专利名称：一种串联逆变器恒功率调节电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及串联谐振型逆变器电路，尤其是一种串联逆变器恒功率调节电路。
技术背景高频加热用串联谐振型逆变装置在调节输出功率时，都采用调节运行频率的方式 来改变负载电路的功率因数，从而达到调节输出功率的目标。在振荡电路中，随着功率因数 降低，串联逆变装置的输出功率、振荡电流、振荡电压都同时减小。上述参数中，振荡电流是 易于检测，并为保证器件安全而必须限定的参数，因而调节电路的设计方案总是以振荡电 流为控制目标进行调节控制，即控制系统的0-10V控制信号代表振荡电流设定值，高频电 流互感器检测的振荡电流信号作为反馈信号共同接入PI调节器。这种调节方式能够充分 满足调节和保护功能，因此成为串联谐振型逆变器的主流调节方案。近年来，用户对高频加热装置的要求越来越高，不但要求装置具有良好的调节和 保护功能，还希望装置具有恒功率输出功能，以便为自动温度控制系统提供基础条件。然 而，感应加热负载在升温过程中，功率因数是变化的；电网电压也会在10%范围内波动，以 上两项因素使上述高频电流调节方案的缺点暴露无遗。在上述参数变化时，装置的输出功 率变化范围在15%以上，有时不得不由专人操作，用人工调节方法维持装置输出功率恒定。 人工调节时，通过观察装置中电源的直流电流和直流电压参数，按其乘积所显示的功率值 来调整高频电流，用间接方法保持装置输出功率恒定。串联逆变器调节控制系统中，高频电流调节器的既有电路见图1 ；图1中，标号1为高频电流调节器的输出端，输出信号用于对装置的运行状态进行 控制；标号2为过流保护输出端，当高频电流超过允许值时，该输出信号使装置停止运行； 标号3为停机信号输入端，在停机状态，外部电路输入高电平，经二极管Z5对高频电流调节 器的输出信号进行封锁；标号4为给定信号调节电位器，用于操作调节；标号5为高频电流 互感器，对装置的工作电流进行随机测量。集成运算放大器IC2A及相关元件组成高频电流 调节器的核心环节。装置对控制信号的需求是高电平封锁，低电平工作，调节过程为连续调 节。给定信号经电位器4设定，接入高频电流调节器IC2A的反极性输入端6，使IC2A 的输出端7电位下降，装置输出电流增加；高频电流反馈信号由高频电流互感器5检测，由 二极管D13-D15整流变换成直流信号，经电位器R33分压后接入IC2A的同极性输入端5，使 IC2A的输出端7电位上升，装置输出电流减小；在反馈信号与给定信号相等时，装置输出的 振荡电流维持不变；从而实现了高频电流调节功能。图1中，高频电流反馈信号还同时接到放大器ICl的输入端3，与输入端2的设定 电压比较，当反馈信号超过比较电压时，ICl的7端输出高电位，实施保护功能。综上所述， 既有电路能够实现高频电流调节和过流保护功能，但不能保证装置的恒功率输出功能。鉴 于以上原因，高频加热用串联谐振型逆变装置需要改进。实用新型内容本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种串联逆变器恒功率调节 电路，能使电路在负载参数和电源电压变化时，采用直流电流调节和电源电压补偿方案，使 装置的输出功率维持恒定。本实用新型为实现上述目的，采用如下的技术方案一种串联逆变器恒功率调节 电路，是由控制信号输出端，保护信号输出端，封锁信号输入端，调节电位器，高频电流互 感器，进线电流互感器，原有控制电路，恒功率调节电路构成；在原有控制电路中部设置控 制信号输出端，控制信号输出端上方设置保护信号输出端，保护信号输出端左方设置高频 电流互感器，高频电流互感器下方设置调节电位器，调节电位器右方与控制信号输出端的 下方处设置封锁信号输入端；封锁信号输入端一侧设置恒功率调节电路，恒功率调节电路 上设置进线电流互感器，进线电流互感器与控制信号输出端和调节电位器串联设置。本实用新型的理论依据串联谐振型逆变器主电路由三相桥式整流电路和单相桥式逆变电路组成。三相 桥式整流电路把进线电源的工频交流电整流成直流电能，成为装置的中间环节；单相桥式 逆变电路再把直流电变换成高频交流电能，供感应加热负载使用。由于电源电压额定值为 380V，因此中间环节直流额定电压为515V ；在电源电压不变的前提下，中间环节的直流电 流决定了装置输出功率的大小。在维持直流电流恒定的同时对电源电压变化进行补偿，从而保持装置的输出功率 不变，即是本实用新型的构成依据。如图2所示的电路由两部分组成标号7为原有电路，标号8为新增的恒功率调节 电路；装置运行过程中，原有电路和新增的恒功率调节电路同时工作，使装置在恒功率调节 的同时，也具有高频电流调节和保护功能。新增的恒功率调节电路中，标号6为进线电流互感器。由于进线工频交流电流值 与直流电流线性相关，即进线工频交流电流值恒为直流电流的0. 816倍，故用进线电流采 样值代替直流电流。新增的恒功率调节电路的集成双运放电路IC3中，IOB用于直流电流调节，IC3A 用于进线电压补偿。在IOB的输入端6，由R103接入正极性的给定信号，由R102接入负极性的直流电 流反馈信号，由R104接入进线电压补偿信号。当进线电压不变时，IC3B的输出只取决于直 流电流大小，这时，IC3B具有典型的直流电流调节器功能。IC3A的输入端2经R108接入-12V稳压电源，经R109接入电源直接整流的+18V 电源；当进线电压为额定值时，调节电位器Rl 13，使IC3A的1端输出为零，如果进线电压升 高，经R109接入的正极性电压会升高，IC3A的1端输出变为负值，使IOB的输出减小，从 而实现了电源电压补偿功能。调节R114可改变补偿量，在恰当的补偿条件下，IC3B就实现 了功率调节器功能。恒功率调节电路与原有高频电流调节电路同时工作，它们同时接受给定电压信 号，其输出也经二极管ZlOl和Z8并联在一起，选择输出控制信号。其工作过程如下根据振荡电路的负载特性，起动期间，负载电路运行频率较高，功率因数较低，高频电流较大而直流电流较小，其数值相差在两倍以上；这时，高频电流反馈值较大，IC2A的 输出大于IOB的输出，因而选择高频电流调节器的输出。当装置进入运行条件后，负载电 路功率因数升高，高频电流与直流电流的比值减小到1.4以下；这时，直流电流反馈值相对 较大，IOB的输出大于IC2A的输出，因而选择直流电流调节器的输出，系统呈现恒功率调 节功能。本实用新型电路的两种工作状态在不同条件下的自动切换，是装置性能需求与安 全需求的兼顾。为监控系统所处的工作状态，并为调试提供指示，新型电路中设置了放大器 IC2B构成的监控电路，当选择高频电流调节器工作时，发光二极管D105发光，选择恒功率 调节器工作时，发光二极管D106发光。本实用新型与现有技术相比具有如下的有益效果恒功率调节电路由直流电流调 节器和电源电压补偿环节组成，能够保证装置的恒功率输出需求。恒功率调节电路与原有 电路采用自动切换方式并列工作，使装置性能更加完善。设计科学合理，电路结构简单；操 作使用方便，降低工作劳动强度，提高电路操作安全性，电路的输出功率稳定，对电路有高 频电流调节和保护功能，延长电路及用电器的使用寿命；能够应用到120KW及以上规格的 高频电源的装置。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明图1是高频电流调节器的原理图；图1中控制信号输出端1，保护信号输出端2，封锁信号输入端3，调节电位器4， 高频电流互感器5。图2是一种串联逆变器恒功率调节电路的原理图；图2中控制信号输出端1，保护信号输出端2，封锁信号输入端3，调节电位器4， 高频电流互感器5，进线电流互感器6，原有控制电路7，恒功率调节电路8。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步说明如图2所示，在原有控制电路7中部设置控制信号输出端1，控制信号输出端1上 方设置保护信号输出端2，保护信号输出端2左方设置高频电流互感器5，高频电流互感器 5下方设置调节电位器4，调节电位器4右方与控制信号输出端1的下方处设置封锁信号输 入端3 ；封锁信号输入端3 —侧设置恒功率调节电路8，恒功率调节电路8上设置进线电流 互感器6，进线电流互感器6与控制信号输出端1和调节电位器4串联设置。
权利要求1. 一种串联逆变器恒功率调节电路，是由控制信号输出端(1)，保护信号输出端0)， 封锁信号输入端⑶，调节电位器⑷，高频电流互感器(5)，进线电流互感器(6)，原有控制 电路(7)，恒功率调节电路(8)构成；其特征在于在原有控制电路(7)中部设置控制信号 输出端(1)，控制信号输出端(1)上方设置保护信号输出端O)，保护信号输出端( 左方 设置高频电流互感器(5)，高频电流互感器( 下方设置调节电位器G)，调节电位器(4) 右方与控制信号输出端(1)的下方处设置封锁信号输入端(3)；封锁信号输入端C3) —侧 设置恒功率调节电路(8)，恒功率调节电路(8)上设置进线电流互感器(6)，进线电流互感 器(6)与控制信号输出端(1)和调节电位器串联设置。
专利摘要一种串联逆变器恒功率调节电路，能使电路在负载参数和电源电压变化时，采用直流电流调节和电源电压补偿方案，使装置的输出功率维持恒定。是由调节电位器，高频电流互感器，进线电流互感器，原有控制电路，恒功率调节电路等构成；在原有控制电路中部设置控制信号输出端，控制信号输出端上方设置保护信号输出端，保护信号输出端左方设置高频电流互感器，高频电流互感器下方设置调节电位器，调节电位器右方与控制信号输出端的下方处设置封锁信号输入端；封锁信号输入端一侧设置恒功率调节电路，恒功率调节电路上设置进线电流互感器，进线电流互感器与控制信号输出端和调节电位器串联设置。操作方便，降低劳动强度。
文档编号H02M5/42GK201846238SQ201020606150
公开日2011年5月25日 申请日期2010年11月15日 优先权日2010年11月15日
发明者严家伦 申请人:洛阳用功高频感应加热设备有限公司