感应加热电源电路的制作方法

专利名称：感应加热电源电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电器产品，具体的说是一种感应加热电源电路。
背景技术：
传统的加热电源是采用电阻丝加热方式，其热效率很低，这种加热方式主要 是靠接触传导来传递热能，用电阻丝制成的各种加热板或加热圈，只有一个面 接触到需要加热的部位，造成了很大一部分热能耗散在空气中了，不仅造成了 能源的损失，而且由于电阻式直接与被加热体接触，可能导致漏电造成人员伤 亡，由于电阻丝加热本身会发热，不仅易损坏而且维护费用高，而且可能引起 火灾而造成不必要的经济损失等。
从包括中国专利在内的有关资料检索表明，目前己有一些成果和专利。如专
利申请号为200610149995.3， 200520100520.6, 200510041878.0等,但都仅仅局
限在局部结构中应用,尚见到一种通用的感应加热电源的相关报道。

实用新型内容
为了克服现有技术的空缺，本实用新型的目的是要提出一种利用电磁感应 的原理，设计的一种通用的感应加热电源电路。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是由主控部分与功率部分 构成的一种感应加热电源电路，其特征是主控部分有开关电源及驱动部分、 振荡激励部分、相位及电压锁定、负载过小检测、负载过大检测、限压保护、 限流保护、软启动部分、温度保护部分组成；功率部分由全桥功率管组成的核 心部分与传感器组成。 一、主控部分
①开关电源及驱动部分
市电AC 220V经过R12及电阻Rll，联接到电容Cll的两端及共模电感Tl 两端，共模电感T1的另外两端接至电容C12两端，再联接到整流桥B，整流桥
B正极与电解电容C4的正极相联接，整流桥B的负极与电解电容C4的负极相联 接至热地，电阻R3与电解电容C4的两端相联、电容C5、电阻R3与齐纳二极管 D5的一端相联接接至变压器T2的初级绕组，另一端相联接至二极管D4， 二极 管D4的另一端接至变压器T2初级绕组的另一端，接至开关管Ul的3脚，开关 变压器Tl的DC次级绕组一端接到二极管D6， 二极管D6的一端接电解电容C7 的正极，开关变压器的DC次级绕组的另一端为DC冷地，经过二极管D6，电容 C7、电感L2、电解电容C8后，DC电压通过电阻R15串接R16，经稳压二极管 TL431后，通过电阻R5、 RIO、电容C6反馈，接至光耦U2的1脚，反馈绕组的 一端接至热地，另一端接到二极管D2的一端，D2的另一端接到U2的3脚，U2 的4脚，接到电解电容C15的正极及电容C9的一端，接到开关管Ul的2脚， 电解电容C15的负极与电阻R9相联接，R9与C9的另一端接至热地，次级绕组 I的一端接至二极管Dll的一端，Dll的另一端接电感Ll的一端，U的另一端 接电解电容C2的正极、Cl、 Rl的一端，变压器的该绕组的另一端与C2的负极、 Cl及Rl的另一端相联，次级绕组II的一端接至二极管D12的一端，D12的另一 端接电感L12的一端，L12的另一端接电解电容C22的正极、C32、 R32的一端， 变压器的该绕组的另一端与C22的负极、C32及R32的另一端相联，次级绕组III 的一端接至二极管D13的一端，D13的另一端接电感L13的一端，L31的另一端 接电解电容C32的正极、C23、 R33的一端，变压器的该绕组的另一端与C32的 负极、C23及R33的另一端相联，次级绕组IV的一端接至二极管D14的一端， D14的另一端接电感L14的一端，L14的另一端接电解电容C34的正极、C24、 R34的一端，变压器的该绕组的另一端与C34的负极、C24及R34的另一端相联， 再接电解电容C3的正极及U4的1脚输入端，U4的3脚接电阻R17、 二极管D9 的一端，电阻R17与二极管D9的另一端接到U4的2脚，电解电容C16的正极 与R18的一端与U4的2端，电解电容C16的负极与R18的一端接至C12的负极
端，即该绕组的冷地端，输出4组的直流电压，四组电压经过由集成块U4及电 阻R17、 R18、 二极管D9组成的外部稳压电路，将四组的电压稳压，由振荡电路 产生的四组驱动脉冲，通过IGBT专驱芯片U3后，输出四组驱动，分别与功率 板的驱动l、驱动2、驱动3、驱动4相联接。 ②振荡激励部分
振荡激励部分由集成块IC E ,电阻R83、 R64、 R105,电容C40,集成块 IC E是20脚为控制芯片，集成块IC E的16、 10脚为电源输入端，IC E的20 脚接地，ICE的19脚接电容C40的一端，另一端接地，ICE的18脚接、R105、 R64、 R83的一端，R105的另一端接地，R64、 R83的另一端相联后，接光耦U2 的3脚，U2的4脚接地，IC E的17脚接R109， R109另端接地，IC E的15脚 接R106, R106的另一端接地，IC E的9脚接电阻R124， R124的另一端接电源 部分输出5的正极，电解电容C46的正极接电源部分输出5的正极，C46的负极 接地，IC E的4脚接电容C29， C29的另一端与地相联接，IC E的5脚与电阻 R108联接，R108的另一端与地相联接，IC E的3脚与电阻R100相联，R100的 另一端与地相联接，二极管D5 —端与IC E的2脚相联，另一端与电阻R37相 联接，R37的另一端与地相联接，ICE的7、 8、 12、 13脚输出四组驱动波形， IC E的7脚与IC A的3脚相联接，IC E的12脚与电阻R113相联，R113的另 一端与IC J的1脚相联接，IC E的6脚接U5的3脚，U5的2、4脚接地，U5 的1脚与D6和R46的联接点相联接。
③相位及电压锁定
该部分由集成块IC A、电阻R2、电容Cl、 C7、 C12组成，集成块IC E的 12脚接电阻R118的一端，电阻R118的另一端接到集成±央IC J的1脚，IC J 的2、 3脚与电容CU的一端相联，电容C11与电阻R49、电位器R103的一端 联接，电阻R49与电位器R103分别接IC J的4、 5脚，IC J的6脚接至其9脚，
8脚、ll脚相联接，其10脚接到IC F的3脚，IC J的l、 2接DC电源，7脚 接地；调节电位器R103，集成块ICE的7脚接电容C12联接，电容C12的另一 端接IC A的13脚，输出电压13接至集成块IC A的3脚相位比较器的一个输入 端，与集成块IC E第8脚锁定；其中IC A的16脚接电源，9脚与电容C1、电 阻R2相联，电阻另一端与电容C7的一端相联，电容C7的另一端接地，ICA的 其他脚悬空。
④ 负载过小检测
该部分由传感器，集成块IC F、电阻R98、 R17、 R13、 R14、 R75、 R107、 R18、电容C42、 C16，集成块ICB组成。
ICF为16脚的相位电压比较器，其1脚接电阻R17的一端，R17与R98串 联接地，其5、 8脚接地，其6、 7脚之间串接了电容C42， 13与9脚串接了电 阻R13， 10、 11、 12脚分别接电阻R107、 R75、 R14的一端，R107、 R75、 R14 的另一端接地，IC F的14脚接至传感器的采样电路。
IC B的1、 2脚相联接至电阻R5的一端，R5的另一端接R3， R3的另一端 与R8、R9、 C21的一端相联接，电容C21的另一端接地；IC B的3脚与电阻R10 联接，电阻R10的另一端接至IC A的9脚；IC B的4接DC电源，DC接Rll 的一端，Rll的另一端接5脚，电容C20的一端接IC B的5脚，另一端接地， 电阻R12与电容C39串联后，电阻R12的另一端接IC B的6、 7脚，电容C39 的另一端接地，电容C36与电阻R4串联后，电阻R4的另一端接ICB的14脚， 电容C36的另一端接地；IC B的13与14脚之间串接了电阻R6， IC B的12脚 接电阻R7的一端，R7的另一端，接电容C19、 R18的一端，电容C19另一端接 地，电阻R8的另一端与R9相联接。
⑤ 负载过大检测
