Tebekovojant su mosfetu kaitimu nutariau griebti jautį už ragų… Su svetima schema išbandžiau kelis variantus transformatorių, taip pat išbandžiau specializuotus draiverius (IR2113S), vietoje trafo išbandžiau Hewlett Packard (Agilent) optinius draiverius (A314J) ir kitokias nesamones. Tačiau dėl sistemos inertiškumo ir tranzų parametrų plaukiojimo dėl temperatūros niekaip nepavyko sutiuninti sistemos- keliasdešimt ir net šimtais nanosekundžių abudu tranzai atsidarydavo ir trumpindavo. Taip pavadintas kiauras laidumas arba “mosfet shoot through”.
Nutariau padaryti priverstinį laiko momentą, kai abu tranzai uždaryti. Tačiau šio laiko tarpo negalima daryti labai ilgo, nes atvira grandinė linkusi visdėlto kažkur padėti energija ir terorizuoja mosfeto diodus kaip “free wheel”.
Peržiūrėjau keletą variantų, bet schemų nestabilumas ir problemos su tiksliu “dead time” nustatymu labai nepatiko. Todėl nutariau panaudoti “skaitmeninį” generavimą. Įdėja maždaug tokia:

Schemą nupaišiau su Quartus programa.

Ir prasimuliavau…

Esant stabiliam CLK, galima labai tiksliai nustatyti “tarpelio” tarp impulsų dydį. Tačiau ši schema reikalauja net keturių D trigerių! Ir dar išorinio taktinio dažnio. Tačiau pasiėmiau CMOS mikroschemų katalogą radau labai tinkamą mikroschemą HEF4015 (CD4015). Ši mikroschema atrodo labai tinkama šiam eksperimentui. Ir dar turi daugiau išėjimo pakopų.

Gana kompaktiška schemutė… Vienintelė problema, iš kur išlupti stabilų taktinį generatorių? Ir dar tokį kuris suderinamas su šiom mikroschemom. Tikriausiai teks sukonstruoti generatorių ant BF245B tranzo ir 12MHz kvarco iš kokio nors USB įrenginio.

Tereikia sulaukti pirmadienio ir nusipirkti mikroschemą.

Kai sudeginau jau keturius tranzus, nutariau kiek patobulinti tranzistorių aušinimą. Nes esamas radiatorius per 5 minutes įkaisdavo iki 75 laipsnių. O ir nutariau daugiau tranzų pakabinti. Todėl dvi dienas skiriau šaltkalvystei ir PCB darymui. Gavosi va toks grožis:

Briaunuotas radiatorius- tai du kompiuterio procesoriaus radiatoriai. Kiek apipjaustyti, bet pagrindinis plotas išliko. Čia iš kiek senesnių kompų, manau nuo senoviškų Celeronų iki 1GHz. Tranzai pritvirtinti prie storos aliumininės plokštelės- ji kokio centimetro storio. Panaudojau šią plokštelę todėl, kad tai “šrotas” iš kažkokio prietaiso ir joje yra gamykliškai padarytos skylutės su sriegiais kaip tik tokio dydžio tranzistoriams tvirtinti. O briaunoje yra skylutės plokštelei prisukti prie PCB plokštės. Visos plokštumos suteptos termolaidžiu tepalu. Dar noriu atkreipti, kad šie tranzai yra izoliuotame korpuse. Jei naudoti standartinius tranzistorius, reikėtu naudoti silikonines ar žėrutines tarpines. Viršuje plokštelės- skylutė ižeminimo laidui.
Dar ant spausdintos plokštės sumontuoti apsauginiai 15V zeneriai. Jie sujungti priešpriešai ir riboja užtūros (gate) įtampa iki maždaug 16V.
Taip pat sumontavau standartines 2.54mm (0.1″) jungtis draiveriams arba šiaip jumperiams (trumpikliams). Galios grandinės taip pat su jungtimis. Juoda detalė kairėje- labai galingas NTC termistorius. Kitoje pusėje (nuotraukoje nesimato)- 5 PTC termistoriai ir išėjimo jungtys.
Dalis PCB apsaugota termoatsparia izoliacine juostele, laku. Taip pat stovi vienas aukštos įtampos SMD kondensatorius.

