專利名稱：數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊，屬于數(shù)字控制高頻開關(guān) 電源技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高頻電磁加熱技術(shù)是一種新型高效加熱方式，在工業(yè)、商業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，包 括食品加工、工業(yè)生產(chǎn)過程加熱、表面熱處理、工業(yè)生產(chǎn)過程焊接等，它是采用高頻電磁 波在被加熱金屬內(nèi)產(chǎn)生渦流，金屬本身使金屬本身直接發(fā)熱，進(jìn)而加熱金屬容器內(nèi)部的介 質(zhì)。傳統(tǒng)的電磁加熱電源在使用時存在功率調(diào)節(jié)不平滑、電源自身發(fā)熱大、保護(hù)設(shè)計(jì)不合 理導(dǎo)致故障率高、電路結(jié)構(gòu)效率低等問題，同時，由于電磁加熱設(shè)備基本是非標(biāo)設(shè)備，因 此在用戶需要時，都需要重新設(shè)計(jì)，這種狀態(tài)導(dǎo)致產(chǎn)品開發(fā)難度大、標(biāo)準(zhǔn)化程度差、可靠 性低、功能不完善、使用維護(hù)不便等問題，以上問題，使得大功率高頻電磁加熱設(shè)備效率 低、可靠性差、開發(fā)周期長、應(yīng)用推廣難度大，無法滿足各領(lǐng)域?qū)﹄姶偶訜嵩O(shè)備的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于避免和克服已有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足而提供一種應(yīng)用于電磁加熱設(shè) 備上的數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊。
數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊是一種用于電磁加熱設(shè)備的電源，本發(fā)明 使用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)替代傳統(tǒng)的一體化設(shè)計(jì)方式，數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成 模塊主要完成電磁加熱控制及功率變換，并提供必要的通訊接口，電磁加熱設(shè)備設(shè)計(jì)人員 可以直接使用該模塊來設(shè)計(jì)電磁加熱設(shè)備，也可以設(shè)計(jì)其他控制電路，通過模塊提供通訊 接口控制電源模塊的工作，模塊可以根據(jù)需要進(jìn)行組合，這樣實(shí)現(xiàn)，可以大大簡化產(chǎn)品設(shè) 計(jì)人員的設(shè)計(jì)難度，提高設(shè)計(jì)速度，保證產(chǎn)品質(zhì)量。
鑒于以往電磁加熱設(shè)備所存在的問題，為保證電磁加熱用電源模塊的通用性、可靠性 和高性能，模塊在設(shè)計(jì)時采用了與以往不同的技術(shù)方法，這下方法包括功率半導(dǎo)體過流單 脈沖保護(hù)提高整機(jī)的可靠性、功率調(diào)節(jié)采用調(diào)頻調(diào)脈寬并用的形式使得功率調(diào)節(jié)平滑均勻、 最大輸出功率時工作頻率根據(jù)諧振頻率標(biāo)定使得整機(jī)發(fā)熱大大降低、串行通訊接口方便產(chǎn)品設(shè)計(jì)廠家進(jìn)行二次開發(fā)、精巧可靠方便的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)便于用戶根據(jù)需要合理布置電 源模塊在產(chǎn)品中的位置。
采用本發(fā)明所述數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊的電磁加熱設(shè)備具有功率 大、效率高、體積小、重量輕、穩(wěn)定可靠、便于二次開發(fā)等效果；本發(fā)明能提高設(shè)備的功