该部分由传感器，集成块IC F、电阻R98、 R17、 R13、 R14、 R75、 R107、
R18、电容C42、 C16,集成块ICK组成，IC F为16脚的相位电压比较器，其l 脚接电阻R17的一端，R17与R98串联接地，其5、 8脚接地，其6、 7脚之间 串接了电容C42， 13与9脚串接了电阻R13， 10、 11、 12脚分别接电阻R107、 R75、 R14的一端，R107、 R75、 R14的另一端接地，IC F的14脚接至传感器的采样电 路。
IC B的1、 2脚相联接至电阻R5的一端，R5的另一端接R3， R3的另一端 与R8、R9、 C21的一端相联接，电容C21的另一端接地；ICB的3脚与电阻R10 联接，电阻R10的另一端接至IC A的9脚；IC B的4接DC电源，DC接Rll 的一端，Rll的另一端接5脚，电容C20的一端接IC B的5脚，另一端接地， 电阻R12与电容C39串联后，电阻R12的另一端接IC B的6、 7脚，电容C39 的另一端接地，电容C36与电阻R4串联后，电阻R4的另一端接ICB的14脚， 电容C36的另一端接地；IC B的13与14脚之间串接了电阻R6， IC B的12脚 接电阻R7的一端，R7的另一端，接电容C19、 R18的一端，电容C19另一端接 地，电阻R8的另一端与R9相联接。
ICK的1、 2脚与电阻R114相联，R114的另一端与电容C23、电阻R76相 联，电容C23的另一端接地，IC K的3脚与电阻R68相联，R68的另一端与电 容C6、电阻R72联接，电容C6的另一端接地，R72的另一端与电容C32相联至 ICF的10脚，电容C32的另一端接地，IC K的4脚为电源输入端，其5脚与 R72相联接，R72的另一端接至电容C33及ICE的2脚，电容C33的另端接地； ICK的6、 7脚、电阻R125、电容C35相联接，电阻R125与电阻R80相联，R80 与电容C34的一端相联接，C34的另一端接地，IC K的8脚与电阻R22、 R23相 联，R22的另一端接二极管D8， D8的另一端接电阻R26、电阻R81及ICI的11 脚，R13的另一端接LED， LED的另一端接地，IC K的9脚接电阻R70, R10的 另一端与电容C47、电阻R69相联接，电容C47的另一端接地，R69的另一端与
电容C37、电阻R45相联接至ICK的12脚，电阻R45与电容的C37的另一端接 地，ICK的11脚为接地端，IC K的14脚与二极管D7相联接，D7的另一端接 至电阻R81与二极管D8的联接端。 ⑥限压保护
该部分由集成块IC D、 IC G、 IC H、 IC I、 Ul及传感器组成，采样电路接 于J4， J4的一端接地，另一端与二极管D10联接，D10的另一端接电解电容C10 的正极、电容C27、电位器R115的一端，电容CIO、 C27、电位器R115的另一 端接地，电位器的中点与m的1脚相联，Ul的2脚接地，Ul的3脚接，4脚接 电阻R92后接至IC D的8脚；R60与R28串联后接至IC K的1脚与14脚之间， R93与R29串联后接至2脚与13脚之间，R59与R88串联后，接至IC D的2、 4 脚，ICD的5脚，接R27的一端，R27的另一端与R89、 C3相联，C3另一端接 地，肪9的另一端接R86与R34的联接点，IC D的6脚与二极管Dl、 D2、电容 C15、电阻R52相联接，电容C15、电阻R52的另一端接地，二极管Dl与D2的 两端与传感器的相联，R56的一端与IC的9脚相联接，另一端接至电容CIO、 电阻R84、 R85的联接点，R58的一端与IC的11脚相眹接，另一端接至电容Cll、 电阻R86、 R34的联接点，IC D的12脚接地。
