专利名称：电磁感应加热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种加热器，特别涉及一种电磁感应加热器。
背景技术：
传统注塑机的加热装置为电阻式加热器，如图1所示，电阻式加热器包括射嘴1、 机筒2和发热圈3，发热圈3进行发热，热量再通过发热圈3与机筒2的表面接触，进行热传 递；在热传递过程中，发热圈外圈的温度向外空间扩散，环境温度不断地升高。但是，电阻式加热器的一部份热量从发热圈外表面散发到空间，造成能源浪费。而 且，发热圈的表面温度极高，有被高温烫伤的危险。另外，电阻式加热器的热量是通过热传 导方式传递到被加热器件，加热速度慢，热阻极大，效率较低。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电磁感应加热器，其在热损失方面相 对发热圈方式减少，没有高温烫伤的危险。为解决所述技术问题，本实用新型提供了一种一种电磁感应加热器，其特征在于， 其包括射嘴、机筒、电磁线圈、控制器，射嘴位于机筒的一端，电磁线圈缠绕在机筒上，控制 器与电磁线圈连接。优选地，所述控制器包括AC-DC变换电路、DC-AC变换电路、同步信号及高频电流 检测电路、IGBT驱动及短路检测电路、控制电路、工频电流检测电路、辅助电源及电压检测 电路、微处理器，AC-DC变换电路与DC-AC变换电路、工频电流检测电路、辅助电源及电压检 测电路连接，DC-AC变换电路与同步信号及高频电流检测电路连接，高频电流检测电路与控 制电路连接，IGBT驱动及短路检测电路、工频电流检测电路、辅助电源及电压检测电路与微 处理器连接。本实用新型的积极进步效果在于本实用新型中的电磁线圈通入高频电流后，不 需要面与面的接触进行热传递，而是通过高频交变磁场穿越金属料筒及螺杆，令其自身感 应出很大的电流涡流，从而发热，而在热损失方面相对发热圈方式减少，环境温度有明显的改善。
图1为现有电阻式加热器的结构示意图。图2为本实用新型电磁感应加热器的结构示意图。图3为本实用新型中控制器的原理框图。图4为本实用新型中AC-DC变换电路的电路示意图。图5为本实用新型中DC-AC变换电路的电路示意图。图6为本实用新型中同步信号及高频电流检测电路的电路示意图。图7为本实用新型中IGBT驱动及短路检测电路的电路示意图。[0015]图8为本实用新型中控制电路的电路示意图。图9为本实用新型中工频电流检测电路的电路示意图。图10为本实用新型中辅助电源及电压检测电路的电路示意图。
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。如图2所示，本实用新型电磁感应加热器包括射嘴11、机筒12、电磁线圈13和控 制器14，射嘴11位于机筒12的一端，电磁线圈13缠绕在机筒12上，控制器14与电磁线圈 13连接。如图3所示，控制器14包括AC-DC变换电路21、DC-AC变换电路22、同步信号及高 频电流检测电路23、IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管)驱 动及短路检测电路24、控制电路25、工频电流检测电路26、辅助电源及电压检测电路27、微 处理器28，AC-DC变换电路21与DC-AC变换电路22、工频电流检测电路26、辅助电源及电 压检测电路27连接，DC-AC变换电路22与同步信号及高频电流检测电路23连接，高频电 流检测电路23与控制电路25连接，IGBT驱动及短路检测电路24、工频电流检测电路26、 辅助电源及电压检测电路27与微处理器28连接。AC-DC变换电路21是将市电转换为直流 电源，为后续DC-AC变换电路22提供电能。DC-AC变换电路2是将直流电源变成12 25KHz 的高频电源。同步信号及高频电流检测电路23是为DC-AC变换器提供锁相信号，同时检测 高频电流的强度，为功率调整及IGBT模块的保护提供依据。IGBT驱动及短路检测电路24 是为安全驱动IGBT模块必不可少的电路，同时并带有短路检测功能，在负载发生短路或输 出电路发生意外时关闭IGBT驱动信号。并为微处理器输出一保护信号。控制电路25控制 振荡、锁相、PWM (Pulse Wavelength Modulation，脉宽调制)等。控制电路25是保证整个 电路工作在最佳状态的处理电路，包括有高频振荡以及对输出信号相位的跟踪和生成带有 死区互补的两路PWM信号等。工频电流检测电路26是用来检测工频电流的强度的，一方面 作为调整功率的依据，另一方面在电流异常时，关闭功率输出。辅助电源及电压检测电路27 是为本电路内部提供必须的低压工作电源，如继电器工作的DC (直流电)15V，IGBT驱动电 路需要的DC15V，微处理器工作的DC5V等。辅助电源及电压检测电路27工作的另一个功能 是检测电源电压，在电源电压异常时，输出一个控制信号给微处理器。微处理器28用于采 集相关工作状态的信息，并对操作作出处理以及在电路异常时输出报警信号。