新版感应加热驱动电路实测
                                新版感应加热驱动电路实测

    近日着手DIY一台10KW级别的50-100KHz自适应高频钎焊机,其中核心部分就是PLL全桥驱动。
下面是电路


    与上次感应加热教程不同,这次使用了4046的PDII鉴相器,能适应各种谐振回路。更换了更为精密对称的死区调节电路,增大了门极驱动功率,并增加了较为复杂的自举反偏容性泄放回路。留出了频率输出、过流输出、以及VCO使能,方便日后用MCU进行各种保护和PDM调功,整体来说改进较大。对于电路中关键参数的设计计算,详见此贴[url]https://www.kechuang.org/t/NaN ,同时感谢金坷居士版主开发的计算软件,功德无量。

    下面是嘉力创打样的PCB板,质量不错,服务周到。在此感谢black兄的引荐,以及耐心指导俺学习AD9软件,现今已完全抛弃99SE了。



  


  


  


  


  


  


  


  





下面是一些列实测,我会配合讲解
测试条件:
频率100KHz,40KHz两点
供电电压 24V直流
MOSFET模块 2MI50F-050







一、上升时间和下降时间
下面分别是40KHz和100KHz时上升时间和下降时间的实测值,分别为(700nS-230.9nS)@40KHz和(745nS-300nS)@100KHz,这种上升下降沿已经足够快速。






二、驱动电压
下面是40KHz和100KHz下的驱动电压特性测试,可见能输出+15V的正向栅压和-8V的反向偏压,与设计值完全吻合,而且波形无过程和振铃,堪称完美驱动波形。




  

三、死区测试
下面是100KHz时,两个不同通道间的死区测试,图中死区为900nS。



四、驱动级功耗测试
下图可见,MOS模块50A,24V供电电压下,平均电流达到820mA,对于0.23W驱动党,俺给跪了。



结论:
一、IFR540、9540MOS图腾用于200KHz以内的轨到轨图腾性能优越,但由于有短暂的共态区间,应用于100KHz以上高频时,应做好散热。

二、G型磁罐制作的GDT,漏感极小,绕制方便,美观易安装,建议众TC爱好者普及使用。

三、自举反偏的Cgs泄放电路,性能优越,亦可广泛普及与全桥驱动电路中。

四、GDT传输的功率,尤其是峰值非常巨大,后级应使用功率耐量较大的快恢复二极管和泄放三极管,图中的8550连续工作温度达到80摄氏。RG滚烫。
+1  学术分    y2k   2012-09-15   不差一兩分..
+10  科创币    摩比   2012-09-15   厉害!
+50  科创币    justinpiggy   2012-09-15   echo大作啊,本人很想弄一台感应加热 MOS都有了,就等一个给力的电路啊,顺便求讲解求PCB图了
+1  科创币    坚持and突破   2012-09-15   我等又有参考资料了!
+25  科创币    粤语残片   2012-09-15   
+50  科创币    布布卡   2012-09-15   精品  可以考虑做成模块量产了
+50  科创币    逆天   2012-09-15   好凶残的样子。。。
+200  科创币    拔刀斋   2012-09-17   又见E局大作
+50  科创币    yz710804695   2012-09-30   
来自 电子技术
 
2012-9-15 02:54:19
ehco(作者)
1楼
引用第2楼虎哥于2012-09-15 02:40发表的  :
做得越来越好了,赞扬!钎焊莫非是用于液机的不同合金钢之间的焊接?

提点工艺上的小建议:PCB焊接时的加热功率或时间可以再加大一些,使得焊锡能够从焊接面自然流淌到对面,填满对侧焊盘,至少达到三分之二以上,但不能两侧加热对焊。对于工作环境严酷的工业设备,这一点比较重要。

