[實用新型]并聯諧振感應加熱電源頻率自適應電路

有效

• 申請號: 201220022795.2
• 申請日: 2012-01-18
• 公開（公告）號: CN202551390U
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 葛運旺;趙旭東;武超;布挺;張剛;徐超;李紅昌
• 申請（專利權）人: 洛陽升華感應加熱有限公司
• 主分類號: H05B6/06
• 分類號: H05B6/06;H05B6/04
• 代理公司: 洛陽明律專利代理事務所 41118
• 代理人: 智宏亮

技術領域

本實用新型屬于電氣技術領域，公開一種并聯諧振感應加熱電源頻率自適應電路。?

背景技術

目前，感應加熱以其加熱效率高、升溫快、可控性好等優點，廣泛應用于熔煉、透熱、淬火等領域，感應加熱電源是其關鍵設備之一。然而，電源輸出頻率由加工工件的幾何形狀和趨膚深度決定，不同的工件和工藝要求需要電源能在較寬的頻率范圍內工作，并聯諧振感應加熱電源在較寬的頻率范圍內可能會出現啟動困難的問題。同時在加熱過程中,由于溫度等因素的變化,負載固有諧振頻率隨負載等效參數的變化而變化。為了使電源在寬頻帶下能夠正常啟動同時加熱過程中始終處于諧振或準諧振狀態，必須采用頻率自適應電路。?

傳統的CD4046模擬鎖相環的感應加熱電源，具有啟動頻率范圍窄、啟動成功率低，頻率鎖定之后響應慢的缺點。而目前數字化感應加熱電源尚未實現系統完全數字化，接口復雜，成本較高。?

專利號為200610023406.7的文件中涉及到感應加熱電源的起振跟蹤技術，但該文件中闡述的技術在啟動時跟蹤器是被動的跟蹤啟動電壓，當負載諧振頻率發生較大變化時（譬如改變工藝）需要專業人員調整。?

實用新型內容

針對傳統感應加熱電源啟動和頻率跟蹤存在的問題，本實用新型的目的是提出一種并聯諧振感應加熱電源頻率自適應電路，使其無需人為調整，能在較寬的負載頻率范圍內實現可靠啟動和跟蹤，具有結構簡單、負載適應性好、啟動可靠的特點。?

本實用新型為完成上述實用新型任務采用如下技術方案：?

一種并聯諧振感應加熱電源頻率自適應電路，所述的并聯諧振感應加熱電源頻率自適應電路包括掃頻啟動電路，頻率跟蹤電路，重疊區域處理電路和信號選通電路；用以輸出驅動逆變器的掃頻驅動信號的掃頻啟動電路通過信號選通電路直接與逆變器相連通，并設置用以檢測逆變器所輸出反饋信號的運算放大器；設置用以將逆變器輸出頻率鎖定在負載固有諧振頻率上的頻率跟蹤電路和用以負責調整兩路驅動信號重疊區域的重疊區域處理電路。

所述的掃頻啟動電路主要包括邊緣生成電路、電壓比較器IC2A、運算放大器IC2C、射極電壓跟隨器IC2B、鎖相環IC6、電容C17、可變電阻RP5及外圍電路；所述電壓比較器IC2A的輸出與運算放大器IC2C相連通；所述運算放大器IC2C的輸出與外圍電路中的電阻R16、電容C8和整流管ZD1并聯構成的比例積分器其輸出與射極電壓跟隨器IC2B相連通；所述的射極電壓跟隨器IC2B的輸出與鎖相環IC6相連通，構成掃頻啟動電路，將鎖相環IC6壓控振蕩器的輸出端輸出掃頻信號U-OPEN送入信號選通電路；由二極管D2、電阻R18、R19、電容C12構成的邊緣生成電路將外部輸入信號OSC_1變換之后將其送入電壓比較器IC2A的正向輸入端，同時電阻R3、R4構成分壓電路將分壓送入電壓比較器IC2A的反向輸入端；電壓比較器IC2A的輸出經過二極管D1、電阻R11、R12構成的邊緣生成電路整形后送入運算放大器IC2C的反向輸入端，運算放大器IC2C的正向輸入端接地；位于運算放大器IC2C的輸出端與反向輸入端之間的電阻R16、電容C8和整流管ZD1并聯構成比例積分器；所述比例積分器的輸出接入射極電壓跟隨器IC2B的同相輸入端，射極電壓跟隨器IC2B的輸出端與反相輸入端直連并接入鎖相環IC6壓控振蕩器的輸入端；壓控振蕩器的輸出端輸出掃頻信號U-OPEN,并將掃頻信號U-OPEN送入信號選通電路；鎖相環IC6、電容C17和滑動變阻器RP5構成開環振蕩器。?

所述的頻率跟蹤電路主要包括鎖相環IC1、阻容網絡、運算放大器IC3及放大器反饋網絡；所述鎖相環IC1鑒相器的輸入端輸入來自重疊區域處理電路和信號選通電路04的信號I-SF和U-SF，鎖相環IC1鑒相器的輸出通過電阻R5、R7、R8、R10和電容C3所構成的阻容網絡送入運算放大器IC3的反向輸入端；運算放大器IC3的輸出反饋至回鎖相環IC1的壓控振蕩器的輸入端，形成閉環反饋，實現頻率跟蹤功能，將鎖相環IC1壓控振蕩器的輸出信號VCOUT送入重疊區域處理電路；運算放大器IC3的同相輸入端接入門限電平，其大小由電阻R9和滑動變阻器RP1分壓得到，電阻R13、電容C7作為運算放大器IC3的反饋接在運算放大器IC3的反向輸入端和輸出端之間；運算放大器IC3的輸出信號經過由電阻R15和電容C9構成的濾波器，反饋回鎖相環IC1壓控振蕩器的輸入端；所述鎖相環IC1壓控振蕩器的輸出信號VCOUT送入重疊區域處理電路；鎖相環IC1與電容C1、電阻R1構成鎖相環路，鎖定逆變器輸出頻率在負載固有頻率上。?