[實(shí)用新型]紅外測(cè)溫?zé)o線傳輸IGBT全橋節(jié)能感應(yīng)加熱設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720217660.4
• 申請(qǐng)日: 2017-03-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206807809U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阮樹(shù)成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江億洋智能裝備科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H05B6/06
• 分類號(hào): H05B6/06;H02M7/5387;H02M7/00;H02M1/32;G01J5/10;H05K7/20
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1.一種紅外測(cè)溫?zé)o線傳輸IGBT全橋節(jié)能感應(yīng)加熱設(shè)備，包括三相交流電源、快速熔斷器F₁、F₂、F₃、三相全波整流器、開(kāi)機(jī)延時(shí)繼電器、兩個(gè)開(kāi)關(guān)電源、電度計(jì)量表、其特征在于：還包括紅外測(cè)溫?zé)o線傳輸裝置、型號(hào)TMS320F28335的數(shù)字信號(hào)處理器DSP控制板、兩塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板、IGBT模塊全橋逆變器、IGBT模塊尖峰脈沖吸收電路、IGBT模塊過(guò)熱保護(hù)電路、四組濾波薄膜電容、諧振電容、感應(yīng)爐諧振電感、工頻電流檢測(cè)互感器、負(fù)載電流取樣磁環(huán)電感、人機(jī)對(duì)話觸摸屏、風(fēng)冷式冷水機(jī)組、密封式機(jī)柜；

其中，紅外測(cè)溫?zé)o線傳輸裝置由聚光透鏡、激光二極管及驅(qū)動(dòng)器、光電轉(zhuǎn)換器件、放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D、數(shù)據(jù)編碼器、型號(hào)PTY2167發(fā)射芯片、型號(hào)PTY2168接收芯片、數(shù)字PID調(diào)節(jié)控制器組成，光電轉(zhuǎn)換器件置于聚光透鏡的光路中，透鏡旁邊設(shè)置激光二極管發(fā)射光束的窗口，用來(lái)發(fā)射可見(jiàn)光激光束對(duì)準(zhǔn)工件紅外測(cè)溫點(diǎn)，激光二極管連接驅(qū)動(dòng)器，發(fā)射芯片內(nèi)含晶振和數(shù)據(jù)調(diào)制FSKSW、鎖相環(huán)PLL、壓控振蕩器VCO、射頻功放，接收芯片內(nèi)含高放、鎖相環(huán)PLL、壓控本振、混頻器、中放、數(shù)據(jù)解調(diào)器DTAO，發(fā)射芯片ROI端接晶體XTAL₁一端，晶體XTAL₁另一端接電容CX₁、CX₂一端，電容CX₁另一端接地，電容CX₁另一端接發(fā)射芯片F(xiàn)SKSW端，光電轉(zhuǎn)換器件輸出信號(hào)經(jīng)放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D、數(shù)據(jù)編碼器連接發(fā)射芯片F(xiàn)SKDTA端，由射頻功放輸出端OUT經(jīng)電容CM₁、CM₂、CM₃、電感LM₁帶通濾波網(wǎng)絡(luò)匹配天線TA發(fā)射，接收芯片ROI端接晶體XTAL₂一端，晶體XTAL₂另一端接電容CX₃一端，電容CX₃另一端接地，接收芯片輸入端LNAI經(jīng)電容CM₄、CM₅、CM₆、電感LM₂低通濾波網(wǎng)絡(luò)匹配天線TB，接收射頻信號(hào)經(jīng)高放與壓控本振混頻外差提取中頻接入中放、數(shù)據(jù)解調(diào)器、數(shù)字PID調(diào)節(jié)控制器至數(shù)字信號(hào)處理DSP控制板測(cè)溫接口；