率調(diào)節(jié)平滑度、效率，降低體積重量和發(fā)熱，提高整機(jī)可靠性，還可以大大簡化具體產(chǎn)品 開發(fā)的過程，降低產(chǎn)品開發(fā)難度，便于產(chǎn)品系列化，從而使電磁加熱產(chǎn)品在適應(yīng)性、可靠 性、功率調(diào)節(jié)平穩(wěn)性、產(chǎn)品開發(fā)簡便等方面得到很大提高。 本發(fā)明是采用以下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的的。
數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊，它是由整流濾波電路、逆變電路、IGBT
驅(qū)動隔離電路、輸入相電流采樣電路、IGBT電流采樣電路、IGBT驅(qū)動電路、控制單片機(jī)、 功率控制器、IGBT溫度檢測電路、鍋底溫度檢測電路、串行通訊接口、加熱線圈、電源模 塊整體結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，其工作過程是由數(shù)字式脈沖頻率調(diào)制與脈沖寬度調(diào)制相結(jié)合的控制方 法，通過檢測功率控制器信號及其他采樣和反饋信號，控制單片機(jī)確定逆變電路開通的脈 沖寬度和脈沖頻率，經(jīng)IGBT驅(qū)動電路放大后，再經(jīng)IGBT驅(qū)動隔離電路驅(qū)動逆變電路，通 過加熱線圈產(chǎn)生高頻磁場，使其輸出滿足電磁加熱需要的輸出功率。其采用的技術(shù)措施是 電源系統(tǒng)集成模塊功率控制采用調(diào)頻調(diào)脈寬并用的形式使得功率調(diào)節(jié)平滑均勻，逆變電路 功率半導(dǎo)體過流單脈沖保護(hù)方法提高了可靠性，最大輸出功率時工作頻率根據(jù)諧振頻率標(biāo)
定使得整機(jī)發(fā)熱大大降低，串行通訊接口便于產(chǎn)品設(shè)計(jì)廠家進(jìn)行二次開發(fā)、精巧可靠方便 的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)便于用戶根據(jù)需要合理布置電源系統(tǒng)集成模塊在產(chǎn)品中的位置。 本發(fā)明技術(shù)方案如下
1、數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊，它是由整流濾波電路、逆變電路、IGBT 驅(qū)動隔離電路、輸入相電流采樣電路、IGBT電流采樣電路、IGBT驅(qū)動電路、控制單片機(jī)、 功率控制器、IGBT溫度檢測電路、鍋底溫度檢測電路、串行通訊接口、加熱線圈、電源模 塊整體結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，其工作過程是由數(shù)字式脈沖頻率調(diào)制與脈沖寬度調(diào)制相結(jié)合的控制方 法，通過檢測功率控制器信號及其他采樣和反饋信號，控制單片機(jī)確定逆變電路開通的脈 沖寬度和脈沖頻率，經(jīng)IGBT驅(qū)動電路放大后，再經(jīng)IGBT驅(qū)動隔離電路驅(qū)動逆變電路，通 過加熱線圈產(chǎn)生高頻磁場，使其輸出滿足電磁加熱需要的輸出功率。其特征是電源系統(tǒng)集 成模塊功率控制采用調(diào)頻調(diào)脈寬并用的形式使得功率調(diào)節(jié)平滑均勻，逆變電路功率半導(dǎo)體
過流單脈沖保護(hù)方法提高了可靠性，最大輸出功率時工作頻率根據(jù)諧振頻率標(biāo)定使得整機(jī)發(fā)熱大大降低，串行通訊接口便于產(chǎn)品設(shè)計(jì)廠家進(jìn)行二次開發(fā)、精巧可靠方便的模塊化結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)便于用戶根據(jù)需要合理布置電源系統(tǒng)集成模塊在產(chǎn)品中的位置。
所述的數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊，其特征在于所述的數(shù)字脈沖調(diào)制 控制方法是由控制單元根據(jù)功率調(diào)節(jié)器信號確定當(dāng)前的脈沖頻率和脈沖寬度，同時結(jié)合輸 入相電流采樣電路采集的輸入電流確定在有效距離內(nèi)是否存在可以被加熱物體，如果此時 輸入電流小于設(shè)定值，則采用預(yù)先設(shè)定的脈沖頻率和脈沖寬度方式進(jìn)行輸出控制，以檢測 可被加熱物體是否在有效距離內(nèi)。 