一種感應(yīng)加熱電源新型復(fù)合控制系統(tǒng)技術(shù)方案

本實用新型專利技術(shù)公開一種感應(yīng)加熱電源新型復(fù)合控制系統(tǒng)。技術(shù)方案包括交流輸入模塊、全橋整流模塊、IGBT逆變電路、檢測保護電路、觸摸顯示屏、隔離驅(qū)動電路、電流采樣電路、電壓采樣電路、鎖相環(huán)電路、移相調(diào)功電路、CPU和諧振回路；所述觸摸顯示屏與CPU連接用以通過用戶操作來控制系統(tǒng)相關(guān)變量，并且可以顯示CPU發(fā)送過來的電壓、電流以及功率值，所述CPU連接檢測保護電路、移相調(diào)功電路以及電壓采樣電路、電流采樣電路，所述檢測保護電路連接有全橋整流模塊和IGBT逆變電路。

A new compound control system for induction heating power supply

The utility model discloses a novel composite control system for an induction heating power supply. The technical scheme comprises the AC input module, full bridge rectifier module, IGBT inverter circuit, detection and protection circuit, touch screen, isolation drive circuit, current sampling circuit, voltage sampling circuit, PLL circuit, phase shift circuit, CPU resonance circuit; the touch screen is connected with the CPU by the user's operation control system the relevant variables, and can display the CPU send the voltage, current and power values of the CPU link detection and protection circuit, phase shift circuit, voltage sampling circuit, current sampling circuit, the detecting protection circuit is connected with the full bridge rectifier module and inverter circuit IGBT.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種感應(yīng)加熱電源新型復(fù)合控制系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及一種電源控制系統(tǒng)，具體為一種感應(yīng)加熱電源控制系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
感應(yīng)加熱電源在現(xiàn)代工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，它的負載由感應(yīng)線圈和被加熱工件共同組成，其等效參數(shù)會隨著溫度等各種因素發(fā)生改變，從而引起負載的固有諧振頻率的變化。為了使逆變器工作在諧振或準(zhǔn)諧振狀態(tài)，減小無功電流，一般采用鎖相環(huán)技術(shù)實現(xiàn)頻率跟蹤。同時由于溫度工藝的要求，有時必須實現(xiàn)電源輸出功率的調(diào)節(jié)。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)主要有輸入直流電壓調(diào)功和逆變橋內(nèi)調(diào)功兩大類方法。前者需要可控整流電路或直流斬波電路，主電路拓撲結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，成本偏高。逆變橋內(nèi)調(diào)功主要采用調(diào)頻調(diào)功（PFM）、移向調(diào)功(PSM)和脈沖密度調(diào)功(PDM)，這些主電路拓撲仍然較為復(fù)雜，并且不能較好地與頻率跟蹤的控制進行有效地結(jié)合。同時，傳統(tǒng)感應(yīng)電源主電路啟動過程中，電流沖擊很大，安全性較差。在以往感應(yīng)電源控制系統(tǒng)設(shè)計中，采用分立元件進行邏輯組合的控制系統(tǒng)較為復(fù)雜且穩(wěn)定性較差，采用DSP或CPLD等數(shù)字化的控制系統(tǒng)成本較高，不適宜中小功率場合，并且傳統(tǒng)的感應(yīng)電源在人機交互中不夠人性化。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是提供一種簡化主電路拓撲結(jié)構(gòu)、提高人機交互體驗的感應(yīng)加熱電源新型復(fù)合控制系統(tǒng)。