Dabar tikiuosiu kiek stabiliau paleisti seniau aprašytą projektą… 🙂

Po ilgų gimdymų buvo padarytas štai toks aparatas: indukcinio kaitinimo prototipas su išoriniu PLL generatorium. Dirba pagal LCLR topologiją.

Viskas sumontuota dviejuose korpusuose nuo ATX maitblokių. Pirmasis korpusas- lygintuvas, elektrolitiniai kondensatoriai, saugikliai, šiokie tokie tinklo filtrai, 12V maitinimo šaltinis logikai, nepriklausomas “plaukiojantis” šaltinis mosfetų draiveriams.
Antrame korpuse: PLL generatorius, įvairi logika, galvaninio atrišimo transformatoriukas, mosfetų draiveriai, papildomi kondikai, raktai, termo apsauga, srovės apribojimas, galvaninis darbinės įtampos atrišimas, aktyvus aušinimas su ventiliatorium.
Nuoseklus galios droselis iš CRT monitoriaus (didelio) maitinimo trafo šerdies- 60…20uH priklausomai nuo tarpiuko storio. Darbinis kondensatorius- dar iš tarybinių kondensatorių, viso 2uF x 1000V. Darbinė apvija iš gana plono laido, 2.2uH. Konturo rezonansinis dažnis apie 75kHz.
Jei norėsite pakartoti schemą, tikrai rekomenduoju neignoruoti visų apsaugos priemonių. Saugikliai tikrai reikalingi- jie bent jau apsaugo nuo smarvės kambaryje. Taip pat, schemą reikia jungti tik dėžutėje- nes ant kai kurių detalių yra aukšta įtampa. Taip pat, bent jau mano schemoje stovi arkliniai elektrolitiniai kondikai, ir juose gali pasilikti mirtinas energijos kiekis.
Šis projektas tikrai neskirtas pradedančiajam elektronikos megėjui. Pirmiausia dėl aukštos įtampos ir didelės srovės. O antriausia, fejerverko metu gana daug litų gali sudegti.

Veikiančio aparato demonstracija (maitinimas ~100V t.y. <50% galimos galios):

Jei norėsite susikonstruoti šį aparatą, sekančiose žinutes rasite visas schemas (paveiksliukuose ir Cadsoft Eagle formate), PCB paveikslėlius (paveiksliukai ir Eagle PCB formate) ir patarimus kai ir ką jungti.

Dabar apsipirkimo sąrašas (BOM):

Lygintuvas, antriniai šaltiniai:

• Diodų tiltelis 600V, >6A (šrotas: ATX)
• Kondikas 400..450V 200…470uF (nėra labai svarbi detalė, šrotas)
• Saugikliai: 10A, 6A, 1A (šrotas: ATX, UPS, kiti prietaisai)
• Nedideli droseliai 230 tinklo filtravimui (šrotas: ATX, UPS)
• Apsauginiai 275V varistoriai (optional, šrotas: ATX, UPS)
• Kondikų įkrovimo termistorius NTC (šrotas: ATX, UPS)
• Kondikų iškrovimo rezistoriai 470K…680K
• Lizdai, jungtukai (šrotas: ATX, UPS)
• 230/~12V trafukas- 2 vnt. su gera tarpvijine izoliacija. Pas mane, vienas 15V trafukas ir 12V impulsinis maitblokis, šrotinis
• Jei ~12V trafukas ir logikai, tai lygintuvas, pora elektrolitų ir 7812 mikroschema

Raktai ir draiveris:

