本发明涉及变频感应加热技术领域，具体涉及一种变频感应加热电路。
背景技术：
目前的感应加热在加热体系中最为前沿和最有潜力的技术，是先进制造技术的重要发展方向。随着科技发展及推广应用的需求，感应加热技术变的越来越重要了。感应加热就是把工件放到感应器内，感应器一般是输入中频或高频交流(300－300000hz或更高)的空心铜管。产生交变磁场在工件中产生出同频率的感应电流，这种感应电流在工件的分布是不均匀的，在表面强，而在内部很弱，到心部接近于0，利用这个集肤效应，可使工件表面迅速加热，在几秒钟内表面温度上升到800－1000℃，而心部温度升高很小。现在市场上的感应加热频率是需要选择的，根据热处理及加热深度的要求选择频率，频率越高加热的深度越浅。一般分为三种，高频.中频.工频。高频(10khz以上)加热的深度为0.5－2.5mm，一般用于中小型零件的加热，如小模数齿轮及中小轴类零件等。中频(1￣10khz)加热深度为2－10mm，一般用于直径大的轴类和大中模数的齿轮加热。工频(50hz)加热淬硬层深度为10－20mm，一般用于较大尺寸零件的透热，大直径零件(直径300mm以上，如轧辊等)的表面淬火。现有技术中感应加热存在频率转换的问题，需要对硬件进行改变，这样使得感应加热的频率不能自由调节。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种可实现各个频段的感应加热电路。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种变频感应加热电路，包括加热电路、显示器和单片机电源电路，所述单片机电源电路分别与显示器和加热电路相连，所述加热电路与显示器相连，所述加热电路包括依次连接的单片机控制模块、光电耦合电路、半桥驱动放大电路、ijbt全桥模块和全桥控制电路，所述光电耦合电路还分别与ijbt全桥模块和全桥控制电路相连。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述单片机控制模块包括单片机u1、时钟电路、i2c通信接口、低频输入按钮和复位电路，所述单片机u1与显示器通过i2c通信接口相连，所述单片机u1的型号为atmega328p；所述时钟电路包括电容c1、电容c2和晶振x1，所述电容c1的一端和晶振x1的一端均连接单片机u1的第7管脚，所述电容c2的一端和晶振x1的另一端均连接单片机u1的第8管脚，所述电容c1的另一端和电容c2的另一端均连接到地；所述i2c通信接口包括sda接口和scl接口，所述sda接口与单片机u1的第26脚相连，所述scl接口与单片机的第27脚相连；所述低频输入按钮包括按钮k1、按钮k2和按钮k3，所述按钮k1的一端与单片机u1的第23管脚相连，所述按钮k2的一端与单片机u1的第24管脚相连，所述按钮k3的一端与单片机u1的第25管脚相连，所述按钮k1的另一端、按钮k2的另一端和按钮k3的另一端均连接到地；所述复位电路包括复位按钮k0和复位电阻r0，所述复位按钮ko的一端和复位电阻r0的一端均连接到单片机u1的第29管脚，所述复位按钮k0的另一端连接到地，所述复位电阻r0的另一端分别与单片机u1的第18管脚和单片机电源电路的+5v输出电压相连。
进一步，所述光电耦合电路包括光耦u2、光耦u3、光耦u4、光耦u5和光耦u6，所述光耦u2、光耦u3、光耦u4、光耦u5和光耦u6的型号均为pc817，所述光耦u2的第2管脚、光耦u3的第2管脚、光耦u4的第2管脚、光耦u5的第2管脚、光耦u6的第2管脚均连接到地，所述光耦u2的第1管脚通过电阻r1与单片机u1的第10管脚相连，所述光耦u2的第3管脚与全桥控制电路相连，所述光耦u2的第4管脚与电源电路的信号输出端相连，所述光耦u3的第1管脚通过电阻r2与单片机u1的第32管脚相连，所述光耦u3的第3管脚与半桥驱动放大电路相连，所述光耦u3的第4管脚通过电阻r6分别与半桥驱动放大电路、ijbt全桥模块和vcc相连，所述光耦u4的第1管脚通过电阻r3与单片机u1的第1管脚相连，所述光耦u4的第4管脚与半桥驱动放大电路相连，所述光耦u4的第3管脚通过电阻r7与半桥驱动放大电路相连并连接到地，所述光耦u5的第1管脚通过电阻r4与单片机u1的第2管脚相连，所述光耦u5的第3管脚与半桥驱动放大电路相连，所述光耦u5的第4管脚通过电阻r8分别与半桥驱动放大电路、ijbt全桥模块和vcc相连，所述光耦u6的第1管脚通过电阻r5与单片机u1的第9管脚相连，所述光耦u6的第3管脚通过电阻r9与半桥驱动放大电路相连并连接到地，所述光耦u6的第4管脚与半桥驱动放大电路相连。
