Схема индукционной плиты своими руками с регулировкой мощности

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 18.09.2024

Для такой работы нужно подготовить соответствующие детали:
• пара транзисторов IRZ44N;
• пара стабилизаторов по 10 В;
• пара диодов UF4007;
• пара резисторов 460 Ом и пара – 10 кОм;
• микросхема-стабилизатор – LM7812;
• конденсатор (0,47 мкФ);
• индуктивность 1000 мкГ.
• Восемнадцативитковая катушка плиты.

Схема – классика индукционной плиты, которая поможет правильно разместить все детали.

Сборка индукционной плиты

Можно произвести сборку схемы на универсальной плате или же навесным монтажом.

На плату все детали советуют устанавливать таким образом, чтобы сначала нашли свое место маленькие детали, закончить индуктивностью.

Далее нужно произвести запаивание, в том числе обрезку выводов.

Потребуется припаять не только провода питания, но и уделить время выходным транзисторам, в том числе радиаторам и только после этого к выходу платы стоит подключать излучающую катушку.

От мощного блока поступает питание. Когда металлическая посуда будет размещена на катушке, нужно отметить возрастание потребляемого тока.

Для закипания воды достаточно будет десяти минут, если все было сделано правильно.

До недавнего времени считали, что электрическая плита – довольно простое устройство, и в принципе не требует серьезных знаний от ремонтника. А схемы для электроплит придумали трусы, которые желтый провод не могут отличить от синего провода. Так бы и остались при своем мнении – пока не столкнулись с индукционной плитой. Во первых выяснилось, что абсолютно не знали, что такое индукционная плита, ошибочно принимая ее за инфракрасную плиту. Во вторых уровень электроники хоть и не сложен, но заставил поискать схему в интернете, так как без схемы понять, как работает это чудо устройство практически невозможно. Надпись на шильдике утверждает о производителе в Нидерландах, надпись на материнской плате говорит о китайских корнях.

Устройство индукционной плиты.

Нагрев на индукционной плите происходит за счет индукции. Не смотря на тавтологию это означает следующее, об эту плитку нельзя обжечься, на этой плитке можно готовить только в железной или чугунной посуде. Нужен такой девайс на кухне вопрос к профессионалам, судя по рекламе готовка на данной плите происходит без выделения лишнего тепла, так как варочная панель не нагревается. В разобранном состоянии плита вызывает противоречивые эмоции - большой вентилятор, массивный радиатор и просто впечатляющий фильтр.

Рис. Требования к охлаждению силовой электроники довольно высоки, этим объясняется большой размер лопастей охлаждающего вентилятора

Большой вентилятор, массивный радиатор и просто впечатляющий фильтр. Большой вентилятор говорит о тяжелом тепловом режиме работы силовой цепи раскачивающей нагревательную петлю, само наличие вентилятора ставит крест на бесшумной работе.

Рис. Мощный радиатор, но рука китайского токаря дрогнула, и оттяпала от радиатора почти сантиметр алюминия.

Мощный алюминиевый радиатор - 3,5 кВт выходного каскада надо как то охлаждать, соответственно можно предположить, что работа индукционной плиты совсем уж не такая и холодная, тепло с радиатора все равно выкидывается наружу, а значит, повышает окружающую температуру. При осмотре радиатора не обошлось без курьезов, радиатор имеет размеры явно меньше, чем это изначально предполагалось, не хватает даже закрыть силовой транзистор.

Рис. Даже экономные китайцы не стали экономить на сетевом фильтре индукционной плиты.

Гипертрофированно большой сетевой фильтр говорит о простом факте, силовой индукционный контур фонит гармониками настолько хорошо, что даже китайский производитель не стал скупится на фильтрах.

Ремонт.

Индукционная плита HENDI 3500 watt (Induction 239780) материнская плата BT-2010T5(V09). Отсутствие опыта ремонта подобных устройств дало свои отрицательные результаты, ремонт несколько затянулся. К сожалению с первого раза схему на индукционную плиту найти не удалось, начали разрисовывать свой вариант, как оказалось зря, схему нашли, но наработки остались.

