電磁感應加熱控制系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種電磁感應加熱控制系統，包括感應加熱電源電路、集成光電隔離驅動模塊組、控制電路、反饋電路，所述感應加熱電源電路包括整流器、濾波器、逆變器和緩沖器回路；整流器與逆變器之間通過無源直流電感Ld串聯連接，無源直流電感Ld與整流器之間并聯有電容Cd1，濾波器與逆變器串聯連接；所述集成光電隔離驅動模塊組包括四個集成光電隔離驅動模塊，所述逆變器由第一半橋電路和第二半橋電路組成，第一半橋電路包括橋臂T1和橋臂T4；第二半橋電路包括橋臂T2和橋臂T3；橋臂T1、橋臂T2、橋臂T3和橋臂T4分別與一個集成光電隔離驅動模塊連接，每個集成光電隔離驅動模塊均與控制電路電連接，控制電路與反饋電路連接，反饋電路通過變壓器與感應加熱電源電路連接。具有加熱效率高、速度快，可控性好及易于實現機械化、自動化等優點。
【專利說明】電磁感應加熱控制系統
【技術領域】
[0001]本實用新型技術提供了一種加熱控制系統，具體涉及一種電磁感應加熱控制系統，在熔煉、鑄造、彎管、熱鍛、焊接和表面熱處理等行業得到廣泛的應用。
【背景技術】
[0002]電磁感應加熱是通過交變的電流，產生交變的磁場，在利用交變磁場來產生渦流達到加熱的效果的一種加熱方式。電磁感應加熱與其它的加熱方式，如燃氣加熱，電阻爐加熱等不同，它把電能直接送工件內部變成熱能，將工件加熱。而其他的加熱方式是先加熱工件表面，然后把熱再傳導加熱內部。電磁感應加熱相比于其他加熱方式，能耗更小，能量轉化率更高。電磁感應加熱是通過交流電、導體和工件之間的集膚效應、近鄰效應和圓環效應產生高熱量的。現有的電磁感應加熱設備通常是對工件的厚薄制定一個厚薄范圍，根據這個厚薄范圍劃分工件需要加熱的時間以及其他參數，據目前研究顯示，工件的加熱厚度可以方便的通過調節頻率來加以控制。頻率越高，工件的加熱厚度就越薄。對此，電磁感應加熱設備基于節能環保的理念來說，需要設計新型的控制系統，以滿足節能環保的需求。并且，目前市場上的電磁感應加熱控制系統還存在著系統運算速度低，負載頻率低，開關耗能大，死區無法控制等等諸多問題亟待解決。
【發明內容】
[0003]針對上述情況，本實用新型提供一種電磁感應加熱控制系統，具有加熱效率聞、速度快，可控性好及易于實現機械化、自動化等優點。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下:
[0005]電磁感應加熱控制系統，包括感應加熱電源電路、集成光電隔離驅動模塊組、控制電路、反饋電路，所述感應加熱電源電路包括整流器、濾波器、逆變器和緩沖回路；所述濾波器由無源直流電感Ld以及電容Cdl組成，整流器與逆變器之間通過無源直流電感Ld串聯連接，無源直流電感Ld與整流器之間并聯有電容Cdl，濾波器與逆變器串聯連接；所述集成光電隔離驅動模塊組包括四個集成光電隔離驅動模塊，所述逆變器由第一半橋電路和第二半橋電路組成，第一半橋電路包括橋臂Tl和橋臂T4 ;第二半橋電路包括橋臂T2和橋臂T3 ；橋臂Tl、橋臂T2、橋臂T3和橋臂T4分別與一個集成光電隔離驅動模塊連接，每個集成光電隔離驅動模塊均與控制電路電連接，控制電路與反饋電路連接，反饋電路通過變壓器與感應加熱電源電路連接。
[0006]所述整流器采用不可控三相全橋式整流器。
[0007]所述集成光電隔離驅動模塊包括集成光電隔離驅動器芯片，集成光電隔離驅動器芯片上設有若干引腳，集成光電隔離驅動器芯片上引腳I與控制器連接，引腳6出口端依次電阻R1和電容C2串聯，引腳14與R2串聯，引腳14和引腳9之間串聯有電容Cb，引腳11和引腳9之間串聯有電阻R4。