进一步，所述半桥驱动放大电路包括半桥驱动器u7和半桥驱动器u8，所述半桥驱动器u7和半桥驱动器u8的型号均为ir2106，所述半桥驱动器u7的第1管脚分别与电阻r6、vcc和二极管d1的正极相连，所述半桥驱动器u7的第2管脚与光耦u4的第4管脚相连，所述半桥驱动器u7的第3管脚与光耦u3的第3管脚相连，所述半桥驱动器u7的第4管脚连接电阻r7并连接到地，所述半桥驱动器u7的第5管脚通过电阻r11与ijbt全桥模块相连，所述半桥驱动器u7的第6管脚分别与ijbt全桥模块和电容c3的一端相连，所述半桥驱动器u7的第7管脚通过电阻r10与ijbt全桥模块相连，所述半桥驱动器u7的第8管脚分别与电容c3的另一端和二极管d1的负极相连，所述半桥驱动器u8的第1管脚分别与电阻r8、vcc和二极管d2的正极相连，所述半桥驱动器u8的第2管脚与光耦u6的第4管脚相连，所述半桥驱动器u8的第3管脚与光耦u5的第3管脚相连，所述半桥驱动器u8的第4管脚连接电阻r9并连接到地，所述半桥驱动器u8的第5管脚通过电阻r13与ijbt全桥模块相连，所述半桥驱动器u8的第6管脚分别与电容c4的一端和ijbt全桥模块相连，所述半桥驱动器u8的第7管脚通过电阻r12与ijbt全桥模块相连，所述半桥驱动器u8的第8管脚分别与电容c4的另一端和二极管d2的负极相连。
进一步，所述ijbt全桥模块包括场效应晶体管q1、场效应晶体管q2、场效应晶体管q3、场效应晶体管q4、电容c7和感应线圈l1，所述场效应晶体管q1的栅极与电容r10相连，所述场效应晶体管q1的源极分别与半桥驱动器u7的第6管脚、电容c7的一端和场效应晶体管q2的漏极相连，所述场效应晶体管q1的漏极分别与场效应晶体管q3的漏极和全桥控制电路相连，所述场效应晶体管q2的栅极通过r11与半桥驱动器u7的第5管脚相连，所述场效应晶体管q2的源极分别与场效应晶体管q4的的源极和全桥控制电路相连，所述场效应晶体管q3的栅极通过电阻r12与半桥驱动器u8的第7管脚相连，所述场效应晶体管q3的源极分别与感应线圈l1的一端、半桥驱动器u8的第6管脚和场效应晶体管q4的漏极相连，所述感应线圈l1的另一端与电容c7的另一端相连，所述场效应晶体管q4的栅极通过电阻r13与半桥驱动器u8的第5管脚相连。
进一步，全桥控制电路包括二极管d3、继电器rl1、全桥整流电路br1、熔断器fu1和刀开关sw1，所述继电器rl1的线圈一端分别与二极管d3的负极和光耦u2的第3管脚相连，所述继电器rl1的线圈另一端与二极管d3的正极相连并连接到地，所述继电器rl1的触点一端与全桥整流电路br1的1端相连，所述继电器rl1的触点另一端通过熔断器fu1和刀开关sw1与220v电源相连，所述全桥整流电路br1的2端分别与场效应晶体管q1的漏极和场效应晶体管q3的漏极相连，所述全桥整流电路br1的3端通过刀开关sw1与220v电源相连，所述全桥整流电路br1的4端分别与场效应晶体管q2的源极和场效应晶体管q4的源极相连。
进一步，全桥整流电路br1的2端还分别与电容c8的一端和vcc相连，所述全桥整流电路br1的4端还和电容c8的另一端共同连接到地。
进一步，单片机电源电路包括稳压器u9、电容c5、电容c6、电容c7、电容c8、全桥整流电路br2和变压器t1，所述稳压器u9的型号为78l05，所述变压器t1的初级线圈与220v输入电压相连，所述变压器t1的次级线圈分别与全桥整流电路br2的1端和3端相连，所述全桥整流电路br2的2端分别与电容c8的一端、电容c7的一端和稳压器u9的3端相连，所述全桥整流电路br2的4端与电容c8的另一端、电容c7的另一端、稳压器u9的2端、电容c6的一端和电容c5的一端均连接到地，所述电容c6的另一端和电容c5的另一端连接到稳压器u9的1端产生+5v输出电压。