电阻R43接至IC G的1脚，另一端接至IC I的2脚，电阻R44 —端接至 IC G的2脚，另一端接至IC H的4脚，IC G的3脚接到电容C22与R35的联 接点，电容C22接受电源，R35接地，ICG的4脚接地，ICG的5脚为电源输 入端，ICG的6脚，接电阻R97，电阻R97的另一端接地，IC G的7脚接电容 C26与电阻R36的联接点，电阻的另一端接地，电容的另一端接电源，ICG的8 脚接地，电阻R40—端接IC G的9脚，另一端接ICH的3脚，电阻R39—端 接ICG的10脚，另一端接ICH的1脚，IC G的11脚接至电容C18与R32的 联接点，电容C18的另一端接电源，电阻R32的另一端接地，电阻R94接IC G
的12脚，另一端接地，ICG的13悬空，ICG的14脚接地，ICG的15脚接至 电阻R31与电容C17的联接点，电容C17另一端接电源，电阻R31的另一端接 地；IC G的16脚为电源输入端。
IC H的2脚与IC I的10相联接，IC H的5、 7脚接地，IC H的6脚、8 脚相联接，电阻R41、 R61与IC H的8脚联接，电阻R41的另一端接地，电阻 R61的另一端与电容C24相联，电容C24另一端接地；IC H的10、 12相联接， ICH的ll、 13脚相联接，ICH的14脚为电源的输入端；ICI的7、 8脚接地， 9、 13脚相联接，14脚为电源的输入端。
⑦ 限流保护
该部分由集成块IC C、 IC G、 IC H、 IC I及传感器电流采样构成，传感器 的电流采样线圈与Jl的l、 2相联接后，联接于电位器R102的1端，R102的3 端与地联接，R102的2端接于电阻R51与电容C13的联接点，C13的另一端接 地，R51与ICC的4脚相联接，电阻R54与ICC的5脚相联接，另一端接于电 阻R55与R82的联接点，R55的另一端接电源，R82的另一端接地；IC C的3 脚电源输入端，电阻R48—端接于ICC的2脚，另一端接于ICC的4脚，IC C 的2脚与电阻R25、 R26与电容C8的联接点联接，R25的另一端接电源，电阻 R26与电容C8的另一端接地。
⑧ 软启动部分
软启动部分由IC E内部集成与外部由电容C45构成，C45的正极与IC E 的6脚联接，C45的负极接地。
⑨ 温度保护
温度保护由温控开关J3、集成块IC G、 IC H、 IC I构成，温控开关J3 — 端接电源，另一端接二极管D9， D9的另一端接电阻R81与二极管D8的联接点。 二、功率部分
① 核心部分
该核心部分由功率管IGBT的全桥组成，三相电A、 B、 C接至三相全桥D的 输入端的整流桥，整流桥的正极与电抗器一端联接，电抗器的另一端与串联的 滤波电容Cl和C2， C3和C4， C5和C6的正极相联，C2、 C4、 C6的负极接至整 流桥的负极，功率管Ql的E极和Q2的Q极、Q3的E极和Q4的Q极串接后分别 接至Ql、 Q3的Q极和Q2、 Q4的E极分别与三相整流桥的正极与负极联接，负 载一端接至Q1的E极，另一端接至传感器，传感器的另一端接Q3的E极。
② 传感器
传感器集成了电流采样、电流相位采样、电压采样电路。
所述的电抗器为无功功率补偿的电感。
所述的采样为采样线圈。
本实用新型的加热电源电路采用三相四线的输入方式，整流后，通过电抗 器进行无功功率补偿及谐波的处理，从而改善了功率因数，大大的减少了无功 功率，再经过电容滤波，其核心部分为大功率的IGBT全桥组成。本实用新型控 制部分采用四组驱动，使大功率的功率管，保持在零电压开关状态，损耗最小， 安全区大，进一步地提高了工作效率；并通过传感器，由锁相环完成相位同步 的自动控制，自动跟踪金属导体的固有频率及其参数的变化，控制部分通过传 感器对负载进行电流采样、电流相位采位、电压采样、缺相采样，温度采样， 并综合了各种保护电路，使该加热电源工作处于安全且效率高的方式中，从而 避免了传统电阻丝加热方式存在的各种安全隐患。
本实用新型的产品可以广泛地应用到塑料用的吹膜机、拉丝机、注塑机、 造粒机，橡胶用挤出机、硫化机、电缆挤出机、石油加热，以及人们日常生活 中的澡堂加热等方方面面。
本实用新型的有益效果是由于本实用新型采用了LC串联谐振的方式，工