Схемы именно на индукционную плиту HENDI 3500 watt найти не удалось, но вскоре выяснилось все китайские плиты выполнены по одной схеме и принципу работы, поэтому с 90% точностью подошла схема с плиты Better. Схема настолько точна, что совпадают даже названия элементов на плате, правда, на схеме они не все, на плате элементов чуть больше.

Рис. Схема индукционной плита HENDI 3500 watt.Нарисована довольно необычно, но при желании можно понять что куда.

Схема есть так же в хорошем качестве (скачать в PDF).

Сердцем всего электронного блока является специфический микроконтроллер S6F9454 со встроенной дрыгалкой на борту. Судя по наклейке на борту 350Q-H(A), на борту находится память, но достучаться до нее не удалось.

Рис. Микроконтроллер S6F9454 со встроенным ШИМ контроллером на борту.

BUZ/FAN – (5 pin P20/T0) выходной сигнал, включает вентилятор. Алгоритм работы при включенной индукционной плите U=0В, при включении нагревателя U=4В, после выключения нагревателя, сигнал продолжает удерживаться 1,5-2 мин.
T-IGBT - (15 pin P04/AD4) входной сигнал, снимается с делителя - терморезистора RT (3950-10K) и резистора R6 (1К). Терморезистор RT (3950-10K) установлен на одном из IGBT транзисторов (не на радиаторе). При нормальной температуре (25С) на вход приходит около U=0,5В, при перегреве около U= 3-4В

PWM – (13 pin PWM/AD6) выходной сигнал. Сигнал с ШИМ, управляет силовыми ключами нагревательного элемента. Частота около 50кГц. Сигнал появляется сразу после подачи питающего напряжения на микроконтроллер. По наличию сигнала можно косвенно судить по исправности микроконтроллера.

CN4-5 – (4 pin Reset) никуда не подключен, даже к +5В. Контакт уходит на плату индикации и там просто висит в воздухе.

PAN - (19 pin P24) входной сигнал. Сигнал формирующийся из разности сигналов H1 и H2, сигнал говорит о том, что на рабочей поверхности находится железный предмет, например кастрюля.

V-AD - (12 pin P07/AD7) входной сигнал. Сигнал индикатор входного напряжения на силовом диодном мосте.

I -AD - (16 pin P02/AD2) входной сигнал. Сигнал индикатор с токового трансформатора CT1, его наличие говорит, что по силовому диодному мосту течет ток.

Поломка №1 Не работает вентилятор.

Рис. Схема включения вентилятора. Простота схемы усложняется алгоритмом работы.

Не смотря на простоту поломки, без схемы было довольно разобраться. Как оказалось, все довольно просто, при включении в сеть, вентилятор не включается, при включении нагревательного элемента – вентилятор включается, и при выключении нагревательного элемента продолжает работу еще 1,5-2 минуты. Сигнал BUZ/FAN с процессора выходил (точка B) на базе транзистора (точка A) отсутствовал. Прозвонка показала пробитый переход Б-Э и переход Б-К в обрыве у транзистора (по схеме) Q1 (8050). После замены транзистора Q1 (8050) вентилятор заработал.

Поломка №2 Не работает нагреватель.

Рис. Набор механика для изучения принципа работы индукционной плиты.

При включении агрегата, микроконтроллер выдавал сигнал на включение вентилятора. Но медная петля включаться отказывалась. Сигнал PWM с микроконтроллера блокировался и через некоторое время отключался дисплей.

Рис. Сигнал PWM, таким выходит с микроконтроллера. Но блокируется IC3B (LM339 1 pin), а значит, раскачки нагревательного элемента нет.

На лицо не только блокировка нагревательного элемента, но и наличие обратной связи. Ремонт начинаем с проверки блока питания, результат не заставил себя ждать – вместо положенных 18В, в наличии только 12-14В. Путем нехитрых измерений и визуальной оценки силовых элементов получается потребляемая мощность 10 Вт, а выдаваемая 5Вт, как результат провал по напряжения при пиковой нагрузке. В этом месте стоило было остановится и немного подумать, но такого не случилось, все силы были брошены на доработку блока питания. В результате инженерных доработок добились стабильных 16в на выходе при пиковой нагрузке, больше не получалось – ВЧ трансформатор явно не мог выдать больше. Ремонт тогда пошел в другую сторону, из схемы вырвали IC3 (LM339) и начали моделировать каждый узел отдельно. Все датчики работали идеально, даже удалось раскачать нагревательную катушку внешним генератором на 5-10% мощности, все элементы были рабочие, но собранные воедино отказывались работать. Моделирование работы и изучения принципа работы печки могло бы затянуться надолго, если бы не появился специалист по кухонному оборудованию, который и починил все устройство в течение одной секунды.