本发明的有益效果是：通过单片机改变pwm的输出频率及占空比来实现电桥驱动器逆变频率的改变，通过两个半桥驱动器来驱动4只场效应晶体管，将直流电逆变为交流，再加到谐振电容和感应线圈串联的rlc串联谐振电路，在感应线圈上产生一定频率的电磁场，在被加热件产生感应电流，使工件因电阻效应而被加热，使感应线圈感应加热工作在不同的频率，通过对单片机输出空占比的控制来实现对感应加热频率的控制，通过感应频率的变化来实现对感应加热工件深度的要求，通过空占比的控制来实现对感应加热温度的控制，通过单片机自动对频率的控制来实现对场效应晶体管的寿命的保护，减少元件的损耗，还可以通过对输出空占比的调节来控制感应加热的温度，使其做到一机多用和节能的目的。
附图说明
图1为本发明结构原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种变频感应加热电路，包括加热电路、显示器和单片机电源电路，单片机电源电路分别与显示器和加热电路相连，加热电路与显示器相连，加热电路包括依次连接的单片机控制模块、光电耦合电路、半桥驱动放大电路、ijbt全桥模块和全桥控制电路，光电耦合电路还分别与ijbt全桥模块和全桥控制电路相连。
在本发明实施例中，各器件参数如图1所示。
在本发明实施例中，单片机控制模块包括单片机u1、时钟电路、i2c通信接口、低频输入按钮和复位电路，单片机u1与显示器通过i2c通信接口相连，单片机u1的型号为atmega328p，显示器的型号为i2clcd1602；时钟电路包括电容c1、电容c2和晶振x1，电容c1的一端和晶振x1的一端均连接单片机u1的第7管脚，电容c2的一端和晶振x1的另一端均连接单片机u1的第8管脚，电容c1的另一端和电容c2的另一端均连接到地；i2c通信接口包括sda接口和scl接口，sda接口与单片机u1的第26脚相连，scl接口与单片机的第27脚相连；低频输入按钮包括按钮k1、按钮k2和按钮k3，按钮k1的一端与单片机u1的第23管脚相连，按钮k2的一端与单片机u1的第24管脚相连，按钮k3的一端与单片机u1的第25管脚相连，按钮k1的另一端、按钮k2的另一端和按钮k3的另一端均连接到地；复位电路包括复位按钮k0和复位电阻r0，复位按钮ko的一端和复位电阻r0的一端均连接到单片机u1的第29管脚，复位按钮k0的另一端连接到地，复位电阻r0的另一端分别与单片机u1的第18管脚和单片机电源电路的+5v输出电压相连。
在本发明实施例中，光电耦合电路包括光耦u2、光耦u3、光耦u4、光耦u5和光耦u6，光耦u2、光耦u3、光耦u4、光耦u5和光耦u6的型号均为pc817，光耦u2的第2管脚、光耦u3的第2管脚、光耦u4的第2管脚、光耦u5的第2管脚、光耦u6的第2管脚均连接到地，光耦u2的第1管脚通过电阻r1与单片机u1的第10管脚相连，光耦u2的第3管脚与全桥控制电路相连，光耦u2的第4管脚与电源电路的信号输出端相连，光耦u3的第1管脚通过电阻r2与单片机u1的第32管脚相连，光耦u3的第3管脚与半桥驱动放大电路相连，光耦u3的第4管脚通过电阻r6分别与半桥驱动放大电路、ijbt全桥模块和vcc相连，光耦u4的第1管脚通过电阻r3与单片机u1的第1管脚相连，光耦u4的第4管脚与半桥驱动放大电路相连，光耦u4的第3管脚通过电阻r7与半桥驱动放大电路相连并连接到地，光耦u5的第1管脚通过电阻r4与单片机u1的第2管脚相连，光耦u5的第3管脚与半桥驱动放大电路相连，光耦u5的第4管脚通过电阻r8分别与半桥驱动放大电路、ijbt全桥模块和vcc相连，光耦u6的第1管脚通过电阻r5与单片机u1的第9管脚相连，光耦u6的第3管脚通过电阻r9与半桥驱动放大电路相连并连接到地，光耦u6的第4管脚与半桥驱动放大电路相连。