作时，功率输出部分把直流电压逆变成25KHz的超音频交变磁场。该超音频交 变磁场产生的磁力线通过保温绝缘材料后，通过负载作用到金属材料制成的被 加热物体上。该金属物体在感应到超音频交变磁场后在金属内部产生涡流，发 热升温，从而对金属导体进行了热处理，热损耗小，替代了传统以电阻丝的加 热方式。因此，本实用新型的产品负载线圈本身不发热，线圈不会因为本身发 热而起安全隐患。同时本实用新型综合了各种保护电路，产品的寿命更长久； 负载以电磁感应的方式对金属导体进行热处理，热损耗小，加热效果好；工作 频率设定为25KHz左右的超音频范围，不会产生影响生产环境的噪音，也不会 对人体产生影响；釆用保温系统，进一步提高热能的利用率，进一步的节省了 电能。

以下通过附图和具体实施例对本实用新型进行迸一步描述。
图l为本实用新型的方框图。
图2为本实用新型开关电源电路视图。
图中1为输出1、 2为输出2、 3为输出3、 4为输出4、 5为输出5，其中 输出l、输出2、输出3和输出4输出25VDC电压，输出5输出12VDC电压。 图3为本实用新型功率板IGBT驱动电路视图。 图中6为驱动脉冲，7为功率板IGBT驱动。 图4为本实用新型功率板电路视图。
图中A、 B、 C为三相线；8为电抗器，9为负载输出，IO为传感器，11为 驱动l， 12为驱动2， 13驱动3， 14为驱动4。
图5为本实用新型加热电源主控部分电路视图。
图中IC A、 F为相位电压比较器，IC B、 C、 D、 K为比较器，IC E为PWM 控制器，ICG为RS触发器，ICH、 I为异或门，IC J为非门。
具体实施方式
实施例1:
请参阅各视图，本实施例由主控电路部分与功率电路部分构成。
一、主控部分
①开关电源及驱动部分
市电AC 220V经过温度保险R12及负温度系数的热敏电阻Rll,联接到电容 Cll的两端及共模电感T1两端，共模电感的另外两端接至电容C12两端，滤除 了共模干扰与差模干扰后，再联接到整流桥B交流输入端进行整流，整流桥输 出+与电解电容C4的'+'相联接，整流桥B的'与电解电容C4的'相 联接至热地，从而进行滤波，电阻R3与电解电容C4的两端相联、电容C5、电 阻R3与齐纳二极管D5的一端相联接接至变压器T2的初级绕组，另一端相眹接 至二极管M, 二极管D4的另一端接至变压器T2初级绕组的另一端，接至开关 管Ul的3脚，开关变压器Tl的12V DC次级绕组一端接到二极管D6, 二极管 D6的一端接电解电容C7的'+'，开关变压器的12V DC次级绕组的另一端为12V DC冷地，经过二极管D6整流，电容C7、电感L2、电解电容C8滤波后，输出 12V的直流电压，12V DC电压通过电阻R15串接R16进行采样，高精度稳压二 极管TL431进行稳压后，通过电阻R5、 RIO、电容C6反馈，接至光耦U2的1脚， 反馈绕组的一端接至热地，另一端接到二极管D2的一端，D2的另一端接到U2 的3脚，U2的4脚，接到电解电容C15的(+，及电容C9的一端，接到开关管 Ul的2脚，电解电容C15的，与电阻R9相联接，R9与C9的另一端接至热 地，其他四组次级输出，只介绍其中的一组， 一组次级绕组的一端接至二极管 Dl的一端，D1的另一端接电感L1的一端，L1的另一端接电解电容C2的'+'、 Cl、 Rl的一端，变压器的该绕组的另一端与C2的负极、Cl及Rl的另一端相联, 次级绕组II的一端接至二极管D12的一端，D12的另一端接电感L12的一端， L12的另一端接电解电容C22的正极、C32、 R32的一端，变压器的该绕组的另 一端与C22的负极、C32及R32的另一端相联，次级绕组III的一端接至二极管 D13的一端，D13的另一端接电感L13的一端，L31的另一端接电解电容C32的
