符合中国国情的感应加热DIY教程[原创]转载注明出处

文号t30762

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ehco2010/12/16电子技术 IP:广东

声明：在实物的制作以及此教程的撰写过程中，得到虎哥，爱非神话，slof兄，猴哥，的大力支持
在此表示感谢。
（为什么说符合中国国情呢，因为所有元件均可在大陆获得，且为大路货）
成本估算：
紫铜管紫铜带：210元
EE85加厚磁芯2个：60元
高频谐振电容3个：135元
胶木板：60元
水泵及PU管：52元
PLL板：30元
GDT板：20元
电源板：50元
MOSFET：20元
2KW调压器：280元
散热板：80元

共计：997元

总体架构：
串联谐振2.5KW 锁相环追频ZVS，MOSFET全桥逆变；
磁芯变压器两档阻抗变换，水冷散热，市电自耦调压调功，母线过流保护。
先预览一下效果，如下图：
加热金封管3DD15

加热304不锈钢管

加热小金属球

加热铁质垫圈

在开始制作之前，有必要明确一些基础性原理及概念，这样才不致于一头雾水。
一．加热机制（扫盲用，高手跳过）
1.1涡流，只要是金属物体处于交变磁场中，都会产生涡流，强大的高密度涡流能迅速使工件升温。这个机制在所有电阻率不为无穷大的导体中均存在。
1.2感应环流，工件相当于一个短路的1匝线圈，与感应线圈构成一个空心变压器，由于电流比等于匝比的反比，工件上的电流是感应线圈中电流的N（匝数）倍，强大的感应短路电流使工件迅速升温。这个机制在任何导体中均存在，恒定磁通密度情况下，工件与磁场矢量正交的面积越大，工件上感生的电流越大，效率越高。由此可看出，大磁通切割面积的工件比小面积的工件更容易获得高温。
1.3磁畴摩擦（在铁磁体内存在着无数个线度约为10-4m的原本已经磁化了的小区域，这些小区域叫磁畴），铁磁性物质的磁畴，在交变磁场的磁化与逆磁环作用下，剧烈摩擦，产生高温。这个机制在铁磁性物质中占主导。
由此可看出，不同材料的工件，因为加热的机制不同，造成的加热效果也不一样。其中铁磁物质三中机制都占，加热效果最好。铁磁质加热到居里点以上时，转为顺磁性，磁畴机制减退甚至消失。这时只能靠剩余两个机制继续加热。
当工件越过居里点后，磁感应现象减弱，线圈等效阻抗大幅下降，致使谐振回路电流增大。越过居里点后，线圈电感量也跟着下降。LC回路的固有谐振频率会发生变化。致使固定激励方式的加热器失谐而造成设备损坏或效率大减。

二．为什么要采用谐振？应采用何种谐振？
2.1先回答第一个问题。我曾经以为只要往感应线圈中通入足够强的电流，就成一台感应加热设备了。也对此做了一个实验，见下图。

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+500 科创币

joyeep 2010/12/16

+500 科创币

xj198398xujing 2010/12/17 优秀文章

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soap-coke 2011/12/25 教科书级别

+25 科创币

delete 2012/05/10 多谢...

+2 学术分

科创网 2010/12/17 好文。原理深入浅出，过程清晰明了。

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~~空空如也

kcltxinshou 百炼成钢

12年10个月前 IP:未同步

374845

101楼

以前看过，还看了楼主的市电半桥功率变换器，想问一下，主变压器能否用多个小的并联来代替一个大的？

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kcltxinshou 百炼成钢

12年10个月前 IP:未同步

375004

102楼

利用楼主的电路改装成一个大功率市电开关电源，不知原理上是否可行？

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4mtt-fly

12年10个月前 IP:未同步

381126

103楼

太贵了搞不起

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youngman

12年10个月前 IP:未同步

381232

104楼

有一定学术价值的文章，要好好学习下。

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海蓝

12年9个月前 IP:未同步

385359

105楼

我在试验中！！！！！

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rudolf

12年9个月前 IP:未同步

387842

106楼

虽然楼主的总价在1000左右，但是调压器应该独立出来；另外水泵可以用鱼缸的潜水泵，电容用电磁炉的拼，总成本能降一半，还可以接受，毕竟功率在这里了，要是商业的成品，价格估计得加个零。

