专利名称：高频电磁波接驳发热/驱动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高频电磁波发热/驱动装置，特别涉及矩形脉冲方波接驳 和标准矩形脉冲方波接驳发热/驱动装置。
背景技术：
前期的高频电磁波加热器具是一种利用电磁感应原理对锅体进行"涡流"加 热的器具。这类加热器具包括整流滤波电路、保护及温控电路、同步电路、主电
路及驱动电路，采用定直流电压驱动脉冲宽度的"恒流"控制方式，其锅体Q值 低，遇有大幅度变动的特殊负载，如处理不当，电路难以谐振；同时主电路中的 功率管在强、弱功率档每个周期都将经受谐振电容上高压放电的浪涌电流，开关 损耗大，导致功率管严重发热，甚至烧毁。现有的高频电磁波加热器具采用斩波 电路和大功率双向晶闸管，可以全功率、半功率、1/4功率来输出功率，图l为其 电路方框图，虽然克服了开关损耗大，功率管严重发热，甚至烧毁的缺点，但仍 有干扰和浪涌电流，功率调节为阶梯形；即使采用脉宽调制集成电路，但因其脉 冲波形非标准矩形，不能完全消除干扰和浪涌电流。
现行的各类熔炼炉、锻造加热炉、热处理炉等使用电加热热源的加热炉、都 需要空气开关、变压器、变流变压器、可控硅电路、扼流圈等大型元器件，它们 自身的损耗大，工作时间受到限制；其他需要电加热热源的大中型锅炉、热水器、 烘烤炉、陶瓷制品窑炉、砖窑和水泥窑炉等动力源，也存在自身损耗大，不能完 全消除干扰和浪涌电流等缺陷。此外，电力驱动车辆的牵引动力源，如电动轿车 的电池动力源，电力机车从高压架空电网线上获取的电动力源等均难以完全消除
干扰和浪涌电流和浪涌电压。 发明内容
本实用新型的目的是提供一种消除干扰和浪涌电压和浪涌电流，能准确地工 作在矩形脉冲方波或标准矩形脉冲方波接驳发热/驱动装置中，安全、稳定、可靠、 耗损微小、发热效率高、使用寿命可预知、功率调节速率极快，可人机接口的高 频电磁波接驳发热/驱动装置。
本实用新型通过以下技术方案予以实现-.
一种高频电磁波发热装置，包括中、小功率的矩形脉冲方波接驳发热装置和 大功率的标准矩形脉冲方波接驳发热装置。
所述中功率矩形脉冲方波接驳发热装置的电路包括变频电源，磁阻开关，矩 形脉冲电流放大模块，主电路，保护及温控电路，电流电压检测控制电路，磁钢 发热体及人机接口；变频电源的输出端经磁阻开关、矩形脉冲电流放大模块与主 电路的输入端相连，所述矩形脉冲电流放大模块的输出端还与电压电流检测控制 电路的输入端相连，所述主电路的输出端分别与保护及温控电路、电压电流检测 控制电路的输入端相连，所述矩形脉冲电流放大模块的反馈端与电压电流检测控 制电路的反馈端相连，保护及温控电路的输出端接磁钢发热体。所述小功率矩形 脉冲方波接驳发热装置的电路包括变频电源，磁阻开关，升压变压器，整形矩形 方波电路，主电路，电压电流检测控制电路，磁钢发热体及人机接口；所述变频 电源的输出端经磁阻开关、升压变压器、整形矩形方波电路与主电路的输入端相 连，所述主电路的输出端与升压变压器的输出端共同接地，所述变频电源的反馈 端与电流电压检测控制电路的反馈端相连，所述整形矩形方波电路的输出端与主 电路的输入端相连，所述电压电流检测控制电路的输出端分别与人机接口、磁钢
发热体相连。所述大功率标准矩形脉冲方波接驳发热装置的电路包括整形滤波电路，磁阻开 关，标准矩形脉冲方波电流大功率模块，主电路，保护及温控电路，电压电流检 测控制电路，磁钢发热体及人机接口；所述整形滤波电路的输出端经磁阻开关、 标准矩形脉冲方波电流大功率模块与主电路的输入端相连，所述主电路的反馈端、 整形滤波电路的反馈端均与保护及温控电路的反馈端相连，所述整形滤波电路的 反馈端还与电压电流检测控制电路、标准矩形脉冲方波电流大功率模块、磁钢发 热体的反馈端相连，所述电压电流检测控制电路的反馈端还与标准矩形脉冲方波 电流大功率模块、磁钢发热体、保护及温控电路的反馈端相连。所述主电路包括螺旋形励磁线圈、滤波电容、谐振电容、干扰隔离磁环和由 大Q值的电磁波热源材料制造的加热容器，以及位于螺旋形励磁线圈周围用于屏蔽电磁波的坡莫合金材料；所述螺旋形励磁线圈及并联的谐振电容的一端与干扰隔离磁环相连，另一端与矩形脉冲电流放大模块的输出端相连，滤波电容跨接在 所述矩形脉冲电流放大模块与干扰隔离磁环的输出端之间，与所述干扰隔离磁环 的输出端共同接地。一种高频电磁波驱动装置，包括矩形脉冲方波接驳驱动装置和标准矩形脉冲 方波接驳驱动装置。所述矩形脉冲方波接驳驱动装置的电路包括变压器，整形滤波电路，磁阻开 关，脉冲大功率电流放大模块，主电路，保护及温控电路，电压电流检测控制电路，脉冲电动机及人机接口；所述整形滤波电路的输出端经磁阻开关、脉冲大功 率电流放大模块与主电路的输入端相连，所述整形滤波电路的反馈端均与保护及 温控电路的反馈端相连，所述整形滤波电路的反馈端还与电压电流检测控制电路
的反馈端相连，所述矩形脉冲方波电流模块与主电路的输出端均接脉冲电动机， 所述电压电流检测控制电路的反馈端与脉冲电动机的反馈端相连。所述标准矩形脉冲方波接驳驱动装置为两组矩形脉冲方波接驳驱动装置的组 合，前一组矩形脉冲方波接驳驱动装置中的脉冲大功率电流放大模块输出端经均 衡器与后一组矩形脉冲方波接驳驱动装置中的脉冲大功率电流放大模块输出端相 连后接脉冲电动机，前、后两组矩形脉冲方波接驳驱动装置的主电路均接脉冲电 动机，所述电压电流检测控制电路的反馈端与脉冲电动机的反馈端相连。所述主电路包括滤波电容、谐振电容、干扰隔离磁环；所述谐振电容的一端 与干扰隔离磁环相连，另一端与脉冲大功率电流放大模块的输出端相连，滤波电 容跨接在所述脉冲大功率电流放大模块与干扰隔离磁环的输出端之间，与所述千 扰隔离磁环的输出端共同接地。本实用新型的高频电磁波发热装置消除了各种干扰和浪涌电压及浪涌电流， 磁阻开关调节功率无阶梯形及波动性，该发热装置采用矩形脉冲电流放大模块、 以及用大Q值的电磁波热源材料制造的加热装置和置于铰合碟形或螺旋形励磁线 圈下面或周围、用以屏蔽电磁波的坡莫合金钣材，可作为即热式电热水器、电幵 水壶、电炉灶、各类加热、烘烤炉、消毒柜、蒸气锅炉、暖风空调等系列产品及 其它民用或工业器具的热源；具有工作稳安全可靠、耗损极小、发热效率高、耗 电极少、漏电微小、工作安全、稳定、可靠，因它可采用多个脉冲电流大功率大 模块的集合组合来组建电路；使用寿命可预先知、功率调节速率为l(T秒，也是 可人机接口高智能化的(接驳)发热装置。本实用新型的高频电磁波驱动装置采用了能消除各种干扰和浪涌电压及浪涌 电流的电路和结构，它能精确地工作在标准的矩形脉冲方波中、主电路的矩形脉
冲高电平的利用率以达到了极高的境界，磁阻开关调节功率无阶梯形及波动性， 它的功率调节速率为10—"秒，该装置能应用于电动轿车、电力机车等动力车辆的 牵引力动力源的改造，它具有工作稳定安全可靠，耗损极微小、耗电和漏电微小、 无辐射、功率调节速率10—"秒，使用寿命可预先知、体积小、重量轻、造价低， 也是可进行人机接口高智能化的驱动装置。
图1是现有的高频电磁波器具的电原理框图。图2是本实用新型的矩形脉冲方波接驳发热装置的电原理框图。图3是本实用新型的标准矩形脉冲方波接驳发热装置的电原理框图。图4本实用新型的标准矩形脉冲方波接驳驱动装置用于电力机车牵引力动力源的改造的电原理框图。图5本实用新型的矩形脉冲方波接驳驱动装置用于电动轿车牵引力动力源的改造的电原理框图。图6是本实用新型的矩形脉冲方波接驳中功率发热装置的主电路原理图。图7是本实用新型的矩形脉冲方波接驳小功率发热装置的主电路原理图。图8是本实用新型的标准矩形脉冲方波接驳大功率发热装置的主电路原 理图。图9是本实用新型的矩形脉冲方波接驳驱动装置的主电路原理图。 图10是本实用新型标准矩形脉冲方波接驳驱动装置的电路原理图 本实用新型的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示
和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。
具体实施方式
实施例一本实施例的高频电磁波(矩形脉冲方波接驳)小功率接驳发热装置的电原理框图如图2所示，主电路原理图如图6所示。在主电路3与变频电源4 之间设有控制功率和调节电流大小的磁阻开关1、矩形脉冲电流放大模块2。 直流电瓶5的24-48V直流电经升压变压器51逆变升压至600-2000V交流电，或 220-380V交流电进入变频电源(4)的输出端380V或220V交流电进入变频电源 4的输入端，后者输出的380V直流电通过磁阻开关1经标准矩形电流放大模 块2放大后传到主电路3的输入端。在主电路3的螺旋形励磁线圈32及并联 的谐振电容31的一端与干扰隔离磁环34相连，另一端与矩形脉冲电流放大模块2 的输出端相连，滤波电容33跨接在所述矩形脉冲电流放大模块2与干扰隔离磁环 34的输出端之间，与干扰隔离磁环34的输出端共同接地。在主电路3中，用大 Q值的制造的磁钢发热体8，以及置于螺旋形励磁线圈32下面、用以屏蔽电 磁波的坡莫合金钣材。当在谐振电容31出现放电的浪涌电流、磁感应强度B和磁通量0偏大(或 偏小)时，磁阻开关1的磁阻电阻将以10—n秒的速度跟踪增大(减小)，磁 感应强度B和磁通量①极快地回到设定值。磁阻开关1和矩形脉冲电流放大模 块2组合使放大电流倍数高达10—2600倍，且电压220V--600V。数毫安的 小电流通过整流滤波限流，经组合放大后，使进入铰合碟形或螺旋形励磁线圈 32的电流变成10--600A、 10-50KHZ，并在用大Q值的磁钢发热体8器具内感 应发热"涡流"，功效巨大。这样，电路的大部分元件工作在数毫安的电流状
态下，更稳定、可靠、安全、损耗小。本实用新型可作为即热式电热水器、电 开水壶、电炉灶、各类加热、烘烤炉、消毒柜、各类加热及其它民用或工业用具的热源。 实施例二本实施例的高频电磁波(标准矩形脉冲方波)大功率接驳发热装置的电 原理框图如图3所示，主电路原理图如图8所示。该装置的电路包括整形滤波电路IO、主电路3、保护及温控电路、电压和电流检测电路7。在主电路3 与整形滤波电路10之间设有控制功率和调节电流大小的磁阻开关1、标准矩 形电流放大模块11。 220V或380V交流电进入整形滤波电路10、后者输出的 电流电压通过磁阻开关1进入标准矩形电流放大模块11，经放大后传到主电 路3的输入端，铰合碟形或螺旋形励磁线圈32及并联的谐振电容31(0. 1-0. 2W) 与标准矩形电流放大模块11的输出端相连，它们的另一端与相连的干扰隔离磁 环34通过滤波电容33 (5PF—10uF)接到标准矩形电流放大模块11的输出端， 干扰隔离磁环34和滤波电容33共同接地，可有效地避免各种干扰。 实施例三本实施例的高频电磁波(矩形脉冲方波接驳)驱动装置的电原理框图如图 5所示，主电路原理图如图8所示。该装置的电路包括发电机lla或电瓶lib及整形滤波电路4、主电路3、 保护及温控电路、电压和电流检测电路7。在主电路3与整形滤波电路4之 间设有控制功率和调节电流大小的磁阻开关1、标准矩形电流放大模块2和 电流电压控制电路7。 220V以上的交流电进入整形滤波电路4，它输出的电 流电压通过磁阻开关1进入标准矩形电流放大模块2，放大后输入到脉冲电