一旦發(fā)現(xiàn)存在有效的可被加熱物體，控制單片機(jī)將逐步 調(diào)節(jié)輸出達(dá)到根據(jù)功率調(diào)節(jié)器信號確定的脈沖頻率和脈沖寬度，脈沖調(diào)制信號由控制單片 機(jī)發(fā)出，經(jīng)IGBT驅(qū)動電路放大后，再經(jīng)IGBT驅(qū)動隔離電路驅(qū)動逆變電路，通過加熱線圈 產(chǎn)生高頻磁場，使其輸出滿足電磁加熱需要的輸出功率。功率調(diào)節(jié)器在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)是連續(xù) 可調(diào)的，因此輸出功率的控制也是從最小到最大連續(xù)可調(diào)?，F(xiàn)有功率調(diào)節(jié)的方法采用的是 分段調(diào)頻的方式，功率調(diào)節(jié)不平滑，給使用者帶來不便，部分電磁加熱設(shè)備沒有檢測可被 加熱物體是否在有效距離內(nèi)的功能，這樣會增大電磁輻射，并帶來安全隱患。
所述的數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊，其特征在于所述的逆變電路功率 半導(dǎo)體過流單脈沖保護(hù)方法是由IGBT管電流傳感器實(shí)時采集流過IGBT的電流，由IGBT 電流檢測前置放大電路對信號加以處理，傳送給過流驅(qū)動閉鎖電路，如果發(fā)現(xiàn)IGBT電流過 大，則立即將信號發(fā)送給IGBT驅(qū)動隔離電路，由IGBT驅(qū)動隔離電路關(guān)斷IGBT輸出，從 而達(dá)到保護(hù)IGBT的目的?，F(xiàn)有的IGBT過流保護(hù)方式中，IGBT電流釆樣的位置不同，但 不如上述方法快速和精確。
所述的數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊，其特征在于所述的最大輸出功率 時工作頻率是根據(jù)諧振頻率進(jìn)行標(biāo)定的?？刂茊纹瑱C(jī)設(shè)置脈沖頻率調(diào)節(jié)范圍時，對于最大 功率對應(yīng)的頻率應(yīng)該按照整機(jī)諧振頻率進(jìn)行確定，根據(jù)需要確定工作頻率與諧振頻率相差1 % 50%，由于越接近諧振頻率，整機(jī)發(fā)熱越小，因此按照該方法標(biāo)定工作頻率可以達(dá)到 減少整機(jī)發(fā)熱、提高效率的目的?，F(xiàn)有電磁加熱設(shè)備的工作頻率選擇距離諧振頻率點(diǎn)很遠(yuǎn)， 一般工作頻率與諧振頻率相差50% 70%，這樣雖然便于生產(chǎn)，但是設(shè)備自身發(fā)熱十分嚴(yán) 重。
所述的數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊，其特征在于所述的數(shù)字式高頻開 關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊具有串行通訊接口，通過串行通訊接口，產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員可以 控制數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊的工作，也可以接收控制數(shù)字式高頻開關(guān) 電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊返回的工作狀態(tài)，從而達(dá)到便于產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員根據(jù)用戶實(shí)際需要進(jìn)行產(chǎn)品二次開發(fā)的目的。現(xiàn)有電磁加熱設(shè)備沒有為二次開發(fā)提供專用的串行通訊接口， 因此無法實(shí)現(xiàn)二次開發(fā)的目標(biāo)。
所述的數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊，其特征在于所述的數(shù)字式高頻開 關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊具有模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，模塊整體IP防護(hù)等級達(dá)IP44，模塊 本身充分考慮了通風(fēng)散熱的要求，體積小，便于安裝，從而達(dá)到便于產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員根據(jù)用 戶需要合理布置電源系統(tǒng)集成模塊在產(chǎn)品中的位置?，F(xiàn)有電磁加熱設(shè)備由于集成度不高， 因此不采用模塊化設(shè)計(jì)，而是采用整機(jī)一體化設(shè)計(jì)，導(dǎo)致產(chǎn)品通用型差，生產(chǎn)、維護(hù)不便。
