนตัวเก็บประจุขนาดใหญ่หนึ่งเป็น เพราะผมเพิ่งเกิดขึ้นจะมีถุงเล็ก ๆ 1uF 50V เซรามิคคาปาซิเตอร์ที่ทำงานสำหรับโปรแกรมประยุกต์นี้ ช่องว่างระหว่างคณะกรรมการควบคุมตรรกะและอิฐขับรถคือการ GDT กลาง – สิ่งที่ฉันหวังว่าการกำจัดในการออกแบบของฉันถัดไป โดยใช้เสา totem แทนสะพานกลาง:ก่อสร้างและการทดสอบคณะกรรมการควบคุม 1 rev.เชื่อมต่อกับสะพานครึ่งอิฐ ซึ่งมีการ 8uF 800V snubber, 2200uF 250V กรอง และคู่ของ 20uF 600V สะพานครึ่งตัวเก็บประจุ ตัดสินใจไม่ใช้ทวีแรงดันเพื่อลดจำนวนชิ้นส่วน และไฟฟ้าให้พอดีบนอิฐโดยตรง:

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

แดเนียลครัมนิคของโครงการเข้าสู่
เมนู
ข้ามไปที่เนื้อหา
หน้าแรก
บทความ
เสียง
รหัสสินค้า
อิเล็กทรอนิคส์
เทสลาคอยส์
การประชุมเชิงปฏิบัติการ
การเหนี่ยวนำเครื่องทำความร้อน 2.0 บทนำนี้เป็นโครงการติดตามเพื่อทำความร้อนเหนี่ยวนำครั้งแรกของฉันที่ฉันสร้างขึ้นสำหรับจูเนียร์ปี AP ฟิสิกส์ E & M โครงการกลางปีของฉัน. การออกแบบที่ฉันต้องการ จะมีเพียงแผงวงจรหนึ่งในโครงการนี้ดังนั้นฉันบูรณา TL494 VFO 'กำเนิด PWM HC14-based (สำหรับการควบคุมพลังงานเฉลี่ย) เปลี่ยนความล้มเหลวการประสานและคนขับรถอิฐ IGBT ในการออกแบบที่หนึ่ง: นี่คือแฟ้มคณะกรรมการเป็นครั้งแรก คณะกรรมการควบคุมต้นแบบมีข้อผิดพลาดหลายอย่างที่ฉันวางแผนที่จะแก้ไขในกระดานต่อไปฉันกัด ตัวอย่างเช่นผมตั้งใจเชื่อมต่ออุปทาน 'HC109 พลิกความล้มเหลวของถึง + 15V แทน + 5V ในวงจรเดิมของฉันดังนั้นฉันถูกบังคับให้ตัดขึ้นร่องรอยเมื่อผมบัดกรีและตนเองลวดมัน นอกจากนี้ผมสาย MOSFETs อิฐขับรถไปยังรถไฟ + 15V แทนการแยก + 24V รถไฟเพื่อส่งออกไปยังต่ำเกินไปที่จะขับรถอิฐได้อย่างมีประสิทธิภาพและมีความร้อนอย่างมีนัยสำคัญในช่วงครึ่งสะพาน IGBT เป็นผล. เหตุผลที่ฉัน ใช้สตริงยักษ์ใหญ่ของ 1uF ปิดกั้นตัวเก็บประจุแทนของตัวเก็บประจุขนาดใหญ่หนึ่งเป็นเพราะฉันเพิ่งเกิดขึ้นจะมีถุงเล็ก ๆ ตัวเก็บประจุเซรามิก 1uF 50V ที่ทำงานได้ดีสำหรับโปรแกรมนี้ ช่องว่างระหว่างตรรกะคณะกรรมการควบคุมและไดรฟ์อิฐสำหรับเป็นสื่อกลาง GDT - สิ่งที่ฉันหวังว่าจะกำจัดในการออกแบบต่อไปของฉันโดยใช้เสาโทเท็แทนกลางสะพาน: แดเนียลครัมนิคของโครงการเข้าสู่เมนูข้ามไปที่เนื้อหาหน้าแรกบทความเสียงรหัสสินค้าอิเล็กทรอนิคส์เทสลา คอยส์การประชุมเชิงปฏิบัติการการเหนี่ยวนำเครื่องทำความร้อน 2.0 บทนำนี้เป็นโครงการติดตามเพื่อทำความร้อนเหนี่ยวนำครั้งแรกของฉันที่ฉันสร้างขึ้นสำหรับจูเนียร์ปี AP ฟิสิกส์ E & M โครงการกลางปีของฉัน. ออกแบบฉันอยากจะมีแผงวงจรเพียงหนึ่งในโครงการนี้ดังนั้นฉันบูรณา TL494 VFO 'HC14-based กำเนิด PWM (สำหรับการควบคุมพลังงานเฉลี่ย) เปลี่ยนความล้มเหลวการประสานและคนขับรถอิฐ IGBT ในการออกแบบที่หนึ่ง: นี่คือแฟ้มกระดานสำหรับคณะกรรมการควบคุมการต้นแบบแรกก็มีข้อผิดพลาดหลายอย่างที่ฉันวางแผนที่จะแก้ไขใน คณะกรรมการต่อไปฉันกัด ตัวอย่างเช่นผมตั้งใจเชื่อมต่ออุปทาน 'HC109 พลิกความล้มเหลวของถึง + 15V แทน + 5V ในวงจรเดิมของฉันดังนั้นฉันถูกบังคับให้ตัดขึ้นร่องรอยเมื่อผมบัดกรีและตนเองลวดมัน นอกจากนี้ผมสาย MOSFETs อิฐขับรถไปยังรถไฟ + 15V แทนการแยก + 24V รถไฟเพื่อส่งออกไปยังต่ำเกินไปที่จะขับรถอิฐได้อย่างมีประสิทธิภาพและมีความร้อนอย่างมีนัยสำคัญในช่วงครึ่งสะพาน IGBT เป็นผล. เหตุผลที่ฉัน ใช้สตริงยักษ์ใหญ่ของ 1uF ปิดกั้นตัวเก็บประจุแทนของตัวเก็บประจุขนาดใหญ่หนึ่งเป็นเพราะฉันเพิ่งเกิดขึ้นจะมีถุงเล็ก ๆ ตัวเก็บประจุเซรามิก 1uF 50V ที่ทำงานได้ดีสำหรับโปรแกรมนี้ ช่องว่างระหว่างตรรกะคณะกรรมการควบคุมและไดรฟ์อิฐสำหรับเป็นสื่อกลาง GDT - สิ่งที่ฉันหวังว่าจะกำจัดในการออกแบบต่อไปของฉันโดยใช้เสาโทเท็แทนสะพานกลาง: ก่อสร้างและการทดสอบการหมุนรอบ 1 คณะกรรมการควบคุมการเชื่อมต่อกับครึ่งอิฐสะพานซึ่งมี snubber 8uF 800V กรอง 2200uF 250V, และคู่ของตัวเก็บประจุ 20uF 600V ครึ่งสะพาน ฉันตัดสินใจที่จะไม่ใช้ทวีแรงดันไฟฟ้าเพื่อลดจำนวนชิ้นส่วนและช่วยให้การจัดหาพลังงานเพื่อให้พอดีกับโดยตรงบนอิฐ: