专利名称：一种超高频电源电磁加热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电磁加热装置，特别是涉及一种采用超高 频电源、电磁加热线圈对金属、及通过金属间接对其它材料进行电 磁感应加热的加热装置。
背景技术：
目前，较为流行使用的加热电源一般为工频(50Hz)或中频 (1000Hz)电源，热效率较低(电磁感应加热的电热转换率与通过 电磁线圈的电流I及电源的频率f成正比)。采用电热板或电热棒加热， 因其易漏电、使用寿命短，电热转换效率一般不超过30%，且用电 量大，浪费能源，使用费用高，维护也比较频繁与困难。如果采用 一种较为先进的技术，把电源的频率提升，这将会使加热电源的电 热转换效率得到明显提高。 发明内容
本实用新型的目的在于提供一种一种超高频电源电磁加热装置， 实现移相全桥软开关控制，在零电压零电流条件下进行开关转换，使 得本加热电源的工作频率可以升到100KHz以上，甚至还可以达到 lMHz,实现超高频工作；再采用高频变压器进行隔离变换，得到所 需要的电压，这样既提高了电源效率又减小了整机体积。由于电能/ 热能转换效率高，可节省能源，提高热效率，降低使用费用，不破坏 环境。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的 一种超高频电源电磁加热装置，包括有控制器、功率驱动器、
线圈、电容、变压器、被加热金属物体，本装置为100KHz lMhz
的高频移相控制器、全桥功率驱动器、谐振线圈与换相电容相联组
成零电压零电流的开关转换；在高频变压器的次级直接相联输出高
频电压；高频电压再相联电磁线圈装设在被加热金属物体上、或再 通过金属物体与其它被加热介质相联。
所述的一种超高频电源电磁加热装置，装置中电源与辅助电源 相连接；辅助电源又分别与移相控制器和功率因数校正器相连接； 辅助电源输出15伏直流电压与移相控制器和功率因数校正器相通； 功率因数校正器与电源相连接，功率因数校正器又与功率驱动器相 连接，功率因数校正器与市电整流后相通为直流高压电，直流高压 电与功率驱动器相通供电；功率驱动器与移相控制器相连接，由移 相控制器提供100KHz至lMHz的PWM脉宽调制脉冲与功率驱动器 相通，功率驱动器通过谐振线圈及换相电容与高频变压器相通，高 频变压器的次级与电磁线圈相连接，被加热金属物体置于电磁线圈 的内部。
所述的一种超高频电源电磁加热装置，在移相控制器中还设有 过载保护与温度控制装置；线圈水冷装置与电磁线圈相连接。 本实用新型的优点与效果是-
1.由于电能/热能转换效率高，可节省能源，提高热效率，降低 使用费用，不破坏环境。2. 可方便的适应多种需要加热的工作场合。如工件的淬火， 金属表面热处理；通过金属间接对塑料、橡胶、水等其它材料进行 加热；日常生活中的采暖，淋浴等器具的加热。
3. 采用高频电源加热，可与市电完全隔离，无明火、无氧耗， 无光耗，升温快，效率高，大大提高了使用的安全性。
图l为本实用新型高频电源方框图； 图2为本实用新型高频电源在电暖器上的应用例示意图3为本实用新型高频电源在即热式热水器上的应用例示意图4为本实用新型高频电源在生产上的应用例示意图。
具体实施方式
下面参照附图所示实施例对本实用新型进行详细说明。 为了提高加热电源的工作频率,增加电热转换效率，本实用新型 采用一种超高频控制芯片，实现移相全桥软开关控制，在零电压零 电流条件下进行开关转换，使得本加热电源的工作频率可以升到
100KHz以上，甚至还可以达到lMHz，实现超高频工作；再采用高 频变压器进行隔离变换，得到所需要的电压，这样既提高了电源效 率又减小了整机体积。由于提高了电源工作频率f，可使高频电源的 电热转换效率超过70%。它是通过与高频变压器的次级相连接的电 磁感应线圈来对金属、及通过金属间接对其它材料进行电磁感应加 热的。其加热原理是，在电磁感应加热线圈内的金属，在高频电场 的作用下产生涡流以及金属分子在高频电场作用下相互碰撞摩擦而发热的。
本实用新型以软开关移相全控桥电源控制芯片为核心，组成该
电源的中心控制系统；采用IGBT管或VMOS大功率开关管组成全桥 功率推动电路；增设谐振电感，换相电容，实现零电压、零电流的 开关转换，再采用高导磁率材料制成谐振线圈及高频变压器，制做 成超高频电磁加热电源。在整流电路之后采用功率因数校正电路， 减少电源的无功损耗，提高转换效率，理论上的转换效率可以达到 90%。
图l中l.电源，2.辅助电源，3.移相控制器，4.谐振线圈，5. 线圈水冷装置，6.电磁线圈，7.被加热的金属物体，8.高频变压器， 9.换相电容，IO.功率驱动器，ll.功率因数校正器。
其工作原理是l为电源(可为市电电源)，它与辅助电源2相连 接；辅助电源2又分别与移相控制器3和功率因数校正器11相连接； 辅助电源2输出15伏直流电压，为移相控制器3和功率因数校正器11 提供工作电压；功率因数校正器ll与市电电源l相连接，功率因数校 正器11又与功率驱动器10相连接，功率因数校正器ll将市电整流后 成为直流高压电，这个直流高压电向功率驱动器10供电。功率驱动 器10与移相控制器3相连接，由移相控制器3提供100KHz至lMHz的 PWM脉宽调制脉冲推动功率驱动器IO，为功率驱动器10提供工作条 件，使其IGBT管或VMOS开关管组成的移相全桥电路工作。这时功 率驱动器10通过谐振线圈4及换向电容9推动高频变压器8，使得高频 变压器8的次级输出高频交流电压。高频变压器8的次级与电磁线圈6相连接，这样就会在电磁线圈6中有高频电流流过，从而产生高频电