正极、C23、 R33的一端，变压器的该绕组的另一端与C32的负极、C23及R33 的另一端相联，次级绕组IV的一端接至二极管D14的一端，D14的另一端接电 感L14的一端，L14的另一端接电解电容C34的正极、C24、 R34的一端，变压 器的该绕组的另一端与C34的负极、C24及R34的另一端相联，再接电解电容 C3的、'及U4的1脚输入端，U4的3脚接电阻R17、 二极管D9的一端，电阻 R17与二极管D9的另一端接到U4的2脚，电解电容C16的'+'与R18的一端 与U4的2端，电解电容C16的'与R18的一端接至C12的端，即该绕 组的冷地端，输出4组约25V的直流电压，这四组电压经过由集成块U4及电阻 R17、 R18、 二极管D9组成的外部稳压电路，将四组25V的电压稳压在20V，由 振荡电路产生的四组驱动脉冲，通过IGBT专驱芯片U3进行放大后，输出四组 驱动，分别与功率板的驱动l、驱动2、驱动3、驱动4相联接。 ②振荡激励部分
振荡激励部分由集成块IC E ，电阻R83、 R64、 R105,电容C40,集成块 IC E是20脚为专用控制芯片，集成块IC E的16、 10脚为电源部分输出5的 的'+ '电源输入端，IC E的20脚接地，IC E的19脚接电容C40的一端，另 一端接地，ICE的18脚接、R105、 R64、 R83的一端，R105的另一端接地，R64、 R83的另一端相联后，接光耦U2的3脚，U2的4脚接地，IC E的17脚接R109， R109另端接地，IC E的15脚接R106, R106的另一端接地，ICE的9脚接电阻 R124， R124的另一端接电源部分输出5的'+，，电解电容C46的'+ '接电源 部分输出5的'+' ， C46的，接地，ICE的4脚接电容C29， C29的另一端 与地相联接，IC E的5脚与电阻R108联接，R108的另一端与地相联接，IC E 的3脚与电阻R100相联，R100的另一端与地相联接，二极管D5—端与ICE的 2脚相联，另一端与电阻R37相联接，R37的另一端与地相联接，ICE振荡激励 后，ICE的7、 8、 12、 13脚输出四组驱动波形，IC E的7脚与IC A的3脚相
联接，IC E的12脚与电阻R113相联，K113的另一端与IC J的1脚相联接， IC E的6脚接U5的3脚，U5的2、 4脚接地，U5的1脚与D6和R46的联接点 相联接。
③ 相位及电压锁定
该部分由集成块IC A、电阻R2、电容C1、 C7、 C12组成，集成块IC E的 12脚产生的一路驱动脉冲，IC E的12脚接电阻R118的一端，电阻R118的另 —端接到集成块IC J的1脚，IC J的2、 3脚与电容Cll的一端相联，电容 C11与电阻R49、电位器R103的一端联接，电阻R49与电位器R103分别接ICJ 的4、 5脚，ICJ的6脚接至其9脚，8脚、ll脚相联接，其10脚接到ICF的 3脚，IC J的1、 2接电源部分输出5的的(+' DC电源，7脚接地。调节电位 器R103从而对工作点进行调节，集成块ICE的7脚接电容C12联接，电容C12 的另一端接IC A的13脚，输出电压U接至集成块IC A的3脚相位比较器的一 个输入端，与集成块IC E第8脚驱动脉冲进行了频率与相位的锁定。其中IC A 的16脚接电源，9脚与电容C1、电阻R2相联，电阻另一端与电容C7的一端相 联，电容C7的另一端接地，ICA的其他脚悬空。
④ 负载过小检测
该部分由传感器，集成块IC F、电阻R98、 R17、 R13、 R14、 R75、 R107、 R18、电容C42、 C16，集成块IC B组成。
IC F为16脚的专用相位电压比较器，其1脚接电阻R17的一端，R17与R98 串联接地，其5、 8脚接地，其6、 7脚之间串接了电容C42， 13与9脚串接了 电阻R13， 10、 11、 12脚分别接电阻R107、 R75、 R14的一端，R107、 R75、 R14 的另一端接地，IC F的14脚接至传感器的采样电路。
IC B的1、 2脚相联接至电阻R5的一端，R5的另一端接R3, R3的另一端 与R8、 R9、 C21的一端相联接，电容C21的另一端接地。ICB的3脚与电阻R10