非常期待钎焊试机,祝首焊成功[s:274]。

嘿嘿,感谢虎爷指导哦,是用于紫铜和钢材之间焊接的。
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ehco(作者)
2楼
回 7楼(坚持and突破) 的帖子
1.请深入研究一下PDII的结构,是一个鉴频鉴相网络,无论是频率的偏差还是相位的偏差,都能侦测,所以PD2不会锁在谐波上。
2.你已经自己回答了。
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ehco(作者)
3楼
回 15楼(坚持and突破) 的帖子
锁不住,多半是移相部分和LPF的问题额,多检查一下。
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ehco(作者)
4楼
引用第9楼jxs于2012-09-15 13:22发表的  :
区动上升沿好恐怖。。。700ns。。。你确定没打多个零?。。。我的DR,200ns上升,500W都热炸了。。。700ns10KW,你想全桥也用水冷啊。。。

额,这个要看用的模块额,用460单管的话,40-60nS的上升时间而已。700nS的时间,与器件手册提供的开关时间出入不大。

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ehco(作者)
5楼
Re:回 12楼(坚持and突破) 的帖子
引用第18楼飘飘飘于2012-09-15 16:06发表的 回 12楼(坚持and突破) 的帖子 :
你要有兴趣回头发个咱设计的自动火焰钎焊视频给你,电子咱不行钎焊倒动一二[s:274][s:274]

俺主要是用于紫铜和316L不锈钢,或紫铜和45#钢之间的钎焊,求飘飘工艺指导啊。
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2012-9-16 18:48:53
2012-9-16 18:48:53
ehco(作者)
6楼
回 22楼(坚持and突破) 的帖子
额,我不是单独取电感或电容的样额,是把槽路作为一个整体进行I-U取样,所以说能适应各种谐振槽路勒。

这是驱动串联谐振槽路的波形实测,移相很好用,能随意调整在谐振,容性和感性状态
下图为弱感性状态,利用弱感性的电流连续性和飞轮二极管实现0电压开启。
功率模块基本无温升。

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2012-9-17 13:39:49
ehco(作者)
7楼
感谢刀版莅临指导
1.图腾管的选择确实欠考量,如果有必要,我会改进。
2.这个GDT俺没有做充分的绝缘,匝间靠漆包线的绝缘漆和尼龙丝绝缘,绕组间10层高温胶带。
3.393是利用整流后浮动的参考点作为比较器基准,进行输入信号的反相和移相,整流的目的是让输入信号的幅度不影响移相角度。
4.不光是393,整个环路的固有延迟,通过移相电路后得以精确的补偿,通过锁相环本身严格控制了相位的对齐。所以只要调整在弱感区,是不会进入容性状态的。对于MOS的D极串管,这个模块自带了。

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2012-9-20 18:25:40
2012-9-20 18:25:40
ehco(作者)
8楼
ls,把您的神舟和波形拿出来我们学习学习吧。再跪。。
+1  科创币    猎鹰   2012-09-20   高质量发帖。。。。我表示对LS无语中
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2012-9-27 23:14:14
2012-9-27 23:14:14
ehco(作者)
9楼
回 32楼(hanbreen) 的帖子
等俺蜜月完了再和您慢慢讨论。呵呵~
一点个上升时间何必如此节操何在啊
+1  科创币    猎鹰   2012-09-27   蜜月。。。。。。。我的过氧化氢啊!。。。。。。还有麻烦您让拉风帮我加工啊!昨天他跑了。
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2012-10-4 23:38:19
2012-10-4 23:38:19
ehco(作者)
10楼
回 38楼(苦丁茶) 的帖子
同志,不要人云亦云么,GDT损耗可以计算和实测出来的,电路的损耗主要来自PNMOS图腾的共通。
长假后再慢慢解释
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2012-10-31 18:49:51
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ehco(作者)
11楼
回 42楼(坚持and突破) 的帖子
1.我取样用的是磁环互感器
2.我最新版用的CPLD做的ADPLL+DDS方式锁频,所以相位补偿等全采用了数字逻辑,并非正弦波比较电路。与本贴楼主位图不是一路货色。
3.之前这个电路的试验中,我并未发现削顶的现象,用的外径30mm的铁氧体磁环,多股漆包线绕100T,如果削顶,应该考虑互感器输出的I-U转换电阻是否匹配,因为过高的输入峰值会在比较器中被钳位。
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