动机10，并联的谐振电容31 (0. 1-0. 2PF)与标准矩形电流放大模块2的输 出端相连结，它们与相连的干扰隔离磁环(4)通过滤波电容33 (5W—10uF) 接到标准矩形电流放大模块2的输出端，干扰隔离磁环34和滤波电容33共同 接地。本实施例的高频电磁波(矩形脉冲方波接驳)驱动装置，当谐振电容31 上出现放电的浪涌电流、磁感应强度B和磁通量O偏大(或偏小)时，磁阻 开关1的磁阻电阻将以10—"秒的速度跟踪增大(减小)，磁感应强度B和磁 通量①极快地回到设定值。磁阻开关1和标准矩形电流放大模块2组合使放 大电流倍数高达160--2600倍，且电压600V或以上值。数毫安的电流，通过 整形滤波限流，经组合放大后，使进入脉冲电动机10的电流变成600A或以 上值、频率是10-50KHz，并使脉冲电动机10的转子和定子做高速切割磁力线 的运动、产生功效巨大转矩。这样，电路的大部分元件工作在数毫安的电流 状态下，更稳定、可靠、安全、损耗小。本实施例可作为电动轿车动力源， 具有工作稳定安全可靠，耗损极微小、发热效率巨大、耗电和漏电微小、无 辐射、功率调节速率1(T秒，使用寿命可预先知、体积小、重量轻、造价低， 可进行人机接口高智能化的驱动装置等优点。 实施例四标准矩形脉冲方波接驳驱动装置为两组矩形脉冲方波接驳驱动装置的组合， 是-种大功率的驱动装置，可用于大功率电力机车等动力车辆的牵引力动力源的 改造，前一组矩形脉冲方波接驳驱动装置中的脉冲大功率电流放大模块2输出端 经均衡器13与后一组矩形脉冲方波接驳驱动装置中的脉冲大功率电流放大模块2 输出端相连后接脉冲电动机10，前、后两组矩形脉冲方波接驳驱动装置的主电路3均接脉冲电动机10，所述电压电流检测控制电路7的反馈端与脉冲电动机10的反馈端相连，均衡器13能起均压均流和相位校正作用。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，如各类加热炉、熔炼 炉、热处理炉、蒸汽锅炉等均可采用多重标准矩形脉冲方波大功率接驳发热装 置基本单元电路的组合，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。
权利要求1.一种高频电磁波发热装置，其特征在于，包括中、小功率的矩形脉冲方波接驳发热装置和大功率的标准矩形脉冲方波接驳发热装置；所述中功率矩形脉冲方波接驳发热装置的电路包括变频电源(4)，磁阻开关(1)，矩形脉冲电流放大模块(2)，主电路(3)，保护及温控电路，电流电压检测控制电路(7)，磁钢发热体(8)及人机接口(6)；变频电源(4)的输出端经磁阻开关(1)、矩形脉冲电流放大模块(2)与主电路(3)的输入端相连，所述矩形脉冲电流放大模块(2)的输出端还与电压电流检测控制电路(7)的输入端相连，所述主电路(3)的输出端分别与保护及温控电路、电压电流检测控制电路(7)的输入端相连，所述矩形脉冲电流放大模块(2)的反馈端与电压电流检测控制电路(7)的反馈端相连，保护及温控电路的输出端接磁钢发热体(8)；所述小功率矩形脉冲方波接驳发热装置的电路包括变频电源(4)，磁阻开关(1)，升压变压器(9)，整形矩形方波电路(10)，主电路(3)，电压电流检测控制电路(7)，磁钢发热体(8)及人机接口(6)；所述变频电源(4)的输出端经磁阻开关(1)、升压变压器(9)、整形矩形方波电路(10)与主电路(3)的输入端相连，所述主电路(3)的输出端与升压变压器(9)的输出端共同接地，所述变频电源(4)的反馈端与电流电压检测控制电路(7)的反馈端相连，所述整形矩形方波电路(10)的输出端与主电路(3)的输入端相连，所述电压电流检测控制电路(7)的输出端分别与人机接口(6)、磁钢发热体(8)相连；所述大功率标准矩形脉冲方波接驳发热装置的电路包括整形滤波电路(10)，磁阻开关(1)，标准矩形脉冲方波电流大功率模块(11)，主电路(3)，保护及温控电路，电压电流检测控制电路(7)，磁钢发热体(8)及人机接口(6)；所述整形滤波电路(10)的输出端经磁阻开关(1)、标准矩形脉冲方波电流大功率模块(11)与主电路(3)的输入端相连，所述主电路(3)的反馈端、整形滤波电路(10)的反馈端均与保护及温控电路的反馈端相连，所述整形滤波电路(10)的反馈端还与电压电流检测控制电路(7)、标准矩形脉冲方波电流大功率模块(11)、磁钢发热体(8)的反馈端相连，所述电压电流检测控制电路(7)的反馈端还与标准矩形脉冲方波电流大功率模块(11)、磁钢发热体(8)、保护及温控电路的反馈端相连。