如图4所示，AC-DC变换电路31的工作原理如下电源经X、Y、Z三路接口输入电 路后，其中一相经工频互感器T3后接入三相桥式整流桥DBl，输出脉动直流经由电感Ll、电 容C12、电容C14组成的π型滤波器变成相对平滑的直流电。完成AD-DC的变换。如图5所示，DC-AC变换电路22的工作原理如下IGBT模块、电容C4，电容C7、 励磁线圈(DUT1、DUT2)等组成对称式半桥变换电路。在IGBT模块的第4和6脚驱动栅极 上加上带有死区的两路互补PWM。IGBT模块内的两只IGBT交替导通。在励磁线圈上产生 15^25KHz的高频电流。在靠近励磁线圈附近的导磁工件内部产生涡流，从而使工件直接产 生热能。如图6所示，同步信号及高频电流检测电路23的工作原理如下高频电流互感器 Tl将电流信号转换为电压信号，这个电压信号同时还包括有IGBT工作的相位信息。相位信
4息由高频电流互感器Tl的第2脚输出给控制电路25。高频电流信号经电阻R11、电阻R12、 隔直电容D3、隔直电容D4变换后，经电阻Rl3输出给控制电路25。如图7所示，IGBT驱动及短路检测电路24已模块化，其工作原理如下模块Ml内 部采用光耦与主电路隔离，在模块Ml的第2和4脚间输入前级工作电源，在第6、9、11、14脚 输入驱动IGBT的两组电源。第3和5脚为两路PWM信号输入。第8和13脚输出IGBT驱 动信号。第10和15脚为短路信号检测输入脚。在模块内部完成短路故障的判别。并在第 3脚输出短路故障信号给微处理器。本模块还具有低压检测，降栅压等保护功能，为IGBT安 全工作提供有力保证。如图8所示，控制电路25也已模块化，其工作原理如下模块M2的第2脚输入同 步信号，第3脚输入高频电流信息。第11脚输入工频电流信息，第12脚为故障检测输入脚。 第8脚为振荡控制端。第7脚为功率调整端。当第8脚收到开启信号后，模块内部振荡器 开始工作，振荡信号在内部完成死区控制，互补处理并在锁相电路的配合下，在模块第9和 10脚输出PWM信号。输入到模块内部的两路电流信号在内部处理。当检测到过流信时，及 时关闭PWM输出。防止意外发生。如图9所示，工频电流检测电路26包括电容C16、电阻R15等，工频电流检测电 路26也是利用电流互感器的电流信号变换电路，原理同调频电流变换电路相似，这里不再
一一描述。如图10所示，辅助电源及电压检测电路27的工作原理如下三相交流电其中的两 相经电流保护器FUSE，共模拟制电感输入三相桥式整流桥DB2后，经极间电容EC3和极间电 容EC4平滑滤波后输出直流高压给以三极管Q1、电感T2为主的后续电路。电源模块M3内 部完成电压检测、电流检测、振荡、PWM脉宽调制。在模块第3脚输出电压异常信号，经光耦 TO隔离后送入微处理器。在第5脚输出PWM信号。驱动后续电路完成电源变换功能。线组 广10、线组8、经整流滤波后给IGBT驱动模块提供电源。线组6 7经整流滤波后给继电器 及微处理器等小信号处理提供电源。本实用新型的电磁感应加热是通过电磁线圈在被加热导磁器件内部产生涡流而 发热，热量不需要传导，所以温升迅速。一般在被加热导磁器件与电磁线圈之间均有保温材 料隔热，被加热导磁器件内部产生的热量不易扩散到空间，所以效率较高。另外，电磁线圈 在工作时因自身的直流电阻而发热。一般电磁线圈的直流电阻都非常小，所以电磁线圈的 温升较低，没有高温烫伤的危险。电磁线圈通入高频电流后，不需要面与面的接触进行热传递，而是通过高频交变 磁场穿越金属料筒及螺杆，令其自身感应出很大的电流涡流，从而发热。而热损失方面相对 发热圈方式减少，环境温度有明显的改善。虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应当理解， 这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做 出多种变更或修改。因此，本实用新型的保护范围由所附权利要求书限定。
权利要求1.一种电磁感应加热器，其特征在于，其包括射嘴、机筒、电磁线圈、控制器，射嘴位于 机筒的一端，电磁线圈缠绕在机筒上，控制器与电磁线圈连接。
2.如权利要求1所述的电磁感应加热器，其特征在于，所述控制器包括AC-DC变换电 路、DC-AC变换电路、同步信号及高频电流检测电路、IGBT驱动及短路检测电路、控制电路、 工频电流检测电路、辅助电源及电压检测电路、微处理器，AC-DC变换电路与DC-AC变换电 路、工频电流检测电路、辅助电源及电压检测电路连接，DC-AC变换电路与同步信号及高频 电流检测电路连接，高频电流检测电路与控制电路连接，IGBT驱动及短路检测电路、工频电 流检测电路、辅助电源及电压检测电路与微处理器连接。
专利摘要本实用新型公开了一种电磁感应加热器，其包括射嘴、机筒、电磁线圈、控制器，射嘴位于机筒的一端，电磁线圈缠绕在机筒上，控制器与电磁线圈连接。本实用新型在热损失方面相对发热圈方式减少，没有高温烫伤的危险。
文档编号B29C45/74GK201854462SQ20102059747
公开日2011年6月1日 申请日期2010年11月9日 优先权日2010年11月9日
发明者赵仁翁, 赵崇赛 申请人:温州亚勒腓电子科技有限公司