為解決上述問題，本專利技術(shù)的技術(shù)方案包括交流輸入模塊、全橋整流模塊、IGBT逆變電路、檢測保護電路、觸摸顯示屏、隔離驅(qū)動電路、電流采樣電路、電壓采樣電路、鎖相環(huán)電路、移相調(diào)功電路、CPU和諧振回路；所述觸摸顯示屏與CPU連接用以通過用戶操作來控制系統(tǒng)相關(guān)變量，并且可以顯示CPU發(fā)送過來的電壓、電流以及功率值，所述CPU連接檢測保護電路、移相調(diào)功電路以及電壓采樣電路、電流采樣電路，所述檢測保護電路連接有全橋整流模塊和IGBT逆變電路。所述的感應(yīng)加熱電源新型復(fù)合控制系統(tǒng)，其特征在于：所述IGBT逆變電路包括由一組IGBT構(gòu)成的可控全橋逆變電路，并且由移相調(diào)功電路控制其導(dǎo)通，所述移相調(diào)功電路連接隔離驅(qū)動電路和鎖相環(huán)電路，所述全橋整流模塊連接交流輸入模塊和IGBT逆變電路，所述IGBT逆變電路連接隔離驅(qū)動電路和諧振回路，所述諧振回路連接電壓采樣電路和電流采樣電路電路，所述鎖相環(huán)電路連接電流采樣電路，采樣其頻率。所示的感應(yīng)加熱電源新型復(fù)合控制系統(tǒng)，其特征在于：所述諧振回路主要由諧振電容、諧振電感和負載三部分構(gòu)成，并接受逆變橋電壓的輸入，形成諧振回路。所示的感應(yīng)加熱電源新型復(fù)合控制系統(tǒng)，其特征在于：所述隔離驅(qū)動電路包括主要由四個6N137光耦及其外圍電路組成的光耦隔離模塊和由IR2110及自舉電容構(gòu)成的逆變驅(qū)動模塊，由6N137組成的光耦隔離模塊通過信號線與移相調(diào)功電路相連接，由IR2110構(gòu)成的逆變驅(qū)動模塊通過信號線與IGBT逆變電路相連接,并通過光耦隔離與驅(qū)動電路的結(jié)合，實現(xiàn)強弱電的分離。所示的感應(yīng)加熱電源新型復(fù)合控制系統(tǒng)，其特征在于：所述移相調(diào)功電路包括相位調(diào)節(jié)電路、死區(qū)控制電路、工作頻率設(shè)置電路和軟啟動設(shè)置電路，通過相位調(diào)節(jié)電路來控制輸出的電壓、電流或功率的大小，通過由RC電路構(gòu)成的死區(qū)控制電路來避免IGBT逆變電路逆變橋上下橋臂直通的風(fēng)險，通過工作頻率設(shè)置電路來保證工作頻率在初始設(shè)定值。本專利技術(shù)的感應(yīng)加熱電源新型復(fù)合控制系統(tǒng)優(yōu)點如下：1、安全性高：通過移相調(diào)功電路的死區(qū)控制電路，可以有效地避免逆變橋上下橋臂直通的危險，通過軟啟動設(shè)置電路，可以減小主電路啟動時電流的沖擊，通過光耦的接入，使得控制模塊和驅(qū)動模塊隔離，實現(xiàn)強弱電的分離，使整個系統(tǒng)更加安全。2、適用性廣：整個系統(tǒng)將移相調(diào)功電路與鎖相環(huán)模塊獨立起來，僅通過信號線連接，如果頻率或功率、電壓需要調(diào)節(jié)或改變，僅需改變相應(yīng)模塊的參數(shù)即可，非常符合高內(nèi)聚，低耦合的系統(tǒng)設(shè)計思想。3、智能性好：通過觸摸顯示屏的接入，虛擬按鍵的設(shè)置，包括電壓、電流、功率的設(shè)定顯示提供友好的人機交互界面，使用戶獲得最佳體驗。4、維修接線方便：按照強弱電分離的原則，將控制電路與主電路分離，如果哪個模塊發(fā)生故障，只需要更換相應(yīng)模塊，完成相應(yīng)模塊的接線即可，不需要對整個系統(tǒng)進行維修調(diào)整。5、可以通過由比較器LM339及外圍電路組成的檢測保護電路及時檢測電流電壓狀態(tài)，反饋給CPU，當(dāng)過流或過壓時，CPU向移相調(diào)功電路及隔離驅(qū)動電路發(fā)送中斷信號，保護整個系統(tǒng)。6、穩(wěn)定性好成本低：相對傳統(tǒng)的感應(yīng)電源控制系統(tǒng)而言，本專利技術(shù)采用專用集成控制芯片，穩(wěn)定性更好，價格相對DSP或CPLD控制方式而言更加低廉，可同時滿足控制效果和成本要求。附圖說明下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本專利技術(shù)作進一步詳細的說明。圖1是本專利技術(shù)的電路原理框圖；圖2是本專利技術(shù)的串聯(lián)諧振電路原理圖；圖3是本專利技術(shù)的移相調(diào)功電路和鎖相環(huán)電路的原理框圖；圖4是本專利技術(shù)的移相調(diào)功電路原理圖；圖5是本專利技術(shù)的鎖相環(huán)電路原理圖；圖6是本專利技術(shù)的隔離驅(qū)動電路原理圖。具體實施方式如圖1-6所示，本專利技術(shù)的感應(yīng)加熱電源新型復(fù)合控制系統(tǒng),包括交流輸入模塊1、全橋整流模塊2、IGBT逆變電路3、檢測保護電路4、觸摸顯示屏5、隔離驅(qū)動電路6、電流采樣電路7、電壓采樣電路8、鎖相環(huán)電路9、移相調(diào)功電路10、CPU11和諧振回路12。所述觸摸顯示屏5與CPU11連接用以通過用戶操作來控制系統(tǒng)相關(guān)變量，并且可以顯示CPU11發(fā)送過來的電壓、電流以及功率值。