本發(fā)明技術(shù)效果如下
本發(fā)明涉及一種數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊，屬于數(shù)字控制高頻開關(guān)
電源技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明是由整流濾波電路、逆變電路、IGBT驅(qū)動隔離電路、輸入相電流采 樣電路、IGBT電流采樣電路、IGBT驅(qū)動電路、控制單片機(jī)、功率控制器、IGBT溫度檢測 電路、鍋底溫度檢測電路、串行通訊接口、加熱線圈、電源模塊整體結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，其工作 過程是由數(shù)字式脈沖頻率調(diào)制與脈沖寬度調(diào)制相結(jié)合的控制方法，通過檢測功率控制器信 號及其他采樣和反饋信號，控制單片機(jī)確定逆變電路開通的脈沖寬度和脈沖頻率，經(jīng)IGBT 驅(qū)動電路放大后，再經(jīng)IGBT驅(qū)動隔離電路驅(qū)動逆變電路，通過加熱線圈產(chǎn)生高頻磁場，使 其輸出滿足電磁加熱需要的輸出功率。其特征是電源系統(tǒng)集成模塊功率控制采用調(diào)頻調(diào)脈 寬并用的形式使得功率調(diào)節(jié)平滑均勻，逆變電路功率半導(dǎo)體過流單脈沖保護(hù)方法提高了可 靠性，最大輸出功率時工作頻率根據(jù)諧振頻率標(biāo)定使得整機(jī)發(fā)熱大大降低，串行通訊接口 便于產(chǎn)品設(shè)計(jì)廠家進(jìn)行二次開發(fā)、精巧可靠方便的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)便于用戶根據(jù)需要合理 布置電源系統(tǒng)集成模塊在產(chǎn)品中的位置。
采用本發(fā)明所述數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊的電磁加熱設(shè)備具有功率 大、效率高、體積小、重量輕、穩(wěn)定可靠、便于二次開發(fā)等效果；本發(fā)明能提高設(shè)備的功 率調(diào)節(jié)平滑度、效率，降低體積重量和發(fā)熱，提高整機(jī)可靠性，還可以大大簡化具體產(chǎn)品 開發(fā)的過程，降低產(chǎn)品開發(fā)難度，便于產(chǎn)品系列化，從而使電磁加熱產(chǎn)品在適應(yīng)性、可靠 性、功率調(diào)節(jié)平穩(wěn)性、產(chǎn)品開發(fā)簡便等方面得到很大提高。


圖1為一種應(yīng)用本發(fā)明的數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊電路結(jié)構(gòu)框圖。 如圖所示，其中l(wèi)為整流濾波電路，2為逆變電路，3為IGBT驅(qū)動隔離電路，4為輸 入相電流采樣電路，5為IGBT電流采樣電路，6為IGBT驅(qū)動電路，7為控制單片機(jī)，8為功率控制器，9為IGBT溫度檢測電路，IO為鍋底溫度檢測電路，ll為串行通訊接口， 12
為加熱線圈。
圖2為數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊中逆變電路功率半導(dǎo)體過流單脈沖 保護(hù)電路結(jié)構(gòu)框圖。
如圖所示，其中1為IGBT管電流傳感器，2為IGBT電流檢測前置放大電路，3為IGBT 過流閉鎖電路，4為IGBT驅(qū)動隔離電路。
圖3為為一種應(yīng)用本發(fā)明的最大輸出功率達(dá)16千瓦的數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系 統(tǒng)集成模塊外形結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖所示內(nèi)容對本發(fā)明及其應(yīng)用作進(jìn)一步的闡述。