[0008]所述控制電路包括脈寬調制器，所述脈寬調制器的引腳6與地線之間串聯有電阻R，脈寬調制器的引腳9與引腳I通過電阻Rl連接，脈寬調制器的引腳10通過滑動變阻器PR2連接反饋電路。
[0009]所述脈寬調制器包括基準電壓調整器、振蕩器、誤差放大器、比較器、鎖存器、欠壓鎖定電路、閉鎖控制電路、軟起動電路、輸出電路組成。
[0010]所述的橋臂Tl、橋臂T2、橋臂T3和橋臂T4皆是由一個絕緣柵雙極型晶體管和一個反并聯二極管組成。在直流側接有一個足夠大的電解電容。
[0011]本實用新型的有益效果是，本實用新型采用串聯諧振式感應加熱電源電路，優點是第一，逆變電路采用四橋臂式的逆變器結構，并增設緩沖回路，實現了零電流開通，其電路損耗小，可以工作在較高的工作頻率。第二，濾波器增設無源直流電感Ld形成無源校正電路，對直流電壓有更好的濾波作用，使輸出電壓的紋波更小。第三，控制電路有自關斷器件的功能，比非自關斷器件的控制電路具有更多的優越性。第四，設計集成光電隔離驅動模塊帶有對絕緣柵雙極型晶體管的保護功能，集成光電隔離驅動模塊電路與控制電路應嚴格隔離，并有較強的抗干擾能力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的結構框圖。
[0013]圖2為感應加熱電源電路的電路圖。
[0014]圖3為集成光電隔離驅動模塊的電路圖。
[0015]圖4為控制電路的電路圖。
[0016]圖5為脈寬調制器的電路圖。
【具體實施方式】
[0017]為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
[0018]參見圖1-圖2，電磁感應加熱控制系統，包括感應加熱電源電路、集成光電隔離驅動模塊組、控制電路、反饋電路，所述感應加熱電源電路包括整流器、濾波器、逆變器和緩沖回路；所述濾波器由無源直流電感Ld以及電容Cdl組成，整流器與逆變器之間通過無源直流電感Ld串聯連接，無源直流電感Ld與整流器之間并聯有電容Cdl，濾波器與逆變器串聯連接；所述集成光電隔離驅動模塊組包括四個集成光電隔離驅動模塊，所述逆變器由第一半橋電路和第二半橋電路組成，第一半橋電路包括橋臂Tl和橋臂T4:第二半橋電路包括橋臂T2和橋臂T3 ;橋臂Tl、橋臂T2、橋臂T3和橋臂T4分別與一個集成光電隔離驅動模塊連接，每個集成光電隔離驅動模塊均與控制電路電連接，控制電路與反饋電路連接，反饋電路通過變壓器與感應加熱電源電路連接。
[0019]逆變器采用單相逆變橋，第一半橋電路和第二半橋電路輪流驅動，把恒定的直流電壓變成IOHz?IOkHz方波電壓輸出給負載。
[0020]參見圖2，所述整流器采用不可控三相全橋式整流器。兩個電解電容Cl，C2串聯以減小單個電容的承受的電壓，R2，R3起均壓作用。Rl為限流電阻，當系統開始上電時，由于電容兩端電壓為零，故剛開始對電容充電時，電流將很大，加上限流電阻Rl后則就電流不會很大了。當電容兩端電壓達到一定數值時，交流接觸器Kl閉合，將限流電阻短接。系統即可正常工作。
[0021]參見圖3，所述集成光電隔離驅動模塊包括集成光電隔離驅動器芯片，集成光電隔離驅動器芯片上設有若干引腳，集成光電隔離驅動器芯片上引腳I與控制器連接，引腳6出口端依次電阻R1和電容C2串聯，引腳14與R2串聯，引腳14和引腳9之間串聯有電容Cb，引腳11和引腳9之間串聯有電阻R4。