• Tranzistorius IRFP450 – 2vnt (daugiau, jei bus fejerverkai. Galima ir geresnių).
• Buferinis kondikas ~400V 3.3uF MKT (polipropileno kondikas, šrotas: kaitlentės). Galima dėti panašų iš ATX.
• PTC rezistoriai C850 Epcos firmos- pas mane stovi 4 vnt lygiagrečiai. Padeda nuo nemalonumų. Užtiuninus gal bus galima ir užtrumpinti ar pridėti daugiau.
• Kondikui DC izoliavimui, polipropilenas, >400V, >2.2uF. Turi laikyti srovę. (Šrotas: UPS, kaitlentės)
• Mikroschema IR2113S (arba analogas) nuo International Rectifier firmos. (Šrotas: plazminis telikas :), indukcinės kaitlentės)
• Diodai 1N4007 – 5 vnt.
• Diodai 1N4148 – 2 vnt.
• Ultra fast diodai mosfetų apsaugai (kogero nereikalingi)- 2 vnt.
• 15V zeneriai mosfetų apsaugai (kogero nereikalingi)- 2 vnt.
• Šotki diodai mikroschemos įėjimo apsaugai- 2 vnt.
• SMD rezistoriai: 10R- 2vnt, 1K- 2vnt,
• SMD ir neSMD kondikai: >1000uF x 16V, 1…10uF ant Vcc ir GND/COM linijų, taip pat boosteriui
• 1:1:1 trafukas ant feritinio žiedo
• Storas rezistorius ~10 omu (šrotas: ATX)

PLL ir kontrolė

• 4046 PLL mikroschema. Ne TTL.
• LM393
• LM358 – 2 vnt.
• tranzas C945 (šrotas: ATX)
• diodai 1N4148 – rodos 10 vnt.
• Greitas diodas, RGP10A.
• ne SMD rezistoriai, didesnio korpuso: 680K – 1vnt, 330K – 2 vnt.
• SMD rezisotoriai: 12K, 680K, 18K, 6.8K, 82K, 220K, 330K, 39K ir panašiai.
• Elektrolitai: keletas >1000uF x 16V ant Vcc ir GND; SMD 1uF tantalas x 16V; SMD 0.1…5uF kondikai ant Vcc
• SMD kondikai: 180pF, 10nF, 1nF ir panašiai
• Kintami rezistoriai 50K- 2 vnt.
• Srovės trafas 1:50 ant feritinio žiedelio. (Šrotas: UPS, ATX, indukcinės kaitlentės)
• UCC37322P/UCC37321P draiveriai (net nežinau kur gauti) arba 4041 ir dvi PNP-NPN poros totem pole draiveriui (šrotas: plazminis telikas)

Bus daugiau…. 🙂
Continue reading →

Po ritės gedimo, nedidelio bummm, dviejų mosfetų ir vieno stabilitrono pakeitimo perdariau ritę. Nutariau suvynioti ritę ant karkaso. Tačiau karkasas turi būti atsparus karsčiui ir permatomas radio bangom. Jau buvau bepradedąs galvoti apie vielinio rezistoriaus laužymą, tačiau savo lobyne radau kažkokio rusiško karinio siustuvo konturą suvyniota at balto keraminio vamzdžio. Gavosi va toks aparatas:

Variniai laidai pajuode dėl terminio apdorijimo. Apie metalo sąvybių pokyčius aš jau rašiau. Paprasčiausiai neįmanoma gražiai užvynioti gana storo varinio laido ant keraminio vamzdelio, kad vijos nesusiliestu. Schema dar patobulinau 30A saugikliu. Tuščiosios eigos darbinis dažnis 126kHz.
Aparatas “in action”:

Kaitinimo “auka” tas pats grąžtas. Tik dabar kiek silpnesnis apšvietimas ir raudonumas žymiai geriau matosi. Dėl IR spinduliuotės, metalo spalva atrodo kiek “sintetinė”- mano video kamera IR spindulius vaizduoja violetine spalva.

Beja prietaisas buvo panaudotas praktiniais tikslais (tai reta mano kūryboje)- reikėjo iškaitinti nulūžusi kotą iš gėlyno ravėjimo kauptuko-grėbliuko. Jo diametras kaip tik tiko į keraminį vamzdelį. Tačiau kauptukas kiek didesnis nei grąžtas- darbinė srovė pasidarė didesnė ir sudegė 30A tirpusis saugiklis. Teko panaudoti vielutę ir pabaigti ūkinius darbus.
Kauptukas-purentuvas sutaisytas ir turi naują kotą, o indukcinio šildymo aparatas sėkmingai numestas garaže. Ši schema kiek pabodo. Jei bus noro, reikės konstruoti ką nors stipresnio.

