[發明專利]一種用單片機自動跟蹤諧振頻率的電磁加熱電路

有效

• 申請號: 201310208644.5
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN103313451A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 楊作峰
• 申請（專利權）人: 楊作峰
• 主分類號: H05B6/06
• 分類號: H05B6/06
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 董旭東

技術領域

本發明涉及電磁加熱裝置，特別涉及用單片機自動跟蹤諧振頻率的電磁加熱電路，屬于電磁加熱領域。

背景技術

為提高電熱轉換效率，工業生產中大量采用電磁加熱。在電磁加熱過程中，加熱對象的結構或溫度總是在不斷地變化，使電磁線圈的電感量不斷地變化，電磁輸出電路的諧振頻率不斷地變化?，F有的電磁加熱電路多采用單個功率管（IGBT）驅動勵磁線圈，如圖3所示，電路不能實現自動跟蹤諧振頻率或存在諧振頻率跟蹤范圍小，抗干擾能力差，失諧易損壞IGBT功率管等缺陷，使電路頻繁出現故障。

發明內容

本發明的目的是提供一種用單片機自動跟蹤諧振頻率的電磁加熱電路，解決現有技術中的問題，提高電路的抗干擾能力，使其振蕩頻率同步范圍大，延長IGBT功率管的使用壽命，增強電路工作的穩定性。

本發明的目的是這樣實現的：一種用單片機自動跟蹤諧振頻率的電磁加熱電路，包括濾波電容C1、諧振電容C3、勵磁線圈L1以及單片機控制電路U2，所述濾波電容C1與諧振電容C3之間連接有推挽式功率開關電路，所述勵磁線圈L1與單片機控制電路U2之間連接有電流取樣轉換電路，所述單片機控制電路U2與推挽式功率開關電路之間連接有推動電路U1，所述推挽式功率開關電路包括IGBT一Q1和IGBT二Q2，所述IGBT一Q1和IGBT二Q2均內含阻尼二極管，分別具有集電極C、發射極E和柵極G，所述單片機控制電路U2內置電壓比較器，所述電流取樣轉換電路包括變壓器Tr和與變壓器Tr次級反向并聯的兩只二極管D2、D3。

作為發明的改進，所述IGBT一Q1的C極與直流電源正端V+相連，IGBT一Q1的E極與IGBT二Q2的C極相連，IGBT二Q2的E極與直流電源負端V-相連并接地；諧振電容C3的一端與IGBT一Q1的E極、IGBT二Q2的C極相連，諧振電容C3的另一端與勵磁線圈L1串聯，勵磁線圈L1的另一端連接IGBT二Q2的E極并接地。

作為本發明的改進，所述推動電路U1設有控制信號輸入端(U1-10、11、12)、一對高壓側輸出接口(U1-7、5)和一對低壓側輸出接口(U1-1、2)，推動電路U1的一個高壓側輸出接口(U1-7)通過限流電阻R1與IGBT一Q1的G極相連，另一高壓側輸出接口(U1-5)與IGBT一Q1的E極相連；推動電路U1的一個低壓側輸出接口?(U1-1)?通過限流電阻R3與IGBT二Q2的G極相連，另一低壓側輸出接口(U1-2)與IGBT二Q2的E極相連并接地。

作為本發明的改進，所述單片機控制電路U2有A和C兩組，每組6個輸入或輸出端口，所述A端口包括一個電壓比較器的同相輸入端(U2-13)、反相輸入端(U2-12)、一個復位信號輸入端(U2-4)以及三個輸出端(U2-2、3、11)；所述C端口預留不用；所述單片機控制電路U2的輸出端口(U2-2、3、11)分別與推動電路U1的輸入端(U1-10、11、12)相連。

作為本發明的改進，所述變壓器Tr的初級為穿過磁環的勵磁線圈L1，次級為纏繞在磁環上的線圈，所述次級兩端分別與單片機控制電路U2內置電壓比較器的同相輸入端(U2-13)和反相輸入端(U2-12)相連。

本發明工作時，本發明中諧振電容C3、勵磁線圈L1與二只IGBT共同構成了推挽式功率開關電路，變壓器TR次級與反向并聯的兩只二極管D2、D3構成的回路將振蕩電路中變化的電流信號轉換成對應的交變電壓信號，并將電壓限制在±0.7V左右，送如單片機內置的電壓比較器輸入端，使電壓比較器輸出高低電平，單片機U2處理后，從輸出端輸出控制信號到推動電路U1的輸入端，從高壓側和低壓側輸出控制信號，驅動二只IGBT功率管交替導通形成諧振輸出功率。與現有技術相比，本發明的有益效果在于：本發明中的控制電路和推動電路由2片集成電路構成，電路極其簡單；采用單片機自動跟蹤諧振頻率，諧振頻率由勵磁線圈L1、諧振電容C3參數決定，工作頻率從幾百赫茲至幾十千赫茲范圍內均能自動同步跟蹤；當加熱對象的結構或溫度變化，使電磁線圈的電感量變化，電磁輸出電路的諧振頻率變化時，電路不會失諧而損壞IGBT功率管；采用過零觸發技術，最大限度地降低了高電壓、大電流對IGBT功率管的沖擊，能有效提高IGBT功率管的工作壽命，且具有較高的抗干擾能力；推挽式功率開關電路可以選用低耐壓IGBT功率管，實現低成本、低管耗。本發明可用于工業生產中的電磁加熱。

附圖說明

圖1為本發明的電路框圖。

圖2為本發明的電路原理圖。

具體實施方式