Printed circuit board inductors applied to domestic induction heating
- Autores: Ignacio Lope
- Directores de la Tesis: Claudio Carretero (dir. tes.), Jesús Acero Acero (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Zaragoza ( España ) en 2015
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Fernando Monterde (presid.), Rafael Alonso Esteban (secret.), Maeve Duffy (voc.)
- Materias:
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- Resumen
En este trabajo de investigación se ha propuesto el modelado electromagnético y las estructuras de cableado de inductores en placa de circuito impreso (PCB) para calentamiento doméstico por inducción. Además, se ha realizado un método de diseño de inductores en PCB con el objetivo de obtener alta eficiencia energética.
En primer lugar, se ha desarrollado el modelado de los inductores en PCB debido a corrientes cerradas, es decir despreciando los efectos capacitivos. De esta forma, se ha propuesto el modelo de pérdidas de conductores de sección rectangular, lo que permite modelar inductores en PCB con estructura unifilar y estructura multifilar de litz.
Posteriormente, se han modelado los efectos capacitivos en devanados en PCB con ambas estructuras de cableado. De esta forma, se ha propuesto el circuito equivalente del sistema así como las resistencias, inductancias y capacidades parásitas del sistema han sido calculadas bajo supuestos y condiciones simplificadoras. Como consecuencia, la influencia de los efectos capacitivos en el comportamiento eléctrico del inductor y en la eficiencia inductiva del sistema incluyendo las pérdidas dieléctricas en el PCB se ha predicho satisfactoriamente.
A partir del análisis de las estructuras de cableado en PCB, con el objetivo de superar algunas limitaciones de estas implementaciones, una estructura planar de litz en PCB ha sido propuesta. Asimismo, la técnica de apilar placas de circuito impreso ha sido descrita.
Una vez que se ha desarrollado el modelado electromagnético y la técnica de fabricación de inductores en placa de circuito impreso aplicados a calentamiento por inducción, se ha procedido a realizar la verificación en pequeña señal de una gran variedad de casos y configuraciones. El buen acuerdo entre medidas experimentales y los valores calculados validan el modelado y la implementación propuesta.
Finalmente, un método de diseño basado en el modelo electromagnético propuesto es aplicado con el objetivo de implementar un inductor en PCB de tamaño convencional y una superficie de cocción flexible en PCB. Estas implementaciones en PCB han sido testeadas en gran señal obteniendo resultados esperanzadores.