场，金属物体7置于电磁线圈6的内部，这样就会使得金属物体内部 分子在高频电场的作用下产生涡流而发热。在移相控制器3中还设有 过载保护与温度控制功能，以实现智能控制。5为水冷装置，它与电 磁线圈6相连接，在对金属物体7进行热处理时，为避免电磁线圈6发 热进行水冷降温。 实施例一
图2是本实用新型在采暖方面的具体应用。
12为电暖器散热器。还有如图l中的l.电源，2.辅助电源，3. 移相控制器，4.谐振线圈，8.高频变压器，9.换相电容，IO.功率驱动 器，11.功率因数校正器以及图1中的6.电磁线圈。
电暖器散热器12上安装有如图1中的电磁线圈6，这个电磁线圈6 通过导线与本实用新型(图l所示的高频电源)的高频变压器8相连 接，这个高频电源安装在散热器的一端壳体内，组成单体成品电暖 器。高频电源所产生的高频电压，流过电磁线圈6而使电暖器散热器 12的管路发热，从而间接地加热管内的导热介质，使得电暖器散热 器向空间散发热量。
实施例二
图3是该实用新型在即热式热水器上的应用。
13.壳体，14.出水管，15.加热管，16.进水管，17.隔热板。及图l 中的6.电磁线圈和图1中的1.电源，2.辅助电源，3.移相控制器，4.谐 振线圈，8.高频变压器，9.换相电容，IO.功率驱动器，ll.功率因数
校正器。在即热式热水器的壳体13中安装有图1所示的高频电源、以及加
热管15，加热管15的上端安装有出水管14，下端安装有进水管16， 在加热管15的外围饶有如图1所示的电磁线圈6， 17为隔热板。当电 磁线圈6中有高频电流通过时，加热管15将产生涡流发热，这个热量 足以使其内部通过的水升温，从而达到向外输送热水的目的。 实施例三
图4是本实用新型在工业生产上的应用。
如将图l中的l.电源，2.辅助电源，3.移相控制器，4.谐振线 圈，5.线圈水冷装置，6.电磁线圈，7.被加热的金属物体，8.高频变 压器，9.换相电容，IO.功率驱动器，ll.功率因数校正器安装在壳体 之内，高频变压器8的次级与电磁线圈6相连接，在电磁线圈的内部 放有被加热的金属物体7 (金属部件)，同理就会使金属部件发热， 从而进行淬火热处理。如果这个被加热的金属物体是一管路，那么 就会把金属管内部的其他物体间接加热。如塑料注塑机等。
权利要求1.一种超高频电源电磁加热装置，包括有控制器、功率驱动器、线圈、电容、变压器、被加热金属物体，其特征在于本装置为100KHz-1Mhz的高频移相控制器(3)、全桥功率驱动器(10)、谐振线圈(4)与换相电容(9)相联组成零电压零电流的开关转换；在高频变压器(8)的次级直接相联输出高频电压；高频电压再相联电磁线圈(6)装设在被加热金属物体(7)上、或再通过金属物体(7)与其它被加热介质相联。
2. 根据权利要求l所述的一种超高频电源电磁加热装置，其特 征在于装置中电源(1)与辅助电源(2)相连接；辅助电源(2)又 分别与移相控制器(3)和功率因数校正器(11)相连接；辅助电源(2) 输出15伏直流电压与移相控制器(3)和功率因数校正器(11) 相通；功率因数校正器(11)与电源(1)相连接，功率因数校正器(11)又与功率驱动器(10)相连接，功率因数校正器(11)与市 电整流后相通为直流高压电，直流高压电与功率驱动器(10)相通 供电；功率驱动器(10)与移相控制器(3)相连接，由移相控制器(3) 提供100KHz至lMHz的PWM脉宽调制脉冲与功率驱动器(10) 相通，功率驱动器(10)通过谐振线圈(4)及换相电容(9)与高 频变压器(8)相通，高频变压器(8)的次级与电磁线圈(6)相连 接，被加热金属物体(7)置于电磁线圈(6)的内部。
3. 根据权利要求2所述的一种超高频电源电磁加热装置，其特 征在于在移相控制器(3)中还设有过载保护与温度控制装置；线圈 水冷装置(5)与电磁线圈(6)相连接。
专利摘要一种超高频电源电磁加热装置，涉及一种电磁加热装置，包括有控制器、功率驱动器、线圈、电容、变压器、被加热金属物体，其特征在于本装置为100KHz～1Mhz的高频移相控制器(3)、全桥功率驱动器(10)、谐振线圈(4)与换相电容(9)相联组成零电压零电流的开关转换；在高频变压器(8)的次级直接相联输出高频电压；高频电压再相联电磁线圈(6)装设在被加热金属物体(7)上、或再通过金属物体(7)与其它被加热介质相联。采用高频电源加热，可与市电完全隔离，无明火、无氧耗，无光耗，升温快，效率高，大大提高了使用的安全性。由于电能/热能转换效率高，可节省能源，提高热效率，降低使用费用，不破坏环境。
文档编号H05B6/02GK201146619SQ20082001034
公开日2008年11月5日 申请日期2008年1月18日 优先权日2008年1月18日
发明者蔡吉堂 申请人:蔡吉堂