Рис. При помощи вот такого нехитрого приспособления была починена индукционная плита, кстати пластина лежала на включенной плите всего 2 секунды.

Для включения индукционной плиты надо было просто положить на нагревательный элемент кусок металла побольше. Собственно все оказалось очень просто требовался изменить добротность колебательного контура путем внесения относительного большого куска металла, на простую отвертку - печка отказывалась реагировать. Проблема с питанием разрешилась сама собой, для микроконтроллера требовалось стабильное питание +5В, которое получалось со стабилизатора 7805, а IC3 (LM339) работала в режиме компаратора, без опорного напряжения и требований к питающему напряжению +18В фактически не было.

Не обошлось и без экспериментов, 20-ти килограммовая гиря за одну минуту раскаляется так, что за основание нельзя прикоснутся – сильно горячо, в то время как ручка гири была абсолютно холодная.

На днях принесли на ремонт однокомфорочную индукционную плиту китайского производства. По рассказу хозяина плиты стало ясно, что плита во время приготовления пищи просто отключилась и не подавала признаков жизни.

На плате я сразу разглядел сгоревший предохранитель. Открутил плату от корпуса и снял с неё радиатор

Нашёл силовую часть

Сразу же на плате мультиметром проверил силовой транзистор и диодный мост. Мост оказался исправным, а вот у транзистора был пробит переход коллектор-эмиттер. Выпаял транзистор из платы и с трудом на нём разглядел маркировку H15R1202

Проверил в цепи затвора силового транзистора эмиттерный повторитель, всё в порядке, транзисторы целые.

В магазине приобрёл транзистор, правда родного не было, поэтому взял какой был, а именно H20R1202. Транзистор из той же серии, но чуть мощнее, обошёлся чуть менее 3$.

Запаял новый транзистор и предохранитель на 15А. И начал сборку плиты.

После сборки плиты, я установил на неё кастрюлю с водой и включил в розетку. После некоторых манипуляций с сенсорными кнопками плита включилась и тихонько загудела. Включился вентилятор обдува индуктора и радиатора силовой части.

Минут через пять вода в кастрюле закипела. Отключил плиту, снял крышку плиты и пощупал радиатор, он еле тёплый, всё в порядке. На этом ремонт закончен.

Основная причина выхода из строя индукционной плиты - это установка на плиту посуды, диаметр которой ниже диаметра индуктора. При этом, не вся энергия расходуется на нагрев посуды, и чем меньше диаметр посуды, тем сильнее греется выходной транзистор, пока не произойдёт его тепловой пробой. Обратите внимание, на каждой плите нарисованы круги, которые обозначают минимальный диаметр используемой посуды. Эти круги не для красоты!

Я про такие штуковины слыхал, но вот лично ни разу не юзал. На этом ремонт закончен. К недостаткам можно отнести тот факт, что пользователям нужно использовать определенную посуду, которая изготовлена на основе ферромагнитных материалов. Корпус выполнен в черном цвете. Тепловая пушка хороша тем, что быстро распределяет тепло. Если на поверхности присутствуют жировые загрязнения, то система может просто не распознавать касания человека. В ней предусмотрено четыре конфорки, предусмотрено сенсорное управление. Важно помнить, что индукционные плиты способны создавать достаточно высокое излучение электромагнитного типа и могут оказывать негативное воздействие на бытовые приборы, установленные на незначительном расстоянии. С помощью мультиметра нужно проверить блок предохранителей, кабель и сами контакты. Каков итог исследования? Достать-то его не проблема, но вот где взять прошивку? А что внутри 🙂 Разборка и обзор индукционной плиты HILTON EKI 3890 на 2000 Ватт. ZikValera

Видео

Сообщить об опечатке

Я про такие штуковины слыхал, но вот лично ни разу не юзал. На этом ремонт закончен.

