Žmonės verkė ir sakė, kad aš blogietis ir nededu indukcinio kaitinimo generatoriaus schemos. O aš atsakydavau, kad dar neradau normaliai veikiančios. Ši schema dar toli iki tobulybės, tačiau iš išbandytų veikia geriausiai.
Schema kuriau ne aš. Tai skolinta schema iš http://uzzors2k.4hv.org/. Ten kiek ir aprašytas jos veikimas. Aš tik papildžiau papildomus elementus ir kiek pridėjau smulkmenų dėl stabilumo. Viskas susideda ant nedidelės vienpusės spausdintos plokštės (PCB). Štai kaip atrodo visas PLL generatorius skirtas indukcinio kaitinimo krosnelei:

Raudoni laideliai +12V maitinimas, nuogi (beveik visi)- žemė. Atrodo kad nėra labai daug detalių. Bet aš mėgstu SMD…

Toliau bus daug paveiksliukų, schemų ir info. Todėl, kad skaityti toliau reikia spausti čia:
Kita plokštės pusė turi kiek daugiau elementų… Beja nuotraukoje versija 3.0 kurioje buvo šiokių tokių negerumų. Todėl toliau bus schemos ir iliustracijos iš 3.1 versijos.

Juodi dideli diodai tai transilai.

O štai ir ji! Ilgai laukta indukcinio kaitinimo generatoriaus su PLL schema. Ji veikia. Ji prisiderina dažnį priklausomai nuo padėties kaitinime. Ji stengiasi pataikyti generatorių į reikiamą fazę. Ji stengiasi apribotį srovę į konturą iš tilto (saugo brangius IGBT). Ji stengiasi apsaugoti konturą nuo pernelyg didelio įsiusiūbavimo jei jus ištrauksit kaitinamą detalę, o galia toliau bus pumpuojama. Tai apsaugosit kontūro kondikus ir tuos pačius IGBT tranzus…

(nieko nesimato? 🙂 Va jums didelė schema.)

Apie schemą reikėtu prirašyti kokį kilometrą informacijos. Tačiau aš tingiu ir kartu nenoriu, kad kas nors, kas nesupranta kaip čia kas veikia bandytu atkartoti schemą. Tai pavojinga.
Schema susiskirsto į atskirus blokus: viršuje viskas paprasta- 7812 stabilizatorius ir spiečius kondikų (dalis jų pažymėta CX. Tai Vcc filtrai. Naudojau visokius keraminius kondikus nuo 0.1 iki 10uF, įvairiuose korpusuose. Nuo 0805 iki didesnių). Droseliukas L1 kiek atskiria analoginę ir skaitmeninę dalis. Užrašas “+15V” tai tik žymėjimas. Ten vistiek +12V.
Sistemos širdis- 4046 mikroschema. Ji veikia pagal klasikinę schemą, tik papildomai, VCO per analogini teigiamą IR prijungtos apsaugos. Esmė tame, kad lygtai jei užkeli generatoriaus dažnį aukščiau rezonanso, tai sistema saugiai toliau veikia. Va jei dažnis nukrenta žemiau rezonanso, tai tada nieko gero… Todėl visos apsaugos kelią PLL dažnį. Pačios PLL išėjimas po filtro sustiprinamas operaciniu stiprintuvu IC5B.
O dabar apsaugos:
Srovės daviklis tai srovės trafas stovintis ant tilto išėjimo. Jis apkrautas keliais rezistoriais. Aš panaudojau jau suvyniotą pramoninį trafuką, todėl nežinau jo parametrų. Todėl apkrovos rezistorius teko pasirinkti bandymų keliu. Signalas išlyginamas su D9, užfiltruojamas su kondiku ir lyginamas su kintamo rezistoriaus atramine įtampa. Rezultatas paduodamas per D8 į PLL.
Įtampos daviklis prijungtas prie pagrindinio konturo. Veikimo principas visiškai toks pats kaip ir su srovės davikliu. Skiriasi tik rezistorių daliklio parametrai.
Prie to pačio gnybto (PAD1) pajungtas ir kontūro fazės daviklis. Sumažinta įtampa (R7 ir D17, D15 pagalba) paduodama į įtampos komparatorių kuris kontūro signalą paverčia gražiu stačiakampiu ir paduoda per invertuojantį tranzistorių Q1 į PLL mikroschemą. Čia sumontuoti apribojantys diodai turi būti aukštesnės įtampos ir stambesni. Originalios schemos autorius čia naudojo lygtai 1N4148, tačiau man juos pramušė. Dabar čia stovi 1N4004.
Panašus išėjimo įtampos fazės daviklis per PAD2 paima signalą iš tilto. Priklausomai kaip susiklostys konstrukcija, šį signalą reikia pasiimti arba iš vienos, arba iš kitos tilto pusės.
Dėmesio! Rezistoriai R6, R7 ir R8 turi laikyti įtampą. Aš panaudojau ar tai ketvirčio vato ar didesnius rezistorius. SMD čia nelabai. Galima rezistorius statyti ir prie pat auštos įtampos šaltinio. Beja, tilto išėjimo daviklį aš pajungiau per kondensatorių, nes nerojėjau, kad sustojus generacijai (kad ir išjungus PLL) ten liktu kokią nors įtampa. Ši PCB dalis lakuota.
Dar vienas elementas- startavimo grandinė surinkta ant IC3B. Tai kelių sekundžių boot užlaikymas kuris užkelia generatoriaus dažnį ir taip garantuoja, kad generatoriaus dažnis prislinktu prie rezonanso iš aukštosios pusės. Čia geriau panaudoti kokybišką kondensatorių su žema nuotekio srove, o PCB dalį kur tai surinkta geriau nulakuoti. To do: sekvencinis įtampos įjungimas.
Generatoriaus išėjimas invertuojamas su lauko tranzu Q4. Taip gaunami du signalai su 180 laipsnių persukta faze. Su tranzu T1 ir kvarcu (kažkodėl Q2) surinktas papildomas apie 7MHz generatorius. Jo signalas sustiprinamas lauko tranzu ir paduodamas į dead time formavimo grandinę. Tai du poslinkio registrai (shift) kurie PLL signalą stumia per 4 registrus, tuo tarpu signalas išjungiamas iškarto. Taip signalo lygio kilimas užvėlinamas per 4 kvarcinio generatoriaus taktus. T.y. ~7MHz duoda apie 143ns, 4*143=572ns. Taip suformuojamas ~570ns tarpiukas tarp viršutinio ir apatinio tranzo atidarymo, vadinamas deadtime. Šie du signalai per gnybtus PAD6 ir PAD7 išeina į kitą plokštę kur junginėja optronus. Optronai savo ruožtu junginėja tranzistorių draiverius, o šie išėjimo IGBT tranzistorius.

