Резонансный преобразователь, или ... (2ч)
Продолжение ... (Начало https://rakarskiy.livejournal.com/18423.html )
Думаю стоит продолжить, по теме резонансных преобразователей. Рассмотрим следующую конструкцию, по мнению автора используется волновой резонанс
(по существу, что такое волновой резонанс нет четкой формулировки https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0909/0909.0467.pdf ).
Или
https://youtu.be/BBonGmjXF04
В конструкции происходит возбуждение параллельного колебательного контура, на одной задающей частоте, а съем через другой колебательный контур другой частоты. Данная конструкция относится к системе без сердечника. Отличительная особенность задающий индуктор внешний, съемный внутренний.
Click to viewhttps://youtu.be/yKjgMmZcFA0
Я бы систему ZVS драйвера не назвал чистым резонансом. Да она очень проста, но при взаимоиндукции индуктора с вторичным контуром связь будет очевидна.
Ознакомится с описанием данного драйвера можно по ссылке: https://www.homemade-circuits.com/simple-induction-heater-circuit-hot/
Особенность работы схемы:
"Ссылаясь на предложенные в статье схемы индукционного нагревателя, мы находим концепцию, использующую ZVS или технологию переключения при нулевом напряжении для требуемого срабатывания MOSFET.
Технология обеспечивает минимальный нагрев устройств, что делает работу очень эффективной и результативной.
Кроме того, схема, являющаяся саморезонансной по своей природе, автоматически устанавливает резонансную частоту подключенной катушки и конденсатора, совершенно идентичную схеме резервуара."
Первое, резонансная частота задающего контура должна была быть измерена, с подключенной нагрузкой вторичного контура. Почему, да потому что ZVS драйвер «самонастраивается» с учетом параметра индуктивности и емкости контуров.
Схема преобразователя из рассматриваемого видеоролика
Безпроводная зарядная система. https://volt-index.ru/muzhik-v-dome/kak-sdelat-besprovodnuyu-zaryadku-dlya-vseh-gadzhetov.html
В данном преобразователе ZVS драйвер служит передатчиком, из-за которого в приемном контуре будет наблюдаться возникновение напряжения. Это возможно благодаря электромагнитной индукции. Величина напряжения зависит от числа витков излучателя. А сила тока, протекающего в контуре, зависит от сечения провода.
По своей сути преобразователь - это генератор с параллельным резонансным контуром. Неидеальный вариант, но имеет право на жизнь. Параметры излучателя и выбор резонансного конденсатора будут влиять на частоту, с которой работает эта схема.
Цитата из статьи: "Настройка устройства заключается в том, что необходимо добиться одинаковой частоты приемного и передающего контура. Для этого надо рассчитать и подобрать конденсатор для приемного контура. Если после сборки схемы дальность передачи невелика, то конденсатор подобран неверно (частота резонанса не совпадает)."
Но вот в чем вопрос, изменяется ли частота задающего ZVS драйвера при подключении нагрузки в просмотренным нами ролике. Если да, тогда правило расчета приведения нагрузки работает в полной мере. Если же частоты первичного и вторичного резонансных контуров различны, можно согласится с автором о якобы имеющим место волнового резонанса.
Продолжение в данной теме будет с фактическими замерами. Думаю, что все будет в пределах правил электротехники.
Чтобы проверить работу драйвера не обязательно сразу приступать к практической сборке. Возможно посмотреть работу в онлайн симуляторе.
Я уже собрал ее в симуляторе: https://tinyurl.com/y6pbtns4
Скрин с монитора.
Источник тока постоянного тока на 24 вольта. При этом для данного контура по формуле Томсона ƒ = 1/(2π√(LC)) резонансная частота 71 кГц, а симулятор рассчитывает 183 кГц. Не думаю, что в реальности результат будет иной.
Если сравнить мощность забираемую от источника средняя 30 ватт, то средняя мощность в активной точке индуктора - средняя 30 ватт. Чудес резонанса с накоплением в контуре, как в параллельном контуре не наблюдаем (см. первую часть https://tinyurl.com/y22uwgwc 0,13 ватт источника в 103 ватт на индукторе).
скрин правильного управления контуром с признаками СЕ
Важно работать на резонансных частотах контура, и не только съемного. ZVS драйвер нельзя назвать резонансным в полной мере.
Данные методики весьма грамотно отработаны инженерами силовой электроники.
схема силового резонансного узла безпроводной зарядки
https://elenergi.ru/predstavlena-sistema-besprovodnoj-zaryadki-elektromobilya.html
До встречи. Все таки интересно посмотреть предложенную конструкцию разночастотных индукторов с правильным резонансным контуром.