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简单的电磁加热电路图大全(加热开关控制变频电源电路图详解) - 全文

文章来源:亚洲城人气:发表时间:2018-11-13 04:20

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  简单的电磁加热电路图大全(加热开关控制/变频电源电路图详解) - 全文

  本文主要介绍了简单的电磁加热电路图大全(加热开关控制/变频电源电路图详解)。电磁感应加热的基本过程,可以看出实现电磁感应加热至少需要整流单元、功率开关管、功率开关管驱动控制单元、加热线圈单元及锅具等部件。为保障电磁炉的可靠稳定工作,我们主要为IGBT提供过热、过流、过压三种保护:IGBT的导通损耗主要由IGBT可靠导通时C、E极间的电压VCE(sat)决定,VCE(sat)越小,导通损耗越小,而VCE(sat)与G极的驱动电压和可靠导通时流过IGBT的电流有关。另外IGBT导通瞬间C、E极间的电压uCE会产生尖峰电流致使IGBT发热。

  上图电磁感应加热的基本过程,可以看出实现电磁感应加热至少需要整流单元、功率开关管、功率开关管驱动控制单元、加热线圈单元及锅具等部件。

  另外,为了使形成闭环的功率控制及电磁感应加热产品化,还需要电流及电压反馈单元、风扇驱动单元及按键显示等用户界面单元。

  由于在方式(1)中,电源只在S1导通时对电感充电,而在方式(2)中,电源在两个开关管导通时都对电感充电,因而在相同参数条件下,方式(2)可以提供更大的功率。

  现在的电磁炉基本上采用LC串联谐振的电路结构,而其功率开关管基本上都用IGBT(insulatedgatebipolartransistor,绝缘栅双极晶体管。

  在电磁炉中,IGBT是所有部件中最关键的部件,因而在此我们有必要了解一下IGBT的基本性能,由于我们的产品基本上都用infineon公司的IGBT,故以infineon公司IH20T120为例说明IGBT的基本性能。

  为保障电磁炉的可靠稳定工作,我们主要为IGBT提供过热、过流、过压三种保护:

  IGBT的导通损耗主要由IGBT可靠导通时C、E极间的电压VCE(sat)决定,VCE(sat)越小,导通损耗越小,而VCE(sat)与G极的驱动电压和可靠导通时流过IGBT的电流有关。另外IGBT导通瞬间C、E极间的电压uCE会产生尖峰电流致使IGBT发热。

  IGBT的关断损耗主要取决于关断时的电流大小及关断速度,由于IGBT的G、E极间存在寄生电容CGE及驱动电路内阻,使得IGBT的驱动电压在关断过程中不能很快的下降,因而可能会导致IGBT工作在放大区。

  (1)当不加热时,CPU 19脚输出低电平(同时13脚也停止PWM输出), D18导通,将V8拉低,另V9》V8,使IGBT激励电路停止输出,IGBT截止,则加热停止。

  (2)开始加热时, CPU 19脚输出高电平,D18截止,同时13脚开始间隔输出PWM试探信号,同时CPU通过分析电流检测电路和VAC检测电路反馈的电压信息、VCE检测电路反馈的电压波形变化情况,判断是否己放入适合的锅具,如果判断己放入适合的锅具,CPU13脚转为输出正常的PWM信号,电磁炉进入正常加热状态,如果电流检测电路、VAC及VCE电路反馈的信息,不符合条件,CPU会判定为所放入的锅具不符或无锅,则继续输出PWM试探信号,同时发出指示无锅的报知信息(祥见故障代码表),如1分钟内仍不符合条件,则关机。

  下面介绍两种实用型的高频加热变频电源。图1给出了输出频率为200kHz、输出功率为1W的封口机用高频加热变频电源的主电路原理图。

  220v的交流电经二极管和电容滤波后,得到直流电压,作为全桥逆变电路的直流侧输入电压。1GBT全桥逆变电路将直流变换成200kHz的交流电。将第四代IGBT用于软开关谐振式逆变电路中,其开关频率可达400kHz以上。变压器的作用是变压和使负载与加热线圈匹配。加热线圈采用多股漆包线绕制成圆形空心线为驱动及保护电路的原理图。图1中高频电流互感器TA对谐振电流进行采样,该采样电流信号经图2中的快恢复二极管V5~V8的全桥整流、电容C4的滤波、电阻Rl3和R15的分压,在过二极管V9加到SG3525A的引脚10(强制关断端)上,起到电流保护作用。电容器C4滤波后的电流信号,再经过电容C5的滤波、RP和R16的分压送至SG3525A的引脚l(误差放大器反相信号输入端),调节电位器RP,可调节输出功率和控制加热速度。SG3525A是PWM控制集成电路,输出电流大于200mA,输出脉冲电流可达土500mA,可以直接驱动IGBT。输出PWM脉冲信号频率最高可达500kHz。具有软启动功能。

  整机采用自然冷却,为了降低空载时的功耗,在系统中增加一个检测被加热件是否通过加热线圈的检测电路。当没有被加热件通过加热线圈时,继电器K的常闭触点闭合,SG3525A引脚16(基准电压端)输出的5V电压加到引脚10,PWM锁存器关断,主电路输出关断。当被加热件从加热线圈内通过时,检测电路输出信号将继电器K的常闭触点打开,SG3525A引脚16的5V电压不再加到引脚10,PWM锁存器去锁,系统处于加热状态。

  图3给出了另外一种高频加热变频电源的实例。这是一种金属针布高频感应加热变频电源的原理图。图中的主电路是二极管整流串联谐振式1GBT逆变电路。该电路的主要特点是工作在软开关状态,其工作原理在本站的相关文章中有介绍。

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