Schema tokia pati kaip ankstesnėje žinutėje. Pakeisti tik kondensatoriai- bendra talpa 0.54uF. Kondensatorių darbinė įtampa 1000V. Tai tarybiniai (nes ~1987 metų gamybos) K78 kondensatoriai. Bent jau šitie kondensatoriai eksperimento metu neįkaito.

Ko nepasakysi apie ritę. Po dvigubo kaitinimo eksperimento ritė jau atrodė taip:

Kol dar aparatas veikė aš spėjau išjungti. Tačiau kai ritė atšalo, jos apvijos susiglaudė. O poto jau įvyko didelis “kabuum!”. Šio sprogimo aukos- du mosfetai ir vienas stabilitronas. Reikės ritę suvynioti 4 kvadratų viela ant keraminio vamzdelio… rodos tokį kažkur dar turėjau. Arba reikia sulaužyti keraminį vamzdinį rezistorių…

Štai pačio eksperimento (ne sprogimo) filmukas. Atkreipiu dėmesį, kad naudojam saulės šviesą kaip apšvietimą, todėl filmuojant su DV kamera nesimato, kad grąžtas raudonas. Tuo tarpu intarpai filmuoti su foto aparatu ir iš kito rakurso, ten jau matosi raudonumas.

Pilnai įkišus grąžtą, aparatas suvarotoja apie 20A prie 30V (srovę riboja rezistorius maitblokyje, todėl eksperimento metu krenta įtampa). Šiaip kaip maitblokis naudojamas savadarbis pastovios įtampos suvirinimo transformatorius. Paildomas efektas- tiek indukcinėje “krosnyje”, tiek suvirinimo aparate stovi dideli droseliai. Tai jei įtampa paduodama suglaudžiant laidelius, dėl kibirkščiavimo labai greitai sudega plonoko AWG18 laidelio galiukas. Tačiau mosfetai tokį kankinimą išlaiko.

Kad pažiūrėti kaip svyla mosfetai, spauskit ant mano youtube nuorodos dešinėje. 🙂

Senesnėje žinutėje minėjau, kad nutariau padaryti indukcinės krosnies modeliuką ir ieškojau schemos. Ten idėjau filmuką kai susvyla užtrumpinta apvija transformatoriuje ir nieko daugiau neparašiau. Blogo skaitytojai nelabai ir suprato mano smegenų veiklos blaškymosi ir komentaruose uždavinėjo klausimus. Štai dabar ir rašau atsakymą…

Pasirinkta schema- autogeneratorius, kurio darbinis dažnis automatiškai sutampa su LC konturo rezonansu. Teoriškai, tame konture teką begalinio dydžio srovės. Praktiškai srovės labai didelės ir labiausiai nuo to kenčia rezonansinis kondensatorius. Du MOSFET raktai tik papildo konturą energija- laisvąją eiga veikiantis aparatas neturi naudoti daug energijos.

Antras bandymas atrodo taip:

Konstrukcinės įpatybės ir panaudotos detalės: tie patys 50A 200V HEXFET mosfetai, droselis- nežinomo induktyvumo droselis iš ATX maitblokio 3V stabilizatoriaus- 20A tikrai turi laikyti. Užturų apsauginiai stabilitronai (zeneriai) 13V ir 5W darbinės galios. Darbinė ritė suvyniota iš 2.5 kvadratinio milimetro monolitinio instaliacinio varinio laido su PVC izoliacija. Specialiai panaudojau dviejų spalvų laidus, kad matytusi kaip suvyniota ritė:

Ritė tai 5..6 apvijos laido sujungtos nuosekliai. Prie sujungimo prilituotas raudonas laidas (ten jungiasi trys laidai: raudonas, mėlynas ir rudas). Tas dviejų apvijų sulindimas vienas į kitą duoda labai gerą magnetinį ryši tarp apvijos “puselių”.