К недостаткам можно отнести тот факт, что пользователям нужно использовать определенную посуду, которая изготовлена на основе ферромагнитных материалов. Корпус выполнен в черном цвете.

Тепловая пушка хороша тем, что быстро распределяет тепло. Если на поверхности присутствуют жировые загрязнения, то система может просто не распознавать касания человека.

В ней предусмотрено четыре конфорки, предусмотрено сенсорное управление. Важно помнить, что индукционные плиты способны создавать достаточно высокое излучение электромагнитного типа и могут оказывать негативное воздействие на бытовые приборы, установленные на незначительном расстоянии.

Оборудование охлаждающей системы

Промышленные агрегаты для плавления металла оснащены специальными системами охлаждения на антифризе или воде. Для оборудования этих важных установок в самодельных ТВЧ печках потребуются дополнительные затраты, из-за чего сборка может существенно ударить по кошельку. Поэтому лучше обеспечить бытовой агрегат более дешёвой системой, состоящей из вентиляторов.

Воздушное охлаждение этими устройствами возможно при их удалённом расположении от печи. В противном случае металлическая обмотка и детали вентилятора могут послужить контуром для замыкания вихревых токов, что существенно снизит эффективность оборудования.

Ламповые и электронные схемы также склонны активно нагреваться во время работы агрегата. Для их охлаждения обычно используют теплоотводящие радиаторы.

Инструкция по изготовлению

Чертежи

Рисунок 1. Электрическая схема индукционного нагревателя

Рисунок 2. Устройство.

Рисунок 3. Схема простого индукционного нагревателя

Для изготовления печи понадобятся следующие материалы и инструменты:

паяльник;
припой;
текстолитовая плата.
мини-дрель.
радиоэлементы.
термопаста.
химические реагенты для травления платы.

Дополнительные материалы и их особенности:

Для изготовления катушки, которая будет излучать необходимое для нагрева переменное магнитное поле, необходимо приготовить отрезок медной трубки диаметром 8 мм, и длиной 800 мм.
Мощные силовые транзисторы являются самой дорогой частью самодельной индукционной установки. Для монтажа схемы частотного генератора необходимо приготовить 2 таких элемента. Для этих целей подойдут транзисторы марок: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. При изготовлении схемы используются 2 одинаковых из перечисленных полевых транзисторов.
Для изготовления колебательно контура понадобятся керамические конденсаторы ёмкостью 0,1 mF и рабочим напряжением 1600 В. Для того, чтобы в катушке образовался переменный ток высокой мощности, потребуется 7 таких конденсаторов.
При работе такого индукционного прибора, полевые транзисторы будут сильно разогреваться и если к ним не будут присоединены радиаторы из алюминиевого сплава, то уже через несколько секунд работы на максимальной мощности, данные элементы выйдут из строя. Ставить транзисторы на теплоотводы следует через тонкий слой термопасты, иначе эффективность такого охлаждения будет минимальна.
Диоды, которые используются в индукционном нагревателе, обязательно должны быть ультрабыстрого действия. Наиболее подходящими для данной схемы, диоды: MUR-460; UF-4007; HER – 307.
Резисторы, которые используются в схеме 3: 10 кОм мощностью 0,25 Вт – 2 шт. и 440 Ом мощностью – 2 Вт. Стабилитроны: 2 шт. с рабочим напряжением 15 В. Мощность стабилитронов должна составлять не менее 2 Вт. Дроссель для подсоединения к силовым выводам катушки используется с индукцией.
Для питания всего устройства понадобится блок питания мощностью до 500. Вт. и напряжением 12 – 40 В. Запитать данное устройство можно от автомобильного аккумулятора, но получить наивысшие показания мощности при таком напряжении не получится.

Разновидности индукционных котлов

Существуют следующие разновидности нагревательных котлов индукционного типа, обозначаемые как по принципу действия, так и по марке производителя:

SAV – разновидность и одновременно торговая марка котлов нового поколения мощностью от 2,5 до 100 кВт, с 2007 г. выпускаемых российской ;
ВИН — аббревиатура является не только сокращением названия вида индукционных устройств (вихревые индукционные нагреватели), но и запатентованным названием котлов, производимых ижевской .

