电磁感应加热控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种电磁感应加热控制系统，包括感应加热电源电路、集成光电隔离驱动模块组、控制电路、反馈电路，所述感应加热电源电路包括整流器、滤波器、逆变器和缓冲器回路；整流器与逆变器之间通过无源直流电感Ld串联连接，无源直流电感Ld与整流器之间并联有电容Cd1，滤波器与逆变器串联连接；所述集成光电隔离驱动模块组包括四个集成光电隔离驱动模块，所述逆变器由第一半桥电路和第二半桥电路组成，第一半桥电路包括桥臂T1和桥臂T4；第二半桥电路包括桥臂T2和桥臂T3；桥臂T1、桥臂T2、桥臂T3和桥臂T4分别与一个集成光电隔离驱动模块连接，每个集成光电隔离驱动模块均与控制电路电连接，控制电路与反馈电路连接，反馈电路通过变压器与感应加热电源电路连接。具有加热效率高、速度快，可控性好及易于实现机械化、自动化等优点。
【专利说明】电磁感应加热控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型技术提供了一种加热控制系统，具体涉及一种电磁感应加热控制系统，在熔炼、铸造、弯管、热锻、焊接和表面热处理等行业得到广泛的应用。
【背景技术】
[0002]电磁感应加热是通过交变的电流，产生交变的磁场，在利用交变磁场来产生涡流达到加热的效果的一种加热方式。电磁感应加热与其它的加热方式，如燃气加热，电阻炉加热等不同，它把电能直接送工件内部变成热能，将工件加热。而其他的加热方式是先加热工件表面，然后把热再传导加热内部。电磁感应加热相比于其他加热方式，能耗更小，能量转化率更高。电磁感应加热是通过交流电、导体和工件之间的集肤效应、近邻效应和圆环效应产生高热量的。现有的电磁感应加热设备通常是对工件的厚薄制定一个厚薄范围，根据这个厚薄范围划分工件需要加热的时间以及其他参数，据目前研究显示，工件的加热厚度可以方便的通过调节频率来加以控制。频率越高，工件的加热厚度就越薄。对此，电磁感应加热设备基于节能环保的理念来说，需要设计新型的控制系统，以满足节能环保的需求。并且，目前市场上的电磁感应加热控制系统还存在着系统运算速度低，负载频率低，开关耗能大，死区无法控制等等诸多问题亟待解决。
【发明内容】
[0003]针对上述情况，本实用新型提供一种电磁感应加热控制系统，具有加热效率闻、速度快，可控性好及易于实现机械化、自动化等优点。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下:
[0005]电磁感应加热控制系统，包括感应加热电源电路、集成光电隔离驱动模块组、控制电路、反馈电路，所述感应加热电源电路包括整流器、滤波器、逆变器和缓冲回路；所述滤波器由无源直流电感Ld以及电容Cdl组成，整流器与逆变器之间通过无源直流电感Ld串联连接，无源直流电感Ld与整流器之间并联有电容Cdl，滤波器与逆变器串联连接；所述集成光电隔离驱动模块组包括四个集成光电隔离驱动模块，所述逆变器由第一半桥电路和第二半桥电路组成，第一半桥电路包括桥臂Tl和桥臂T4 ;第二半桥电路包括桥臂T2和桥臂T3 ；桥臂Tl、桥臂T2、桥臂T3和桥臂T4分别与一个集成光电隔离驱动模块连接，每个集成光电隔离驱动模块均与控制电路电连接，控制电路与反馈电路连接，反馈电路通过变压器与感应加热电源电路连接。
[0006]所述整流器采用不可控三相全桥式整流器。
[0007]所述集成光电隔离驱动模块包括集成光电隔离驱动器芯片，集成光电隔离驱动器芯片上设有若干引脚，集成光电隔离驱动器芯片上引脚I与控制器连接，引脚6出口端依次电阻R1和电容C2串联，引脚14与R2串联，引脚14和引脚9之间串联有电容Cb，引脚11和引脚9之间串联有电阻R4。
[0008]所述控制电路包括脉宽调制器，所述脉宽调制器的引脚6与地线之间串联有电阻R，脉宽调制器的引脚9与引脚I通过电阻Rl连接，脉宽调制器的引脚10通过滑动变阻器PR2连接反馈电路。
[0009]所述脉宽调制器包括基准电压调整器、振荡器、误差放大器、比较器、锁存器、欠压锁定电路、闭锁控制电路、软起动电路、输出电路组成。
[0010]所述的桥臂Tl、桥臂T2、桥臂T3和桥臂T4皆是由一个绝缘栅双极型晶体管和一个反并联二极管组成。在直流侧接有一个足够大的电解电容。
[0011]本实用新型的有益效果是，本实用新型采用串联谐振式感应加热电源电路，优点是第一，逆变电路采用四桥臂式的逆变器结构，并增设缓冲回路，实现了零电流开通，其电路损耗小，可以工作在较高的工作频率。第二，滤波器增设无源直流电感Ld形成无源校正电路，对直流电压有更好的滤波作用，使输出电压的纹波更小。第三，控制电路有自关断器件的功能，比非自关断器件的控制电路具有更多的优越性。第四，设计集成光电隔离驱动模块带有对绝缘栅双极型晶体管的保护功能，集成光电隔离驱动模块电路与控制电路应严格隔离，并有较强的抗干扰能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的结构框图。
[0013]图2为感应加热电源电路的电路图。
[0014]图3为集成光电隔离驱动模块的电路图。
[0015]图4为控制电路的电路图。