联接，电阻R10的另一端接至IC A的9脚。IC B的4接电源部分输出5的的' DC电源，电源部分输出5的的'+ ' DC接R11的一端，Rll的另一端接5脚， 电容C20的一端接IC B的5脚，另一端接地，电阻R12与电容C39串联后，电 阻R12的另一端接IC B的6、 7脚，电容C39的另一端接地，电容C36与电阻 M串联后，电阻R4的另一端接IC B的14脚，电容C36的另一端接地。IC B 的13与14脚之间串接了电阻R6， IC B的12脚接电阻R7的一端，R7的另一端， 接电容C19、 R18的一端，电容C19另一端接地，电阻R8的另一端与R9相联接。
经过传感器对功率输出部分进行电压及相位采样，经过集成块IC F的14 脚比较后，进行电压及相位的锁定，若采样的电压高，负载过小保护起作用， 主机不工作，指示灯LED1闪烁。
⑤负载过大检测
该部分由传感器，集成块IC F、电阻R98、 R17、 R13、 R14、 R75、 Ri07、 R18、电容C42、 C16,集成块ICK组成，IC F为16脚的相位电压比较器，其l 脚接电阻R17的一端，R17与R98串联接地，其5、 8脚接地，其6、 7脚之间 串接了电容C42， 13与9脚串接了电阻R13,10、 11、 12脚分别接电阻R107、 R75、 R14的一端，R107、 R75、 R14的另一端接地，IC F的14脚接至传感器的采样电 路。
IC B的1、 2脚相联接至电阻的一端，R5的另一端接R3, R3的另一端 与R8、R9、 C21的一端相联接，电容C21的另一端接地；ICB的3脚与电阻R10 联接，电阻R10的另一端接至IC A的9脚；IC B的4接DC电源，DC接Rll 的一端，Rll的另一端接5脚，电容C20的一端接IC B的5脚，另一端接地， 电阻R12与电容C39串联后，电阻R12的另一端接IC B的6、 7脚，电容C39 的另一端接地，电容C36与电阻R4串联后，电阻R4的另一端接IC B的14脚， 电容C36的另一端接地；IC B的13与14脚之间串接了电阻R6， ICB的12脚
接电阻R7的一端，R7的另一端，接电容C19、 R18的一端，电容C19另一端接 地，电阻R8的另一端与R9相联接。
ICK的1、 2脚与电阻R114相联，R114的另一端与电容C23、电阻R76相 联，电容C23的另一端接地，IC K的3脚与电阻R68相联，R68的另一端与电 容C6、电阻R72联接，电容C6的另一端接地，R72的另一端与电容C32相联至 ICF的10脚，电容C32的另一端接地，IC K的4脚为电源输入端，其5脚与 R72相联接，R72的另一端接至电容C33及ICE的2脚，电容C33的另端接地。 ICK的6、 7脚、电阻R125、电容C35相联接，电阻K125与电阻R80相联，R80 与电容C34的一端相联接，C34的另一端接地，IC K的8脚与电阻R22、 R23相 联，R22的另一端接二极管D8， D8的另一端接电阻R26、电阻R81及IC I的11 脚，R13的另一端接LED, LED的另一端接地，IC K的9脚接电阻R70, R10的 另一端与电容C47、电阻R69相联接，电容C47的另一端接地，R69的另一端与 电容C37、电阻R45相联接至IC K的12脚，电阻R45与电容的C37的另一端接 地，IC K的11脚为接地端，IC K的14脚与二极管D7相联接，D7的另一端接 至电阻R81与二极管D8的联接端，经过传感器对功率输出部分进行电压及相位 采样，经过集成块ICF比较后，进行电压及相位的锁定，若采样的电压低，负 载过大保护起作用，主机不工作，指示灯A3闪烁。
敏限压保护
此部分由集成块IC D、 IC G、 IC H、 IC I、 Ul及传感器组成，下面介绍一 下各部分外围电路联接关系。
采样电路接于J4， J4的一端接地，另一端与二极管D10联接，D10的另一 端接电解电容C10的'+'、电容C27、电位器R115的一端，电容CIO、 C27、电 位器R115的另一端接地，电位器的中点与U1的1脚相联，Ul的2脚接地，Ul 的3脚接电源部分输出5的的'+' ， 4脚接电阻R92后接至IC D的8脚。R60