ВИН-агрегаты отопления

Котлы данного типа более совершенны по принципу действия и конструкции, что, естественно, отражается на их стоимости. Для работы ВИН-устройств необходим инвертор – устройство повышения частоты входящего тока. Ток высокой частоты вызывает образование электромагнитного поля высокой напряжённости, которое, в свою очередь, обуславливает возникновение более мощных вихревых токов во вторичной обмотке. Кроме того, теплообменник и корпус котла изготавливаются из ферромагнитных сплавов, имеющих собственное магнитное поле. Результатом всех этих процессов является большая интенсивность нагрева теплообменника и, естественно, теплоносителя.

ВИН-агрегата мощностью в 3 КВт достаточно для отопления помещения площадью 35-40 м кв. (в зависимости от климатических условий и качества теплоизоляции наружных строительных конструкций).

ВИН-агрегаты вследствие большей производительности могут использоваться не только в системах отопления жилья, но и для горячего водоснабжения. Для этого в контур теплоносителя врезают дополнительные накопительные резервуары, оборудованные защитной автоматикой, ёмкость которых рассчитывается в зависимости от количества точек горячего водозабора. Горячей водой эти ёмкости обеспечиваются путём её циркуляции в системе с прямоточным нагревом индукционным обогревателем.

Как сделать индукционную плиту своими руками

Многие знают, что существуют индукционные кухонные плиты, но не многие знают о принципе их работы.

А это очень просто – специальная катушка плиты вырабатывает магнитные поля определенной частоты, которые при воздействии с металлом, возбуждают в нём электрические вихри.

Последние в свою очередь за счёт сопротивления металла его нагревают. Так происходит нагрев кухонной посуды: кастрюль и сковород. Главное условие в этом процессе – металл с магнитными свойствами, —

например, нержавейка, чугун и железо, а вот алюминий и другие цветные металлы нагреваться не будут.

Изготовление своими руками

Силовая схема стандартной индукционной плиты может существенно варьироваться в зависимости от конструктивных особенностей модификации, но чаще всего представлена:

ферритовым тором, который надет на сетевой провод и подавляет синфазные помехи;
стандартным предохранителем;
конденсатором, фильтрующим возникающие в процессе эксплуатации импульсные помехи;
резистором, срабатывающим после выключения сетевого питания;
выпрямителем, рассчитанным на показатели мощности и эффективно защищающим устройство от перенапряжения;
проводным шунтом;
фильтрующей системой на импульсные помехи;
конденсатором, позволяющим вернуть энергию с колебательно-индукторного контура на промежуточную часть с постоянными показателями тока;
резонансным конденсатором, обеспечивающим непрерывный ток после запора транзистора;
индукционным устройством, которое ориентировано на передачу тепла с поверхности на донную часть используемой кухонной посуды;
транзистором, преобразующим постоянный ток в переменные показатели;
резистором на фиксацию транзистора после отключения;
резистором на подавление высокочастотных показателей тока;
выпрямителем на напряжение в электрической сети;
контролером тока, предупреждающим возможное возникновение перегрузки;
контролером напряжения на коллекторе.

В бюджетных моделях присутствуют только основные конструктивные элементы, что отражается на функциональных возможностях такого устройства.

Самостоятельное изготовление простой индукционной плиты предполагает строгое соблюдение всех норм, что сделает эксплуатацию такого прибора полностью безопасной. Значительная сложность в процессе конструирования плиты возникает на стадии подбора качественного материала для создания основания варочной поверхности.

Индукционная плита своими руками – схема

Такой материал обязательно должен отличатся возможностью правильно проводить электромагнитное излучение, не проводить ток и выдерживать высокотемпературный режим.

Бытовое варочное оборудование заводского изготовления, к числу которого относятся и все современные индукционные плиты, выполнено с применением достаточно дорогостоящей керамики.

Именно по этой причине самостоятельное изготовление варочной индукционной плиты в домашних условиях сопряжено с определенными проблемами выбора достойной альтернативы керамической поверхности.

Тепловая пушка хороша тем, что быстро распределяет тепло. Тепловая пушка своими руками изготавливается довольно просто.

О том, как рассчитать теплопотери дома, вы узнаете из этой информации.

Рекомендации по изготовлению пеллетной горелки своими руками вы найдете здесь.

Нюансы

Введение

Особенностью таких плит является способность выполнять нагрев только донной части кухонной посуды.