如圖1所示，應(yīng)用本發(fā)明的數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊，它是由整流 濾波電路l、逆變電路2、 IGBT驅(qū)動隔離電路3、輸入相電流采樣電路4、 IGBT電流采樣 電路5、 IGBT驅(qū)動電路6、控制單片機(jī)7、功率控制器8、 IGBT溫度檢測電路9、鍋底溫 度檢測電路IO、串行通訊接口 11、加熱線圈12、電源模塊整體結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，其工作過程是 由數(shù)字式脈沖頻率調(diào)制與脈沖寬度調(diào)制相結(jié)合的控制方法，通過檢測功率控制器8信號及 其他采樣和反饋信號，控制單片機(jī)7確定逆變電路2開通的脈沖寬度和脈沖頻率，經(jīng)IGBT 驅(qū)動電路6放大后，再經(jīng)IGBT驅(qū)動隔離電路3驅(qū)動逆變電路2，通過加熱線圈12產(chǎn)生高 頻磁場，使其輸出滿足電磁加熱需要的輸出功率。
數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊使用的數(shù)字脈沖調(diào)制控制方法是由控制單 元根據(jù)功率調(diào)節(jié)器8信號確定當(dāng)前的脈沖頻率和脈沖寬度，同時結(jié)合輸入相電流釆樣電路4 采集的輸入電流確定在有效距離內(nèi)是否存在可以被加熱物體，如果此時輸入電流小于設(shè)定 值，則采用預(yù)先設(shè)定的脈沖頻率和脈沖寬度方式進(jìn)行輸出控制，以檢測可被加熱物體是否 在有效距離內(nèi)。 一旦發(fā)現(xiàn)存在有效的可被加熱物體，控制單片機(jī)7將逐步調(diào)節(jié)輸出達(dá)到根 據(jù)功率調(diào)節(jié)器8信號確定的脈沖頻率和脈沖寬度，脈沖調(diào)制信號由控制單片機(jī)7發(fā)出，經(jīng) IGBT驅(qū)動電路6放大后，再經(jīng)IGBT驅(qū)動隔離電路3驅(qū)動逆變電路2，通過加熱線圈12產(chǎn) 生高頻磁場，使其輸出滿足電磁加熱需要的輸出功率。
如圖2所示，數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊使用的逆變電路功率半導(dǎo)體 過流單脈沖保護(hù)方法是由IGBT管電流傳感器1實(shí)時采集流過IGBT的電流，由IGBT電流 檢測前置放大電路2對信號加以處理，傳送給過流驅(qū)動閉鎖電路3，如果發(fā)現(xiàn)IGBT電流過大，則立即將信號發(fā)送給IGBT驅(qū)動隔離電路4，由IGBT驅(qū)動隔離電路4關(guān)斷IGBT輸出， 從而達(dá)到保護(hù)IGBT的目的。
數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊使用的最大輸出功率時工作頻率是根據(jù)諧 振頻率進(jìn)行標(biāo)定的。控制單片機(jī)設(shè)置脈沖頻率調(diào)節(jié)范圍時，對于最大功率對應(yīng)的頻率應(yīng)該 按照整機(jī)諧振頻率進(jìn)行確定，根據(jù)需要確定工作頻率與諧振頻率相差1% 50%，由于越接 近諧振頻率，整機(jī)發(fā)熱越小，因此按照該方法標(biāo)定工作頻率可以達(dá)到減少整機(jī)發(fā)熱、提高 效率的目的。
數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊具有串行通訊接口，通過串行通訊接口， 產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員可以控制數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊的工作，也可以接收控 制數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊返回的工作狀態(tài)，從而達(dá)到便于產(chǎn)品設(shè)計(jì)人 員根據(jù)用戶實(shí)際需要進(jìn)行產(chǎn)品二次開發(fā)的目的。