在本发明实施例中，半桥驱动放大电路包括半桥驱动放大器u7和半桥驱动器u8，半桥驱动器u7和半桥驱动器u8的型号均为ir2106，半桥驱动器u7的第1管脚分别与电阻r6、vcc和二极管d1的正极相连，半桥驱动器u7的第2管脚与光耦u4的第4管脚相连，半桥驱动器u7的第3管脚与光耦u3的第3管脚相连，半桥驱动器u7的第4管脚连接电阻r7并连接到地，半桥驱动器u7的第5管脚通过电阻r11与ijbt全桥模块相连，半桥驱动器u7的第6管脚分别与ijbt全桥模块和电容c3的一端相连，半桥驱动器u7的第7管脚通过电阻r10与ijbt全桥模块相连，半桥驱动器u7的第8管脚分别与电容c3的另一端和二极管d1的负极相连，半桥驱动器u8的第1管脚分别与电阻r8、vcc和二极管d2的正极相连，半桥驱动器u8的第2管脚与光耦u6的第4管脚相连，半桥驱动器u8的第3管脚与光耦u5的第3管脚相连，半桥驱动器u8的第4管脚连接电阻r9并连接到地，半桥驱动器u8的第5管脚通过电阻r13与ijbt全桥模块相连，半桥驱动器u8的第6管脚分别与电容c4的一端和ijbt全桥模块相连，半桥驱动器u8的第7管脚通过电阻r12与ijbt全桥模块相连，半桥驱动器u8的第8管脚分别与电容c4的另一端和二极管d2的负极相连，二极管d1和二极管d2的型号均为in4007。
在本发明实施例中，ijbt全桥模块包括场效应晶体管q1、场效应晶体管q2、场效应晶体管q3、场效应晶体管q4、电容c7和感应线圈l1，场效应晶体管q1、场效应晶体管q2、场效应晶体管q3和场效应晶体管q4的型号均为stgy40nc60vd，场效应晶体管q1的栅极与电容r10相连，场效应晶体管q1的源极分别与半桥驱动器u7的第6管脚、电容c7的一端和场效应晶体管q2的漏极相连，场效应晶体管q1的漏极分别与场效应晶体管q3的漏极和全桥控制电路相连，场效应晶体管q2的栅极通过r11与半桥驱动器u7的第5管脚相连，场效应晶体管q2的源极分别与场效应晶体管q4的的源极和全桥控制电路相连，场效应晶体管q3的栅极通过电阻r12与半桥驱动器u8的第7管脚相连，场效应晶体管q3的源极分别与感应线圈l1的一端、半桥驱动器u8的第6管脚和场效应晶体管q4的漏极相连，感应线圈l1的另一端与电容c7的另一端相连，场效应晶体管q4的栅极通过电阻r13与半桥驱动器u8的第5管脚相连。
在本发明实施例中，全桥控制电路包括二极管d3、继电器rl1、全桥整流电路br1、熔断器fu1和刀开关sw1，二极管d3的型号为in4007，继电器rl1的型号为rly－spno，刀开关sw1的型号为sw－dpst，继电器rl1的线圈一端分别与二极管d3的负极和光耦u2的第3管脚相连，继电器rl1的线圈另一端与二极管d3的正极相连并连接到地，继电器rl1的触点一端与全桥整流电路br1的1端相连，继电器rl1的触点另一端通过熔断器fu1和刀开关sw1与220v电源相连，全桥整流电路br1的2端分别与场效应晶体管q1的漏极和场效应晶体管q3的漏极相连，全桥整流电路br1的3端通过刀开关sw1与220v电源相连，全桥整流电路br1的4端分别与场效应晶体管q2的源极和场效应晶体管q4的源极相连。
在本发明实施例中，全桥整流电路br1的2端还分别与电容c8的一端和vcc相连，全桥整流电路br1的4端还和电容c8的另一端共同连接到地。
在本发明实施例中，单片机电源电路包括稳压器u9、电容c5、电容c6、电容c7、电容c8、全桥整流电路br2和变压器t1，所述稳压器u9的型号为78l05，变压器t1的初级线圈与220v输入电压相连，变压器t1的次级线圈分别与全桥整流电路br2的1端和3端相连，全桥整流电路br2的2端分别与电容c8的一端、电容c7的一端和稳压器u9的3端相连，全桥整流电路br2的4端与电容c8的另一端、电容c7的另一端、稳压器u9的2端、电容c6的一端和电容c5的一端均连接到地，电容c6的另一端和电容c5的另一端连接到稳压器u9的1端产生+5v输出电压。
本发明的具体工作过程为：通过低频输入按钮输入信号给单片机u1，控制单片机u1的频率以及空占比及ijbt全桥模块电源的开关，通过单片机u1输出四组pwm脉冲，通过光耦u3、光耦u4、光耦u5和光耦u6隔离，实现对两个半桥驱动器的控制和对一组场效应晶体管双极性互补金属氧化物半导体全桥实现驱动，使直流电压变换方向加载在lc谐振电路上，使感应圈内部产生交流信号，对工件实现感应加热，通过显示器实时显示感应加热频率及空占比以及ijbt全桥模块的启动情况。通过变压器t1把220v交流电变为5v交流电，通过全波桥式整流电路br2变为5v直流，通过滤波电容c5－c8及稳压集成电路u9给单片机提供稳定5v的直流电源。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。