[0022]參見圖4，所述控制電路包括脈寬調制器，所述脈寬調制器的引腳6與地線之間串聯有電阻R，脈寬調制器的引腳9與引腳I通過電阻Rl連接，脈寬調制器的引腳10通過滑動變阻器PR2連接反饋電路。控制電路可對串聯諧振式感應加熱電源電路進行多功能控制，實現H橋式絕緣柵雙極型晶體管脈寬調制PWM信號的生成和感應加熱電源電路的保護功能，以及感應加熱電源電路工作過程中諧振頻率的跟蹤控制。
[0023]參見圖5，所述脈寬調制器包括基準電壓調整器、振蕩器、誤差放大器、比較器、鎖存器、欠壓鎖定電路、閉鎖控制電路、軟起動電路、輸出電路組成。它系統的故障關閉功能，T3晶體管基極經一電阻連接引腳10。過流保護環節檢測到的故障信號使引腳10為高電平。由于T3基極與A端線相連。故障信號產生的關閉過程與欠電壓鎖定過程類似。在電路中，過流保護環節還輸出一個信號到與門的輸入端，當出現過流信號時，檢測環節輸出一低電平信號到與門的輸入端，使脈沖消失，與故障關閉功能一起構成雙重保護。
[0024]參見圖1，所述的橋臂Tl、橋臂T2、橋臂T3和橋臂T4皆是由一個絕緣柵雙極型晶體管和一個反并聯二極管組成。在直流側接有一個足夠大的電解電容。
[0025]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型的范圍內。本實用新型要求的保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
【權利要求】
1.電磁感應加熱控制系統，包括感應加熱電源電路、集成光電隔離驅動模塊組、控制電路、反饋電路，其特征在于，所述感應加熱電源電路包括整流器、濾波器、逆變器和緩沖回路；所述濾波器由無源直流電感Ld以及電容Cdl組成，整流器與逆變器之間通過無源直流電感Ld串聯連接，無源直流電感Ld與整流器之間并聯有電容Cdl，濾波器與逆變器串聯連接；所述集成光電隔離驅動模塊組包括四個集成光電隔離驅動模塊，所述逆變器由第一半橋電路和第二半橋電路組成，第一半橋電路包括橋臂Tl和橋臂T4 ;第二半橋電路包括橋臂T2和橋臂T3 ;橋臂Tl、橋臂T2、橋臂T3和橋臂T4分別與一個集成光電隔離驅動模塊連接，每個集成光電隔離驅動模塊均與控制電路電連接，控制電路與反饋電路連接，反饋電路通過變壓器與感應加熱電源電路連接。
2.根據權利要求1所述的電磁感應加熱控制系統，其特征在于，所述集成光電隔離驅動模塊包括集成光電隔離驅動器芯片，集成光電隔離驅動器芯片上設有若干引腳，集成光電隔離驅動器芯片上引腳I與控制器連接，引腳6出口端依次電阻Rp電容C2串聯，引腳14與電阻R2串聯，引腳14和引腳9之間串聯有電容Cb，引腳11和引腳9之間串聯有電阻R4。
3.根據權利要求1所述的電磁感應加熱控制系統，其特征在于，所述控制電路包括脈寬調制器，所述脈寬調制器的引腳6與地線之間串聯有電阻R，脈寬調制器的引腳9與引腳I通過電阻Rl連接，脈寬調制器的引腳10通過滑動變阻器PR2連接反饋電路。
4.根據權利要求3所述的電磁感應加熱控制系統，其特征在于，所述脈寬調制器包括基準電壓調整器、振蕩器、誤差放大器、比較器、鎖存器、欠壓鎖定電路、閉鎖控制電路、軟起動電路、輸出電路。
【文檔編號】H05B6/06GK203523074SQ201320669327
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月25日 優先權日:2013年10月25日
【發明者】聶宜兵 申請人:上海匯信能源科技有限公司