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海蓝

12年9个月前 IP:未同步

387851

107楼

我是新手，请教版主，我也准备做这样的感应加热。现在PLL部分PCB图已经画好，想问的是：我主要用于铜管焊接(铜管直径3mm--8mm)，在后级怎样改制效率最理想？

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ehco

作者

12年9个月前 IP:未同步

387855

108楼

引用第107楼海蓝于2012-04-17 15:51发表的 :
我是新手，请教版主，我也准备做这样的感应加热。现在PLL部分PCB图已经画好，想问的是：我主要用于铜管焊接(铜管直径3mm--8mm)，在后级怎样改制效率最理想？

加热这么细的紫铜件，需要提高频率。后级没什么关系吧，注意好阻抗匹配即可。

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海蓝

12年9个月前 IP:未同步

387860

109楼

谢谢版主！！！！！！！！！！！

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23323

12年9个月前 IP:未同步

389438

110楼

牛人。。。

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yuyue3106

12年9个月前 IP:未同步

390661

111楼

太专业了，没有米买不起那么多设备。感觉用zvs改的感应加热还可以，不过功率没那么凶猛。

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lu3512

12年7个月前 IP:未同步

409740

112楼

精彩的制作。怎么给KCB啊。

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卡拉什尼科夫

12年7个月前 IP:未同步

411506

113楼

俺太佩服你了！俺设想了两种点火器，想请你给瞧瞧能实现不？俺想给你发短信，可是一发就提示错误。。。http

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nihao_x

12年6个月前 IP:未同步

418968

114楼

我也想做一套玩下~~很强悍的样子. 在化学分离出来的银粉用这个加热最好了.

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空中米格

12年6个月前 IP:未同步

420404

115楼

用铸铁坩埚也要消耗能量啊，用什么东西做坩埚较好啊

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zouhui

12年6个月前 IP:未同步

421095

116楼

楼主！有PLL板的成品出售吗？

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老船家

12年6个月前 IP:未同步

423503

117楼

可否打包出售楼主。。。。。。。。。。。。

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lovehghyq

12年6个月前 IP:未同步

424283

118楼

[s:275] [s:226] 恶补基础了……楼主灰常强大

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天涯梦梦

12年5个月前 IP:未同步

440399

119楼

用EE85磁芯做一个震动器，（就是半个变压器，）频率200Hz.方波正弦波都行，功率最大能达到多少

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hxjlmhyt

12年4个月前 IP:未同步

445210

120楼

这个很好，收藏了，正努力学习中。

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ehco

作者

12年4个月前 IP:未同步

445485

121楼

最近琢磨着弄一个0-10KW可调，20-100KHz高功率密度的感应加热装置，以供局部钎焊用。

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坚持and突破

12年4个月前 IP:未同步

445608

122楼

回 121楼(ehco) 的帖子

[s:230]也打算搞一下全桥移相吗？

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justinpiggy 千古风流

12年4个月前 IP:未同步

445615

123楼

回 121楼(ehco) 的帖子

ehco我想仿制这个电路，能否提供您的PCB布线，如果不能我只能乖乖去EAGLE布线了。。。。

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逆流的思念

12年4个月前 IP:未同步

445620

124楼

[s:222][s:222][s:222]

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wuji386

12年4个月前 IP:未同步

448634

125楼

正在用北京的5KW电磁加热系统，3相输入，线圈用4平方硅胶绕，电感量有一定范围的，有空拆开看看！[s:269]

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表慌张

12年4个月前 IP:未同步

448636

126楼

神马都不说，先收藏。

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cdl511

12年1个月前 IP:未同步

477130

127楼

还是先收藏了，以后再做。

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ironfly

12年1个月前 IP:未同步

477183

128楼

实在太经典了!不得不动用科创币!