В обычных электрических плитах изначально происходит разогрев включенной конфорки.

Прежде чем остановить свой выбор на таком оборудовании, важно ознакомиться с преимуществами эксплуатации, а также принять во внимание некоторые конструктивные недостатки индукционной плиты.

Основные достоинства представлены:

более быстрым процессом нагревания и готовки, которые занимают в несколько раз меньше времени, чем при эксплуатации традиционной электрической плиты;
отсутствием подгорания пищи, которая может попасть на варочную панель в процессе готовки, что обусловлено низкой температурой конфорки;
снижением потребляемой электрической энергии благодаря очень быстрому нагреву используемой кухонной посуды;
удобством использования за счёт наличия возможности регулировать режим готовки на разных плитах.

К преимуществам также можно отнести безопасность эксплуатации, что особенно важно для семей с маленькими детьми, пенсионерами или людьми с ограниченными возможностями.

Индукционная плита на кухне

Недостатки эксплуатации в таком современном оборудовании также присутствуют и, несмотря на то, что они минимальны, их следует учитывать при выборе модели:

включение индукционного оборудования на полную мощность способно создавать повышенную нагрузка на электросеть;
для приготовления пищи на таком типе плиты должна использоваться только специальная кухонная посуда, имеющая ферромагнитную донную часть;
для некоторых моделей характерно наличие единого высокочастотного генератора, что неблагоприятно сказывается на уровне мощности при одновременном включении всех конфорок;
варочная поверхность отличается хрупкостью, поэтому в процессе всего периода эксплуатации необходимо соблюдать определенную осторожность.

Читать еще: Декор тыквы своими руками. Мастер-классы

Как показывает практика, эксплуатация моделей, относящихся к ценовой категории эконом-класс, часто сопровождается раздражающим шумом и своеобразным гудением.

Схема индукционной плиты

В соответствии со схемой нагрева, электрический ток, который поступает из электросети на катушку, претерпевает преобразование в магнитное поле, генерирующее вихревые потоки.

В результате взаимодействия ферромагнитного дна с индукционным током образуется контур, а возникающая тепловая энергия производит прогрев используемой кухонной посуды и ее содержимого.

Стеклокерамическая поверхность плиты покрывает индукционную катушку с протекающим электрическим током частотой в 50кГц. Стандартная схема оборудования относительно сложная, и может иметь весьма существенные отличия в зависимости от модели. Основа представлена генератором, драйвером на транзисторах средней силы мощности и выходным биполярным транзистором, имеющим изолированный затвор и управляющим индукторной катушкой.

Схема работы индукционной плиты отражается на правилах обслуживания и особенностях эксплуатации такого оборудования, а также должна в обязательном порядке учитываться при выборе кухонной посуды, которая должна быть изготовлена из особенных материалов с ферромагнитными свойствами.

Электрическая схема индукционной плиты

Наиболее сложным конструктивным элементом является электронный блок для управления, посредством которого не только включается, но и регулируется уровень мощности генератора. Для современных моделей характерно наличие инфракрасного сенсорного устройства, эффективно контролирующего процесс готовки. После того, как кухонная посуда будет снята с варочной поверхности, происходит автоматическое отключение плиты.

Нельзя эксплуатировать медную, стеклянную, керамическую или алюминиевую посуду, а чистка поверхности индукционной плиты выполняется только посредством специальных средств, не обладающих абразивными эффектами.

Принцип работы

Схема индукционной плиты не такая уж и сложная, если перед использованием изделия разобраться с тем, как оно функционирует. Работа агрегата построена на электромагнитных импульсах – механизме протекания тока при изменении общего магнитного потока. По своему принципу работы изделие очень похоже на классический трансформатор. Мощная катушка индукционного типа спрятана под стеклокерамической поверхностью. В нормальных условиях механизм взаимодействует с током частотой от 20 до 200 кГц. В качестве первичной обмотки используется катушка, а вторичной является посуда, которую пользователь устанавливает сверху на конфорку.

Схема индукционной плиты основана на том, что после размещения кастрюли на рабочей поверхности в действие вступают токи, которые и выполняют нагревание. Стеклокерамическая поверхность изделия хорошо накаляется, но исключительно от посуды, а не от встроенных механизмов.