所述CPU11連接有檢測保護電路4和移相調(diào)功電路10以及電壓采樣電路8、電流采樣電路7，所述檢測保護電路4連接有全橋整流模塊2和IGBT逆變電路3，進一步的，所述IGBT逆變電路3包括由一組IGBT構(gòu)成的可控全橋逆變電路，并且由移相調(diào)功電路10控制其導(dǎo)通。所述移相調(diào)功電路10連接有隔離驅(qū)動電路6和鎖相環(huán)電路9，所述全橋整流模塊2連接有交流輸入模塊1和IGBT逆變電路3，所述IGBT逆變電路3連接有隔離驅(qū)動電路6和諧振回路12，所述諧振回路12連接有電壓采樣電路8和電流采樣電路7，所述鎖相環(huán)電路9連接有電流采樣電路7，采樣其頻率。進一步的，所述諧振回路12由諧振電容12a，諧振電感12b和負載12c三部分構(gòu)成，并接受逆變橋電壓的輸入，形成諧振回路。進一步的，所述隔離驅(qū)動電路6包括由四個6N137光耦及其外圍電路組成的光耦隔離模塊6a和由IR2110及自舉電容構(gòu)成的逆變驅(qū)動模塊6b，由6N137組成的光耦隔離模塊6a通過信號線與移相調(diào)功電路模塊相連接，由IR2110構(gòu)成的逆變驅(qū)動模塊6b通過信號線與IGBT逆變電路3相連接,通過光耦隔離與驅(qū)動電路的結(jié)合，從而在保證驅(qū)動逆變橋的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了強弱電的分離，提高了整個系統(tǒng)的安全性。進一步的，所述移相調(diào)功電路10包括相位調(diào)節(jié)電路10a，死區(qū)控制電路10b，工作頻率設(shè)置電路10c和軟啟動設(shè)置電路10d。通過相位調(diào)節(jié)電路10a來控制輸出的電壓、電流或功率的大小，通過由RC電路構(gòu)成的死區(qū)控制電路來避免IGBT逆變電路3逆變橋上下橋臂直通的風(fēng)險，通過頻率設(shè)置電路來保證工作頻率在初始設(shè)定值，軟啟動設(shè)置電路可減小主電路啟動時電流的沖擊。工作原理：感應(yīng)加熱電源新型復(fù)合控制系統(tǒng)接通電源后，電源開始工作。220V，50Hz的交流輸入模塊1能經(jīng)過全橋整流模塊2轉(zhuǎn)化為具有波動的直流電流，在此過程中，濾波器可消除直流脈動，以獲得IGBT逆變電路3需要的直流電壓，IGB本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種感應(yīng)加熱電源新型復(fù)合控制系統(tǒng)，其特征在于：包括交流輸入模塊（1）、全橋整流模塊（2）、IGBT逆變電路（3）、檢測保護電路（4）、觸摸顯示屏（5）、隔離驅(qū)動電路（6）、電流采樣電路（7）、電壓采樣電路（8）、鎖相環(huán)電路（9）、移相調(diào)功電路（10）、CPU（11）和諧振回路（12），所述觸摸顯示屏（5）與CPU（11）連接用以通過用戶操作來控制系統(tǒng)相關(guān)變量，并且可以顯示CPU（11）發(fā)送過來的電壓、電流以及功率值，所述CPU（11）連接檢測保護電路（4）、移相調(diào)功電路（10）以及電壓采樣電路（8）、電流采樣電路（7），所述檢測保護電路（4）連接有全橋整流模塊（2）和IGBT逆變電路（3）。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種感應(yīng)加熱電源新型復(fù)合控制系統(tǒng)，其特征在于：包括交流輸入模塊（1）、全橋整流模塊（2）、IGBT逆變電路（3）、檢測保護電路（4）、觸摸顯示屏（5）、隔離驅(qū)動電路（6）、電流采樣電路（7）、電壓采樣電路（8）、鎖相環(huán)電路（9）、移相調(diào)功電路（10）、CPU（11）和諧振回路（12），所述觸摸顯示屏（5）與CPU（11）連接用以通過用戶操作來控制系統(tǒng)相關(guān)變量，并且可以顯示CPU（11）發(fā)送過來的電壓、電流以及功率值，所述CPU（11）連接檢測保護電路（4）、移相調(diào)功電路（10）以及電壓采樣電路（8）、電流采樣電路（7），所述檢測保護電路（4）連接有全橋整流模塊（2）和IGBT逆變電路（3）。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)加熱電源新型復(fù)合控制系統(tǒng)，其特征在于：所述IGBT逆變電路（3）包括由一組IGBT構(gòu)成的可控全橋逆變電路，并且由移相調(diào)功電路（10）控制其導(dǎo)通，所述移相調(diào)功電路（10）連接隔離驅(qū)動電路（6）和鎖相環(huán)電路（9），所述全橋整流模塊（2）連接交流輸入模塊（1）和IGBT逆變電路（3），所述IGBT逆變電路（3）連接隔離驅(qū)動電路（6）和諧振回路（12），所述諧振回路（12）連接電壓采樣電路（8）和電流采樣電路（7）電路，所述鎖相環(huán)電路（9）連接...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃華圣，張榆平，李興勝，劉文富，鄔志明，
申請(專利權(quán))人：浙江天煌科技實業(yè)有限公司，
類型：新型
國別省市：浙江,33