如圖3所示，數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊具有模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，模 塊整體IP防護(hù)等級達(dá)IP44，模塊本身充分考慮了通風(fēng)散熱的要求，體積小，便于安裝，從 而達(dá)到便于產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員根據(jù)用戶需要合理布置電源系統(tǒng)集成模塊在產(chǎn)品中的位置。
采用本發(fā)明所述電磁加熱用電源模塊的電磁加熱設(shè)備具有功率大、效率高、體積小、 重量輕、穩(wěn)定可靠、便于二次開發(fā)等效果；本發(fā)明能提高設(shè)備的功率調(diào)節(jié)平滑度、效率， 降低體積重量和發(fā)熱，提高整機(jī)可靠性，還可以大大簡化具體產(chǎn)品開發(fā)的過程，降低產(chǎn)品 開發(fā)難度，便于產(chǎn)品系列化，從而使電磁加熱產(chǎn)品在適應(yīng)性、可靠性、功率調(diào)節(jié)平穩(wěn)性、 產(chǎn)品開發(fā)簡便等方面得到很大提高。
權(quán)利要求
1、數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊，它是由整流濾波電路、逆變電路、IGBT驅(qū)動隔離電路、輸入相電流采樣電路、IGBT電流采樣電路、IGBT驅(qū)動電路、控制單片機(jī)、功率控制器、IGBT溫度檢測電路、鍋底溫度檢測電路、串行通訊接口、加熱線圈、電源模塊整體結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，其工作過程是由數(shù)字式脈沖頻率調(diào)制與脈沖寬度調(diào)制相結(jié)合的控制方法，通過檢測功率控制器信號及其他采樣和反饋信號，控制單片機(jī)確定逆變電路開通的脈沖寬度和脈沖頻率，經(jīng)IGBT驅(qū)動電路放大后，再經(jīng)IGBT驅(qū)動隔離電路驅(qū)動逆變電路，通過加熱線圈產(chǎn)生高頻磁場，使其輸出滿足電磁加熱需要的輸出功率。其特征是電源系統(tǒng)集成模塊功率控制采用調(diào)頻調(diào)脈寬并用的形式使得功率調(diào)節(jié)平滑均勻，逆變電路功率半導(dǎo)體過流單脈沖保護(hù)方法提高了可靠性，最大輸出功率時工作頻率根據(jù)諧振頻率標(biāo)定使得整機(jī)發(fā)熱大大降低，串行通訊接口便于產(chǎn)品設(shè)計(jì)廠家進(jìn)行二次開發(fā)、精巧可靠方便的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)便于用戶根據(jù)需要合理布置電源系統(tǒng)集成模塊在產(chǎn)品中的位置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊，其特征在于所 述的數(shù)字脈沖調(diào)制控制方法是由控制單元根據(jù)功率調(diào)節(jié)器信號確定當(dāng)前的脈沖頻率和脈沖 寬度，同時結(jié)合輸入相電流采樣電路采集的輸入電流確定在有效距離內(nèi)是否存在可以被加 熱物體，如果此時輸入電流小于設(shè)定值，則采用預(yù)先設(shè)定的脈沖頻率和脈沖寬度方式進(jìn)行 輸出控制，以檢測可被加熱物體是否在有效距離內(nèi)。 一旦發(fā)現(xiàn)存在有效的可被加熱物體， 控制單片機(jī)將逐步調(diào)節(jié)輸出達(dá)到根據(jù)功率調(diào)節(jié)器信號確定的脈沖頻率和脈沖寬度，脈沖調(diào)制信號由控制單片機(jī)發(fā)出，經(jīng)IGBT驅(qū)動電路放大后，再經(jīng)IGBT驅(qū)動隔離電路驅(qū)動逆變電 路，通過加熱線圈產(chǎn)生高頻磁場，使其輸出滿足電磁加熱需要的輸出功率。功率調(diào)節(jié)器在 調(diào)節(jié)范圍內(nèi)是連續(xù)可調(diào)的，因此輸出功率的控制也是從最小到最大連續(xù)可調(diào)?，F(xiàn)有功率調(diào) 節(jié)的方法采用的是分段調(diào)頻的方式，功率調(diào)節(jié)不平滑，給使用者帶來不便，部分電磁加熱 設(shè)備沒有檢測可被加熱物體是否在有效距離內(nèi)的功能，這樣會增大電磁輻射，并帶來安全 隱患。