數(shù)字信號(hào)處理DSP控制板由DSP芯片可編程相位控制產(chǎn)生超前、滯后交替移相的兩路脈寬調(diào)制PWM₁、PWM₂信號(hào)，設(shè)置上管、下管互鎖死區(qū)時(shí)間t_DT，分別經(jīng)光纖耦合到兩塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板，構(gòu)成雙路IGBT模塊并聯(lián)連接的兩個(gè)半橋合成為全橋逆變器，負(fù)載匹配串聯(lián)諧振電路斜對(duì)角導(dǎo)通、截止，零功率軟啟動(dòng)，四個(gè)橋臂IGBT模塊交替移相功耗均衡相等，第一塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口P₁連接IGBT模塊全橋逆變器橋臂A的管組Q₁柵極，第一塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口P₂連接IGBT模塊全橋逆變器橋臂A的管組Q₁集電極，第一塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口P₃連接IGBT模塊全橋逆變器橋臂A的管組Q₁發(fā)射極，第一塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口J₁連接IGBT模塊全橋逆變器橋臂A的管組Q₁n柵極，第一塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口J₂連接IGBT模塊全橋逆變器橋臂A的管組Q₁n集電極，第一塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口J₃連接IGBT模塊全橋逆變器橋臂A的管組Q₁n發(fā)射極，第一塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口P₄連接IGBT模塊全橋逆變器橋臂C的管組Q₃柵極，第一塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口P₅連接IGBT模塊全橋逆變器橋臂C的管組Q₃集電極，第一塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口P₆連接IGBT模塊全橋逆變器橋臂C的管組Q₃發(fā)射極，第一塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口J₄連接IGBT模塊全橋逆變器橋臂C的管組Q₃n柵極，第一塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口J₅連接IGBT模塊全橋逆變器橋臂C的管組Q₃n集電極，第一塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口J₆連接IGBT模塊全橋逆變器橋臂C的管組Q₃n發(fā)射極，第二塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口P₁連接IGBT模塊全橋逆變器橋臂B的管組Q₂柵極，第二塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口P₂連接IGBT模塊全橋逆變器橋臂B的管組Q₂集電極，第二塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口P₃連接IGBT模塊全橋逆變器橋臂B的管組Q₂發(fā)射極，第二塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口J₁連接IGBT模塊全橋逆變器橋臂B的管組Q₂n柵極，第二塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口J₂連接IGBT模塊全橋逆變器橋臂B的管組Q₂n集電極，第二塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口J₃連接IGBT模塊全橋逆變器橋臂B的管組Q₂n發(fā)射極，第二塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口P₄連接IGBT模塊全橋逆變器橋臂D的管組Q₄柵極，第二塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口P₅連接IGBT模塊全橋逆變器橋臂D的管組Q₄集電極，第二塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口P₆連接IGBT模塊全橋逆變器橋臂D的管組Q₄發(fā)射極，第二塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口J₄連接IGBT模塊全橋逆變器橋臂D的管組Q₄n柵極，第二塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口J₅連接IGBT模塊全橋逆變器橋臂D的管組Q₄n集電極，第二塊雙路IGBT驅(qū)動(dòng)板輸出接口J₆連接IGBT模塊全橋逆變器橋臂D的管組Q₄n發(fā)射極；

IGBT模塊全橋逆變器橋臂A管組散熱板、IGBT模塊全橋逆變器橋臂C管組散熱板分別裝配兩個(gè)水盒，水盒進(jìn)水管連接風(fēng)冷式冷水機(jī)組的出水管，水盒出水管連接風(fēng)冷式冷水機(jī)組的進(jìn)水管，制冷循環(huán)散熱冷卻IGBT模塊的熱量，IGBT模塊全橋逆變器橋臂A的管組Q₁集電極連接銅排，IGBT模塊全橋逆變器橋臂A的管組Q₃發(fā)射極連接銅排，兩塊銅排之間絕緣層分隔相疊，兩塊銅排之間連接第一組濾波薄膜電容C₆，IGBT模塊全橋逆變器橋臂A的管組Q₁發(fā)射極與IGBT模塊全橋逆變器橋臂C的管組Q₃集電極互連，所引出的導(dǎo)線穿繞磁環(huán)E₁為電感L₁連接到直流層疊母線第一層的一塊銅板，直流層疊母線第一層的一塊銅板連接感應(yīng)爐諧振電感L₀一端，IGBT模塊全橋逆變器橋臂A的管組Q₁n集電極連接銅排，IGBT模塊全橋逆變器橋臂A的管組Q₃n發(fā)射極連接銅排，兩塊銅排之間絕緣層分隔相疊，兩塊銅排之間連接第二組濾波薄膜電容C₇，IGBT模塊全橋逆變器橋臂A的管組Q₁n發(fā)射極與IGBT模塊全橋逆變器橋臂C的管組Q₃n集電極互連，所引出的導(dǎo)線穿繞磁環(huán)E₁為電感L₂連接到直流層疊母線第一層的一塊銅板，電感L₂與電感L₁導(dǎo)線反相穿入磁環(huán)E₁，直流層疊母線第一層的一塊銅板連接感應(yīng)爐諧振電感L₀一端，感應(yīng)爐諧振電感L₀另一端連接諧振電容C₀一端，諧振電容C₀另一端連接直流層疊母線第一層另一塊銅板，感應(yīng)爐諧振電感L₀進(jìn)水管、諧振電容C₀箱體進(jìn)水管分別連接風(fēng)冷式冷水機(jī)組的出水管，感應(yīng)爐諧振電感L₀出水管、諧振電容C₀箱體出水管分別連接風(fēng)冷式冷水機(jī)組的進(jìn)水管，IGBT模塊全橋逆變器橋臂B的管組散熱板、IGBT模塊全橋逆變器橋臂D的管組散熱板分別裝配兩個(gè)水盒，水盒進(jìn)水管連接風(fēng)冷式冷水機(jī)組的出水管，水盒出水管連接風(fēng)冷式冷水機(jī)組的進(jìn)水管，IGBT模塊全橋逆變器橋臂B的管組Q₂集電極連接銅排，IGBT模塊全橋逆變器橋臂D的管組Q₄發(fā)射極連接銅排，兩塊銅排之間絕緣層分隔相疊，兩塊銅排之間連接第三組濾波薄膜電容C₈，IGBT模塊全橋逆變器橋臂B的管組Q₂發(fā)射極與IGBT模塊全橋逆變器橋臂D的管組Q₄集電極互連，所引出的導(dǎo)線穿繞磁環(huán)E₂為電感L₁連接到直流層疊母線第一層另一塊銅板，直流層疊母線第一層另一塊銅板連接諧振電容的另一端，IGBT模塊全橋逆變器橋臂B的管組Q₂n集電極連接銅排，IGBT模塊全橋逆變器橋臂D的管組Q₄n發(fā)射極連接銅排兩塊銅排之間絕緣層分隔相疊，兩塊銅排之間連接第四組濾波薄膜電容C₉，IGBT模塊全橋逆變器橋臂B的管組Q₂n發(fā)射極與IGBT模塊全橋逆變器橋臂D的管組Q₄n集電極互連，所引出的導(dǎo)線穿繞磁環(huán)E₂為電感L₂連接到直流層疊母線第一層另一塊銅板，電感L₁與電感L₂導(dǎo)線反相穿入磁環(huán)E₂；