2. 根据权利要求1所述的高频电磁波发热装置，其特征在于，所述中功率 矩形脉冲方波接驳发热装置的主电路(3 )包括铰合碟形或螺旋形励磁线圈(32)、 滤波电容(33)、谐振电容(31)、干扰隔离磁环(34)和由大Q值的电磁波热 源材料制造的加热容器，以及位于铰合碟形或螺旋形励磁线圈(32)周围用于 屏蔽电磁波的坡莫合金材料；所述铰合碟形或螺旋形励磁线圈(32)及并联的 谐振电容(31)的一端与干扰隔离磁环(34)相连，另一端与矩形脉冲电流放 大模块(2)的输出端相连，滤波电容(33)跨接在所述矩形脉冲电流放大模块(2)与干扰隔离磁环(34)的输出端之间，与所述干扰隔离磁环(34)的输出 端共同接地。
3. —种高频电磁波驱动装置，其特征在于，包括矩形脉冲方波接驳驱动装 置和标准矩形脉冲方波接驳驱动装置。所述矩形脉冲方波接驳驱动装置的电路 包括变压器,整形滤波电路(10)，磁阻开关(1)，脉冲大功率电流放大模块(11)， 主电路(3)，保护及温控电路，电压电流检测控制电路(7)，脉冲电动机(10) 及人机接口 (6);所述整形滤波电路(10)的输出端经磁阻开关(1)、脉冲大 功率电流放大模块(11)与主电路(3)的输入端相连，所述整形滤波电路(10) 的反馈端均与保护及温控电路的反馈端相连，所述整形滤波电路(10)的反馈端还与电压电流检测控制电路(7)的反馈端相连，所述矩形脉冲方波电流模块 (11)与主电路(3)的输出端均接脉冲电动机(10)，所述电压电流检测控制 电路(7)的反馈端与脉冲电动机(10)的反馈端相连；所述标准矩形脉冲方波接驳驱动装置为两组矩形脉冲方波接驳驱动装置的 组合，前一组矩形脉冲方波接驳驱动装置中的脉冲大功率电流放大模块(2)输 出端经均衡器(13)与后一组矩形脉冲方波接驳驱动装置中的脉冲大功率电流 放大模块(2)输出端相连后接脉冲电动机(10)，前、后两组矩形脉冲方波接 驳驱动装置的主电路(3)均接脉冲电动机(10)，所述电压电流检测控制电路 (7)的反馈端与脉冲电动机(10)的反馈端相连。
4.根据权利要求3所述的高频电磁波驱动装置，其特征在于，所述主电路 (3)包括滤波电容(33)、谐振电容(31)、干扰隔离磁环(34);所述谐振电 容(31)的一端与干扰隔离磁环(34)相连，另一端与脉冲大功率电流放大模 块(2)的输出端相连，滤波电容(33)跨接在所述脉冲大功率电流放大模块(2) 与干扰隔离磁环(34)的输出端之间，与所述干扰隔离磁环(34)的输出端共 同接地。
专利摘要本实用新型公开了一种高频电磁波发热/驱动装置，特别是一种矩形脉冲方波接驳和标准矩形脉冲方波接驳发热/驱动装置。该装置的电路包括变频电源，磁阻开关，矩形脉冲电流放大模块，主电路，保护及温控电路，电流电压检测控制电路，磁钢发热体或脉冲电动机。该发热/驱动装置可用于各类即热式电热水器、电开水壶、电炉灶、各类加热、烘烤炉、消毒柜、加热炉、熔炼炉、热处理炉、蒸汽锅炉或用于电动轿车、电力机车驱动装置。能消除干扰和浪涌电压和浪涌电流，能准确地工作在矩形脉冲方波或标准矩形脉冲方波中，安全、稳定、可靠、耗损微小、发热/驱动效率高、使用寿命可预知、功率调节速率极快。
文档编号H05B6/02GK201018684SQ20062012544
公开日2008年2月6日 申请日期2006年11月24日 优先权日2006年11月24日
发明者沈明水 申请人:沈明水