Trumpai apie kondensatorius. Kaip jau minėjau, kondikai dirba ekstremaliu režimu- per juos teką didelė srovė ir kondiko gnybtų įtampa pilnai keičia poliariškumą. Trumpai- kondikas turi laikyti daug reaktyvinės galios (VAR). Savo eksperimente panaudojau 0.5uF 1600V kondensatorių iš pramoninio įrenginio snuberio (tikriausiai). Tačiau po kelių minučių darbo, kondikas pasidarė labai karštas. Dar radau kitokius kondensatorius:

Tai dar vienas 0.5uF kondikas tik aukštesnės įtampos iš panašaus įrenginio. O kitas kondikas išviso egzotika- jis išluptas iš kažkokio medicininio ultragarso generatoriaus. Jis turi net papildomus parametrus- 6A darbinė srovė prie 20kHz dažnio įtampos. Tik va, jo talpa 5 kartus mažesnė. Neaišku ar mano mosfetai spės darinėtis prie naujo rezonansinio dažnio.

O dabar pats eksperimentas. Elektros energijos šaltinis- kiek pasenęs želinis 12V 7Ah akumuliatorius. Bet akumas “smarvės” dar turi.

Dūmai tai jau “specialus efektas” kad vaizdingiau atrodytu- nedidelis kiekis kanifolijos ant vinio galo.
Kaitinama vinis nėra labai stora, bet tikrai ne kokia adatėlė :).

Darbe buvo iškilusi nedidelė diskusija apie indukcinį šildymą. Todėl kilo maža mintis padaryti kažką panašaus, tik mažesniam mastelyje, su nepovojingom įtampom. Trumpa paieška internete davė visą kalną schemų- nuo paprastučių iki labai profesionalių ir tikriausiai labai galingų… Pasirinkau dvitaktę, autogeneracinę schemą. Schemos autorius tikriausiai Vladimiro Mazzilli. Paprastai tokios schemos man nesigauna, bet nutariau pabandyti.

Detales panaudojau iš senų kompiuterinių nepertraukiamo maitinimo šaltinių (UPS-ų), trafukai- droseliai iš sugedusio galingo ATX maitblokio.
Du galingi tranzai tai IXYS IXFH50N20 – teoriškai 50A ir 200V n-kanalo mosfetai. Dar svarbi detalė- rezonansinis kondensatorius turi laikyti srovę, čia tinka tik rodos polipropileno kondensatoriai. Geriau “baterija” kondensatorių su kiek galima didesne įtampa. (Hint: ATX maitblokyje visada stovi 1uF x 250V kondikas). Kondensatorių talpa nebutinai tokia kokia schemoje- jie kartu su ritės induktyvumo duos generavimo dažnį. Trafas susuktas ant ziedo (reikia naudoti kiek galima didesnį, kad išlaikytų generuojamą galią) su kiek galima storesniu laidu. Aš vyniojau artimą 0.5mm laidą- čiau reikėtų storesnio laido, jei norima išpumpuoti realias galias. Vėliau žiedas bus pakeistas darbine, šildymo rite.

Tranzus reikia tvirtinti prie radiatoriaus. Čia surinkta viskas paskubom. Jei patiks schema, gal reikės viską surinkti solidžiai.
Tas baltas laidžiukas tai apkrova-auka. Nelabai sveika tokias schemas paleidinėti- reguliuoti be apkrovos. Todėl eksperimento metu pajungiau paprasčiausią laiduką nuo UTP laido- taip susidaro vienos vijos trafo apvija kuri beja užtrumpinta.

O čia filmukas kaip šis daiktas veikia:

Galima tokį pat generatorių naudoti su kineskopinio televizoriaus (monitoriaus) aukštos įtampos transformatorium. Su nedidelėm modifikacijom toks aparatas gali pavirsti ginklu- elektros šokerių.

Tolimesnis schemo vystimasis į veikiantį aparatą aprašytas kitoje žinutėje.