erstellt
18.10.2023 |
Induktions Heizung 2023 |
Induktions-Heizung für 12 Volt Betriebsspannung, Stromaufnahme ca. 2-3 Ampere |
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Funktion: Angenommen nach anlegen der Betriebsspannung von 12 Volt fließt ein Strom durch Widerstand R2 und steuert Transistor Q2 durch. Es liegt dann die Kathode von Diode D1 annähernd auf Masse Potential. Damit liegt die Anode von D1 auf ca. 0,7 Volt. Der Gate Anschluss von Transistor Q1 bekommt dann ca. O,7 Volt also die Schwellspannung der Diode D1. Laut Datenblatt braucht der Transistor aber mindestens 2Volt um durch zu schalten, also bleibt dieser erst einmal gesperrt. Wenn also Q2 durchgeschaltet ist, wird gleichzeitig damit verhindert das Q1 durchschaltet kann. Die Annahme bestand nun darin das Q2 zuerst schaltet, er könnte natürlich sein das zu erst Q1 schaltet. Ob jetzt Transistor Q1 oder Q2 zuerst durchschaltet ist Bauteile abhängig, geschuldet durch Toleranzen in der Fertigung der Bauteile. Es ist also Zufall welcher Transistor zuerst durchschaltet. |
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In dem aktuellen Zustand lädt sich gleichzeitig C1 auf weil die linke Seite des Kondensators durch die
niederohmige Spule L1 auf Plus Potenzial liegt, und auf der rechten Seite durch den geschlossenen Transistor auf annähernd Masse Potenzial. Durch das aufladen des Kondensator C1 fließt kurzzeitig ein Strom durch L1, C1 und Q2 , dadurch wird der Drain Anschluss des Transistor Q1 kurzzeitig auf annähernd Masse gelegt bis C1 aufgeladen ist. Die kurze Phase reicht um die Diode D2 mit ihrer Kathode auch kurzzeitig auf nahezu Masse zu legen, damit liegt an der Anode von D2 kurzzeitig nur 0,7 Volt an und damit bekommt der Gate von Q2 auch kurzzeitig 0,7 Volt und sperrt. |
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Und so läuft das Spiel immer weiter, der Kondensator lädt sich abwechselnd in beiden Richtungen auf. Die Spule L2 bildet aber mit dem Kondensator einen Schwingkreis, also wechselt der Strom in der Spule auch ständig die Richtung und baut ein Elektro Magnetisches Wechselfeld auf. Mit welcher Frequenz dies geschieht ist in der Hauptsache von den Werte im Schwingkreis abhängig, uns beläuft sich bei den hier angegebenen Werte auf ca. 205 KHz. Bringt man nun ein Metall am besten aus Eisen innerhalb der Spule, so erhitzt sich diese Metall. |
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Soweit die Theorie, in der Praxis bestehen noch folgende Probleme: Ab und zu wenn die Betriebsspannung zu geschaltet wird, zieht die Schaltung zwar Strom aber sie schwingt nicht an. Es wird also nur ein Gleichstrom gezogen was dann zur Folge hat das Quasi ein Kurzschluss stattfindet weil ja die Induktive und Kapazitive Blindwiderstände nicht wirksam werden. In Folge dessen die Transistoren, oder zumindest ein Transistor seinen Geist auf gab. Das passiert auch wenn die Stromversorgung den benötigten Strom nicht liefern kann was ein anschwingen der Schaltung verhindern kann. Dieses Problem war bei mehren Unterschiedlichen Schaltungen zu beobachten. Ein weiteres waren eine zu hohe Erwärmung der Dioden, dem konnte entgegen gewirkt werden indem ich die Dioden durch Schottky Dioden vom Typ SR 1200 ersetzt habe. Schottky Dioden haben eine geringere Schwellspannung und dem zu Folge auch geringer Verluste. |
Bei 12 Volt Betriebsspannung nimmt die Schaltung im Leerlauf ca. 1,6-1,8 Ampere auf. Bei Belastung kann die Stromaufnahme bis weit über 4 Ampere aufnehmen. |
Aktualisiert 06.09.2024
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