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ironfly

12年1个月前 IP:未同步

477191

129楼

回 10楼(ehco) 的帖子

买一个坩锅,可以放进加热圈,里面放铅珠,熔了可以铸造用

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art

12年0个月前 IP:未同步

481815

130楼

感恩楼主神贴！
感应加热多少年来一直是俺魂牵梦绕的一件神器，可惜没有科学的“革命理论”指导，一直没有成功。
拜读楼主神贴，
俺已经照贴将PLL部分做了块PCB板子，接下来就是搭接在此前做好的IR2110全桥驱动上。
革命事业快要成功了！

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duanyz

12年0个月前 IP:未同步

482003

131楼

回 130楼(art) 的帖子

做好了也要上来开贴展示下啊！！！！

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泰山

12年0个月前 IP:未同步

482589

132楼

太牛了，有机会仿造一个，做热处理用，嘿嘿

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art

12年0个月前 IP:未同步

485173

133楼

果然是有中国特色的，"社会主义的"感应加热电路，
先占地，改天汇报克隆细节...........

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duanyz

12年0个月前 IP:未同步

485357

134楼

回 133楼(art) 的帖子

一觉醒来已是明天

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20！Dopaminor 千古风流

12年0个月前 IP:未同步

486323

135楼

除了价格....都符合国情

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art

12年0个月前 IP:未同步

486660

136楼

在echo大师的光辉理论指导下，俺的高频机现可以把铁块烧得灼热无比，基本无限接近成功：

上图：是将PLL套接在此前做过的一个TL494加IR2110全桥板上

上图：是目前最新的版本

上图：谐振电容电压取样与驱动的相位关系
上述两款效能上基本都实现了ECHO所说的PLL跟踪锁定，以及ZVS状态，460场效应管基本没什么发热，
现在唯一缺陷就是槽路部分限于手里的器材，没有完全照echo大师的克隆，TB上购两付EE85磁芯，可惜运输途中碎得一塌糊涂，无奈死马当活马，凑合粘好，

下一步就是将槽路部分做得更标准一点，其次远景计划就是充分活学活用echo大师的伟大理论，将此模型加入微控器，达到完全实用的状态。
echo大师确实讲解得非常好，让俺读后立马茅塞顿开，此前类似的文章不少，可惜都没有E大师的实用，非常感谢。
解决了高频机的问题后基本热加工这块就没什么大的障碍了，俺的小发动机项目也随之必有质的跃升。

+200

科创币

ehco

2013-01-11

恭喜成功

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art

12年0个月前 IP:未同步

486934

137楼

基本可以宣告成功，隔山打牛成功：
昨晚抽空将槽路稍微调整了一下，降低线路电阻，并且将高压电源部分稍作调整，此后加电，在嗡嗡嗡的50Hz工频调制声中将铁壳隔空烧得通红，
这可是划时代意义的第一次，
至此正式宣布俺掌握了高频感应技术！

P1100014.mp4 点击下载

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ehco

作者

12年0个月前 IP:未同步

486941

138楼

回 136楼(art) 的帖子

您的方波和正弦波分别是哪里测量的？如果是槽路的驱动电压和电流，那偏离谐振点太多了，功率因数不高，需要调整PLL环路移相电阻。
还有，您阻抗变换变压器的变比太高了，导致加热功率不足，适当增加一点次级匝数，或在保证磁芯不饱和的情况下适当减小初级匝数可以解决。
再次恭喜实验成功。

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ehco

作者

12年0个月前 IP:未同步

486950

139楼

回 137楼(art) 的帖子

俺前几个月又试验成功了基于ARM和CPLD的全数字化感应加热驱动控制
真正实现了移相角、死区、大动态范围谐振点自动匹配、数控偏频调功以及各种关键保护
苦逼于大功率的淬火变压器一直没时间制作
等年后时间充裕点再上细节贴，如果有兴趣到时送您两块PCB板玩玩

CPLD&ARM主控板

高速IGBT驱动板

驱动套装

科创币

yanli12321

2013-01-11

E菊V587

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ehco

作者

12年0个月前 IP:未同步

486952

140楼

感谢上次与habenren朋友的争论，让俺对GDT传输的本质有了进一步的认识
现在做出的驱动板，驱动2MBI150-050 50A500V的MOS半桥模块已经达到逆天的
上升时间 87.5nS，下降时间100nS，驱动CM150的上升为130nS，下降为140nS。
同样也做到了+15 -8的理想驱动电平。再次感谢hanbren网友。