[0016]图5为脉宽调制器的电路图。
【具体实施方式】
[0017]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0018]参见图1-图2，电磁感应加热控制系统，包括感应加热电源电路、集成光电隔离驱动模块组、控制电路、反馈电路，所述感应加热电源电路包括整流器、滤波器、逆变器和缓冲回路；所述滤波器由无源直流电感Ld以及电容Cdl组成，整流器与逆变器之间通过无源直流电感Ld串联连接，无源直流电感Ld与整流器之间并联有电容Cdl，滤波器与逆变器串联连接；所述集成光电隔离驱动模块组包括四个集成光电隔离驱动模块，所述逆变器由第一半桥电路和第二半桥电路组成，第一半桥电路包括桥臂Tl和桥臂T4:第二半桥电路包括桥臂T2和桥臂T3 ;桥臂Tl、桥臂T2、桥臂T3和桥臂T4分别与一个集成光电隔离驱动模块连接，每个集成光电隔离驱动模块均与控制电路电连接，控制电路与反馈电路连接，反馈电路通过变压器与感应加热电源电路连接。
[0019]逆变器采用单相逆变桥，第一半桥电路和第二半桥电路轮流驱动，把恒定的直流电压变成IOHz?IOkHz方波电压输出给负载。
[0020]参见图2，所述整流器采用不可控三相全桥式整流器。两个电解电容Cl，C2串联以减小单个电容的承受的电压，R2，R3起均压作用。Rl为限流电阻，当系统开始上电时，由于电容两端电压为零，故刚开始对电容充电时，电流将很大，加上限流电阻Rl后则就电流不会很大了。当电容两端电压达到一定数值时，交流接触器Kl闭合，将限流电阻短接。系统即可正常工作。
[0021]参见图3，所述集成光电隔离驱动模块包括集成光电隔离驱动器芯片，集成光电隔离驱动器芯片上设有若干引脚，集成光电隔离驱动器芯片上引脚I与控制器连接，引脚6出口端依次电阻R1和电容C2串联，引脚14与R2串联，引脚14和引脚9之间串联有电容Cb，引脚11和引脚9之间串联有电阻R4。
[0022]参见图4，所述控制电路包括脉宽调制器，所述脉宽调制器的引脚6与地线之间串联有电阻R，脉宽调制器的引脚9与引脚I通过电阻Rl连接，脉宽调制器的引脚10通过滑动变阻器PR2连接反馈电路。控制电路可对串联谐振式感应加热电源电路进行多功能控制，实现H桥式绝缘栅双极型晶体管脉宽调制PWM信号的生成和感应加热电源电路的保护功能，以及感应加热电源电路工作过程中谐振频率的跟踪控制。
[0023]参见图5，所述脉宽调制器包括基准电压调整器、振荡器、误差放大器、比较器、锁存器、欠压锁定电路、闭锁控制电路、软起动电路、输出电路组成。它系统的故障关闭功能，T3晶体管基极经一电阻连接引脚10。过流保护环节检测到的故障信号使引脚10为高电平。由于T3基极与A端线相连。故障信号产生的关闭过程与欠电压锁定过程类似。在电路中，过流保护环节还输出一个信号到与门的输入端，当出现过流信号时，检测环节输出一低电平信号到与门的输入端，使脉冲消失，与故障关闭功能一起构成双重保护。
[0024]参见图1，所述的桥臂Tl、桥臂T2、桥臂T3和桥臂T4皆是由一个绝缘栅双极型晶体管和一个反并联二极管组成。在直流侧接有一个足够大的电解电容。
[0025]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
【权利要求】
1.电磁感应加热控制系统，包括感应加热电源电路、集成光电隔离驱动模块组、控制电路、反馈电路，其特征在于，所述感应加热电源电路包括整流器、滤波器、逆变器和缓冲回路；所述滤波器由无源直流电感Ld以及电容Cdl组成，整流器与逆变器之间通过无源直流电感Ld串联连接，无源直流电感Ld与整流器之间并联有电容Cdl，滤波器与逆变器串联连接；所述集成光电隔离驱动模块组包括四个集成光电隔离驱动模块，所述逆变器由第一半桥电路和第二半桥电路组成，第一半桥电路包括桥臂Tl和桥臂T4 ;第二半桥电路包括桥臂T2和桥臂T3 ;桥臂Tl、桥臂T2、桥臂T3和桥臂T4分别与一个集成光电隔离驱动模块连接，每个集成光电隔离驱动模块均与控制电路电连接，控制电路与反馈电路连接，反馈电路通过变压器与感应加热电源电路连接。
2.根据权利要求1所述的电磁感应加热控制系统，其特征在于，所述集成光电隔离驱动模块包括集成光电隔离驱动器芯片，集成光电隔离驱动器芯片上设有若干引脚，集成光电隔离驱动器芯片上引脚I与控制器连接，引脚6出口端依次电阻Rp电容C2串联，引脚14与电阻R2串联，引脚14和引脚9之间串联有电容Cb，引脚11和引脚9之间串联有电阻R4。
3.根据权利要求1所述的电磁感应加热控制系统，其特征在于，所述控制电路包括脉宽调制器，所述脉宽调制器的引脚6与地线之间串联有电阻R，脉宽调制器的引脚9与引脚I通过电阻Rl连接，脉宽调制器的引脚10通过滑动变阻器PR2连接反馈电路。
4.根据权利要求3所述的电磁感应加热控制系统，其特征在于，所述脉宽调制器包括基准电压调整器、振荡器、误差放大器、比较器、锁存器、欠压锁定电路、闭锁控制电路、软起动电路、输出电路。
【文档编号】H05B6/06GK203523074SQ201320669327
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】聂宜兵 申请人:上海汇信能源科技有限公司