Power Electronics

"Я не волшебник - а только еще учусь". Может так будет понятней. Это схема той самой "грелки", видео с которой я размещал ранее. Здесь применена ФАПЧ с помощью фазового компаратора на CD4093. Параллельный резонанс в первичке ТС1.
Правда там применен ТГР, а здесь IR2110 - но суть не меняется.

Схемотехника "мутная" в том смысле, что не очевиден или отсутствует замысел.
Возможно задумывался LCC преобразователь, но на деле получилось нагромождение реактивных компонентов L5L1C4C5..., имеющих множественные резонансы. В результате транзисторы инвертора весьма странно и неуместно коммутируются. На этом фоне RC-цепочки R1C6 и R2C2 выглядят "притянутыми за уши". Похоже на не вполне удачную попытку приспособить какой-то прототип под свои нужды.
Очень похоже на то, что делается попытка регулировать мощность при помощи ШИМ. Если да, то тут ещё надо основательно поработать напильником.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Идея использовать параллельный резонанс, да еще и в первичке, избавившись от "баяна" конденсаторов во вторичке появилась и была воплощена еще в 2019 году. С тех пор появилось несколько модификаций, но принцип остался тот же. Первичная обмотка согласующего трансформатора ТС1, LI и С4,С5 - образуют параллельный колебательный контур, который раскачивается обыкновенным полумостом через дроссель ДР1. Вторичка нагружена на индуктор. Параллельный контур обладает замечательным свойством-управление ШИМ. Все просто:

Ну а здесь - плавка алюминия. Схема совсем простая - автогенератор на IR2110 + полумост.

Любую резонансную нагрузку, в некотором узком диапазоне, можно регулировать при помощи ШИМ. Проблемой является регулировка в широком диапазоне нагрузки.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Изменял мощность от 500 до 2500 вт. Получается диапазон от 20 до 100 процентов, то есть в 5 раз. В бытовой простой плите, к примеру, так же 5 режимов. При необходимости можно применить и другие способы регулирования, выбрал более простой.

В предложенной модели изменял заполнение от 30 до 100%. При этом мощность в индукторе изменялась от 162 Вт (D=0.3) до 342 Вт (D=1). Наибольший прирост мощности (162 -> 324 Вт) наблюдался при изменении заполнения в диапазоне 0.3 ... 0.5. При дальнейшем увеличении заполнения мощность практически не изменялась. С точки зрения минимальных потерь коммутации, наилучший режим соответствует заполнению 0.5 (50%). В этом режиме потери на каждом ключе составляют чуть больше 4 Вт. При отклонении в ту или иную сторону потери резко возрастают до 30-50Вт.

Похоже модель живет своей жизнью.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

При управлении ШИМ не получается мягкого включения ключей, т.е. выделяется большая мощность на ключах при коммутации. Лучше применить ассиметричный ШИМ, когда нижний ключ открывается на всё время пока выключен верхний ключ, ток в паузе циркулирует через открытый нижний ключ или его оппозитный диод (в зависимости от направления тока), ток при этом получается непрерывным через нижний ключ с диодом и верхний ключ включается мягко при нуле тока.

_________________
Я всё умею делать сам,
И я не верю чудесам!
Сам! Сам! Сам!
(песенка Самоделкина) (с)

Симулятор еще только осваиваю, соответственно и модель скорее имеет познавательный характер. Странно - почему у вас мощность в ваттах, у меня в kW.
По поводу ШИМ: на работающем макете регулировка мощности носит нелинейный характер, если прибавить к ваттам нолик - то примерно так же, как описали вы.
По нагреву - транзисторы теплые, заметной разницы по температуре при разных значениях ШИМ не заметил. Правда долговремменый режим не пробовал.
Если в модели убрать эквивалент нагрузки (холостой ход), то будет некрасивая картинка, однако на макете все прекрасно - потребление тока по постоянке - 1,4 ампера

Это усложнит схему. На любителя - кто как сможет. Если применить автогенераторную схему, то можно и приладить такую ШИМ. Надо покумекать.

Может просто не правильно измеряете мощность? Опишите свои действия при измерении мощности в симулятор.

Номинальный тепловой режим устанавливается через 20-40 минут непрерывной работы.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Напряжение на индукторе - 60 в
Ток - 92 А
Не может быть мощность в ваттах, как у вас! У меня - 3 кило.

По температуре - последнее время работал в КИПиА, поэтому немножко знаком с чем и как измеряется температура. Сапожник без сапог - ну нет у меня ни термометра, ни пирометра. Теперь что, анализы не действительны?

У меня Ваша модель не открывается, ругается на неправильный синтаксис "V", поэтому не могу наблюдать то же что и Вы. Могу только сказать, что напряжение и ток индуктора дают информацию только о полной мощности, а надо анализировать активную мощность на резисторе, имитирующем нагреваемое тело. Судя по картинке модели вижу, что номинал этого резистора R4 всего 0,1 ом, т.е. индуктор у Вас практически не нагружен, нагреваемое тело отсутствует. Нагрузка увеличивается с увеличением этого резистора.

_________________
Я всё умею делать сам,
И я не верю чудесам!
Сам! Сам! Сам!
(песенка Самоделкина) (с)

Попробуйте изменить режим симуляции: normal на alternate - у меня иногда тоже так бывает.
Эквивалент нагрузки взят с интернета, автор которого внушает доверие, его индуктивность L4 имеет связь с индуктором - 0,55

В модели используется кириллица. Поэтому надо открывать через LTspice XVII.

Это реактивная мощность! Чтобы узнать активную мощность, после завершения моделирования, кликните по названию графика мощности левой кнопкой мышки, нажав клавишу Ctrl.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Спасибо! Вот уж поистине - век живи, век учись - и... У меня еще и с аглицким совсем плохо. Одни недостатки! Но в "попугаях" то гораздо больше!. А если честно - мне нравится как у меня, потому как ближе к истинной потребляемой мощности из сети рабочего макета.

Умные люди рассчитали, что у индукционного нагревателя не может быть КПД более 66 %. Когда производитель пишет, что его индукционная установка имеет КПД 90-95% - это он лукавит, скорее всего это КПД только генератора.
Вот картинка из Интернета:

_________________
Я всё умею делать сам,
И я не верю чудесам!
Сам! Сам! Сам!
(песенка Самоделкина) (с)