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊，其特征在于所 述的逆變電路功率半導(dǎo)體過流單脈沖保護(hù)方法是由IGBT管電流傳感器實(shí)時采集流過IGBT 的電流，由IGBT電流檢測前置放大電路對信號加以處理，傳送給過流驅(qū)動閉鎖電路，如果 發(fā)現(xiàn)IGBT電流過大，則立即將信號發(fā)送給IGBT驅(qū)動隔離電路，由IGBT驅(qū)動隔離電路關(guān)斷 IGBT輸出，從而達(dá)到保護(hù)IGBT的目的?，F(xiàn)有的IGBT過流保護(hù)方式中，IGBT電流采樣的位 置不同，但不如上述方法快速和精確。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊，其特征在于所 述的最大輸出功率時工作頻率是根據(jù)諧振頻率進(jìn)行標(biāo)定的。控制單片機(jī)設(shè)置脈沖頻率調(diào)節(jié) 范圍時，對于最大功率對應(yīng)的頻率應(yīng)該按照整機(jī)諧振頻率進(jìn)行確定，根據(jù)需要確定工作頻 率與諧振頻率相差1% 50%，由于越接近諧振頻率，整機(jī)發(fā)熱越小，因此按照該方法標(biāo)定 工作頻率可以達(dá)到減少整機(jī)發(fā)熱、提高效率的目的?，F(xiàn)有電磁加熱設(shè)備的工作頻率選擇距 離諧振頻率點(diǎn)很遠(yuǎn)， 一般工作頻率與諧振頻率相差50% 70%，這樣雖然便于生產(chǎn)，但是 設(shè)備自身發(fā)熱十分嚴(yán)重。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊，其特征在于所 述的數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊具有串行通訊接口，通過串行通訊接口， 產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員可以控制數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊的工作，也可以接收控 制數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊返回的工作狀態(tài)，從而達(dá)到便于產(chǎn)品設(shè)計(jì)人 員根據(jù)用戶實(shí)際需要進(jìn)行產(chǎn)品二次開發(fā)的目的。現(xiàn)有電磁加熱設(shè)備沒有為二次開發(fā)提供專 用的串行通訊接口，因此無法實(shí)現(xiàn)二次開發(fā)的目標(biāo)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊，其特征在于所 述的數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊具有模塊化的結(jié)lt設(shè)計(jì)，模塊整體IP防護(hù) 等級達(dá)IP44，模塊本身充分考慮了通風(fēng)散熱的要求，體積小，便于安裝，從而達(dá)到便于產(chǎn) 品設(shè)計(jì)人員根據(jù)用戶需要合理布置電源系統(tǒng)集成模塊在產(chǎn)品中的位置?，F(xiàn)有電磁加熱設(shè)備 由于集成度不高，因此不采用模塊化設(shè)計(jì)，而是采用整機(jī)一體化設(shè)計(jì)，導(dǎo)致產(chǎn)品通用型差， 生產(chǎn)、維護(hù)不便。
全文摘要
數(shù)字式高頻開關(guān)電磁加熱電源系統(tǒng)集成模塊，由整流濾波電路、逆變電路、IGBT驅(qū)動隔離電路、輸入相電流采樣電路、IGBT電流采樣電路、IGBT驅(qū)動電路、控制單片機(jī)、功率控制器、IGBT溫度檢測電路、鍋底溫度檢測電路、串行通訊接口、加熱線圈、電源模塊整體結(jié)構(gòu)所構(gòu)成。電源系統(tǒng)集成模塊功率控制采用調(diào)頻調(diào)脈寬并用的形式使得功率調(diào)節(jié)平滑均勻，逆變電路功率半導(dǎo)體過流單脈沖保護(hù)方法提高了可靠性，最大輸出功率時工作頻率根據(jù)諧振頻率標(biāo)定使得整機(jī)發(fā)熱大大降低。
文檔編號H05B6/04GK101437333SQ200710177478
公開日2009年5月20日 申請日期2007年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月16日
發(fā)明者仲維濱, 冰 姜, 姜明建, 勤 孫 申請人:青島雅合科技發(fā)展有限公司