IGBT模塊全橋逆變器橋臂A管組Q₁、Q₁n集電極連接的銅排、IGBT模塊全橋逆變器橋臂B管組Q₂、Q₂n集電極連接的銅排接到直流層疊母線第二層銅板，直流層疊母線第二層銅板連接直流電源正極V_CC，IGBT模塊全橋逆變器橋臂C管組Q₃、Q₃n發(fā)射極連接的銅排、IGBT模塊全橋逆變器橋臂D管組Q₄、Q₄n發(fā)射極連接的銅排接到直流層疊母線第三層銅板，直流層疊母線第三層銅板接直流電源負(fù)極，并且連接機(jī)柜地線端GND，直流層疊母線第一層的兩塊銅板分隔安全距離后，平鋪一層聚四氟乙烯或環(huán)氧樹(shù)脂絕緣板，絕緣板背后層疊第二層銅板，第二層銅板與第三層銅板之間層疊另一塊絕緣板，第一層的兩塊銅板分別焊接冷卻循環(huán)的水管，注水冷卻；

直流層疊母線正極銅板連接限流電阻R₇的一端和延時(shí)開(kāi)機(jī)繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)S₁的一端，數(shù)字信號(hào)處理DSP控制板緩沖開(kāi)機(jī)延時(shí)信號(hào)TP連接中間繼電器，中間繼電器驅(qū)動(dòng)延時(shí)開(kāi)機(jī)繼電器，限流電阻R₇另一端、延時(shí)開(kāi)機(jī)繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)另一端連接三相全波整流器二極管D₁、D₂、D₃陰極，直流層疊母線負(fù)極銅板連接三相整流器二極管D₄、D₅、D₆陽(yáng)極，二極管D₁、D₂、D₃陽(yáng)極與二極管D₄、D₅、D₆陰極依次串聯(lián)后分別連接快熔F₁、快熔F₂、快熔F₃的一端，二極管D₁、D₂、D₃、D₄、D₅、D₆散熱板安裝水盒注入冷水循環(huán)冷卻，快熔F₁、快熔F₂、快熔F₃另一端連接三相交流接觸器對(duì)應(yīng)的三組觸點(diǎn)一端，同時(shí)連接電度計(jì)量表，三相交流接觸器對(duì)應(yīng)的三組觸點(diǎn)另一端連接三相交流電源，三相交流接觸器電磁線圈串聯(lián)空氣開(kāi)關(guān)連接到交流電源；

兩個(gè)開(kāi)關(guān)電源輸入端經(jīng)變壓器接入交流電源，一個(gè)開(kāi)關(guān)電源輸出直流電壓15V連接數(shù)字信號(hào)處理DSP控制板主電源接口，另一個(gè)開(kāi)關(guān)電源輸出直流電壓24V連接人機(jī)對(duì)話觸摸屏電源端和數(shù)字信號(hào)處理DSP控制板輔助電源接口，數(shù)字信號(hào)處理DSP控制板交流電壓采集AC接口分別連接快熔F₁、快熔F₂、快熔F₃的一端，數(shù)字信號(hào)處理DSP控制板工頻電流采集接口經(jīng)電流互感器連接交流電源，數(shù)字信號(hào)處理DSP控制板直流電壓采集接口DC連接直流層疊母線正、負(fù)電極的銅板，數(shù)字信號(hào)處理DSP控制板電流采集由感應(yīng)加熱負(fù)載電流取樣磁環(huán)電感信號(hào)經(jīng)電阻分壓接入接口ZF，數(shù)字信號(hào)處理DSP控制板通信接口WS連接人機(jī)對(duì)話觸摸屏，人機(jī)對(duì)話觸摸屏軟件設(shè)置開(kāi)機(jī)時(shí)間、加熱工件節(jié)拍時(shí)間、輸出功率、加熱溫度，加熱頻率檢測(cè)電路取樣信號(hào)連接數(shù)字信號(hào)處理DSP控制板鎖相環(huán)路PLL接口，鎖相環(huán)路PLL自動(dòng)調(diào)諧跟蹤工件加熱頻率的變化。