Tai detalių išdėstymo eskizas. Kad nepasiklysti kur kas stovi ant PCB. O čia ir pati PCB, 1200dpi grafiniam formate. Ir kiek didesnis detalių išdėstymas.

Ir toks linksmas paveiksliukas kuris vaizduoja kai kuriuos sujungimus už PCB plokštelės ribų:

(Didesnė versija pažiūrėti ar atsispausdinti.)
Keletas komentarų apie šią konstrukcinę schemą. Viršutinis kairys kampas: Tiltas, Uin* tai tilto išėjimo fazės pajungimas. Priklausomai kaip susifazuos galios trafai, daviklį reikės prijungti arba prie viršutinio gnybto arba prie apatinio. Kondensatorius po tilto kaip ir atrodo nereikalingas, tačiau jis saugo, kad jei kur nors kas nors, tai DC nepraeis. Čia stovi du storuliai polipropileno kondikai po 2.2uF ir rodos 630VAC. Prie darbinio dažnio šie kondikai įtampai “nematomi”. Čia pat stovi srovės trafas TR1 ir jo viena iš apkrovų. Laidelis į PLL ekranuotas. Transformatorius TR2 surinktas iš dvieju stačiakampio O formos šerdžių. Šerdžių medžiaga 3C81. Šerdis dirbant “aparatui” turi likti šalta. Trafo šerdies dydis turi būti toks, kad laisvai pumpuoti kelis kilovatus energijos ir dar liktu daug daug rezervo. Pirminė trafo apvija maždaug 24 vijos pusantro kvadrato daugiagyslio montažinio laido. Su gera termoatsparia izoliacija. Per trafo langą perkištas pirminės apvijos vandeniu aušinamas vamzdis. Aš naudojau 8mm diametro varinį vamzdelį kurį pirkau firmoje Šaltukas, Kaune. Apvijai reikejo vos ne dviejų metrų vamzdžio. O gavosi tik 5 vijos aplink nestorą stiklinę. Cx kondikai- tai baterija polipropileniniu kondikų. Kiekvienas iš jų tai 0.1uF ir 1000V. Netinka vienas kondikas su reikiama talpa. Nebent gausit specialų kondensatorių skirtą indukcinio kaitinimo krosnim. Čia svarbi leistina srovė per kondensatorių. Darbo metu jie kaista, todėl reikia organizuoti jų apipūtimą. Kondikai po 5 vienetus prilituoti prie storo varinio laido ir tos grupės prijungtos varinės šynos pagalba prie vamzdelio. Viskas suveržiotą nemagnetiniais gnybtais, kitu atveju gnybtai kaista iki raudonumo. Šiaip, šioje vietoje masyvumas ir daug vario gerai.
Tiltas tai klasika- 4 IGBT tranzistoriai, 4 apsauginiai greiti diodai (net jei ir IGBT turės viduje diodus), snuberiai: 100p ir keliasdešimti omų rezistoriai tarp emiterio ir kolektoriaus, kiek didesnis snuberis ant tilto išėjimo (rodos 330pF ir 15 omų). Bet jau išėjimo snuberis kaista, todėl rezistorius 3…5W nevielinis. Snuberio kondikai aukštos įtampos ir polipropileniniai.
Ant IGBT tranzų dar stovi po 1.5KE400CA transilą… dėl viso pikto.
Prie tilto tranzų prilituoti 2x5uF 400VDC General Electric polipropileniniai kondensatoriai. Jie yra pagrindiniai įtampos šaltiniai. 1800uF kondensatorius reikalingas vien tik tam, kad sistema neburgztu tinklo dažniu. Įtampa į tiltą paduodama per rėlę ir apsauginius jungiklius. Taip pat čia stovi saugikliai.