与R28串联后接至IC K的1脚与14脚之间，R93与R29串联后接至2脚与13 脚之间，R59与R88串联后，接至IC D的2、 4脚，IC D的5脚，接R27的一 端，R27的另一端与R89、 C3相联，C3另一端接地，R89的另一端接R86与R34 的联接点，ICD的6脚与二极管D1、 D2、电容C15、电阻R52相联接，电容C15、 电阻R52的另一端接地，二极管Dl与D2的两端与传感器的相联，R56的一端与 IC的9脚相联接，另一端接至电容CIO、电阻R84、 R85的联接点，R58的一端 与IC的11脚相联接，另一端接至电容Cll、电阻R86、 R34的联接点，IC D的 12脚接地。
电阻R43接至IC G的1脚，另一端接至IC I的2脚，电阻R44 —端接至 IC G的2脚，另一端接至IC H的4脚，IC G的3脚接到电容C22与R35的联 接点，电容C22接受电源，R35接地，ICG的4脚接地，ICG的5脚为电源输 入端，ICG的6脚，接电阻R97，电阻K97的另一端接地，IC G的7脚接电容 C26与电阻R36的联接点，电阻的另一端接地，电容的另一端接电源，ICG的8 脚接地，电阻R40 —端接IC G的9脚，另一端接IC H的3脚，电阻R39 —端 接ICG的10脚，另一端接ICH的1脚，IC G的11脚接至电容C18与R32的 联接点，电容C18的另一端接电源，电阻R32的另一端接地，电阻R94接IC G 的12脚，另一端接地，ICG的13悬空，ICG的14脚接地，ICG的15脚接至 电阻K31与电容C17的联接点，电容C17另一端接电源，电阻R31的另一端接 地。IC G的16脚为电源输入端。
IC H的2脚与IC I的10相联接，IC H的5、 7脚接地，IC H的6脚、8 脚相联接，电阻R41、 R61与IC H的8脚联接，电阻R41的另一端接地，电阻 R61的另一端与电容C24相联，电容C24另一端接地。IC H的10、 12相联接， ICH的ll、 13脚相联接，ICH的14脚为电源的输入端。ICI的7、 8脚接地， 9、 13脚相联接，14脚为电源的输入端。
经过传感器对整流后的电压进行采样，采样后经整流滤波取得电压Uc ，当
Uc增加到一定程度时，光耦U1的导通，集成块IC D、 IC G、 IC H、 IC I组成 的保护电路起作用，从而限压保护起作用，主机处于限压保护状态，主机仍然 正常工作。
⑦ 限流保护
该部分由集成块IC C、 IC G、 IC H、 IC I及传感器电流采样构成，传感器 的电流采样线圈与Jl的1、 2相联接后，经全桥整流后，联接于电位器R102的 l端，R102的3端与地联接，R102的2端接于电阻R51与电容C13的联接点， C13的另一端接地，R51与IC C的4脚相联接，电阻R54与IC C的5脚相联接， 另一端接于电阻R55与R82的联接点，R55的另一端接电源，R82的另一端接地。 IC C的3脚电源输入端，电阻R48 —端接于IC C的2脚，另一端接于IC C的 4脚，ICC的2脚与电阻R25、 R26与电容C8的联接点联接，R25的另一端接电 源，电阻R26与电容C8的另一端接地。
经过传感器对电流进行采样，全波整流后，采样后经过电位器R102与基准 电压进行比较，当调节电位器R102时，经过集成块IC C进行比较，若采样的 电流信号过大，限流保护起作用，主机处于限流保护状态，主机仍然正常工作。
⑧ 软启动部分
软启动部分由IC E内部集成与外部有电容C45构成，C45的'+ '与IC E 的6脚联接，C45的'-'接地，ICE的6脚在集成的电路，对外部电容C45进 行了充放电的过程，在IC E的6脚形成了锯齿波，C45电容容量选择要适当， 以避免启动过快或过缓。
⑨ 温度保护
温度保护由温控开关J3、集成块IC G、 IC H、 IC I构成，温控开关J3 — 端接电源，另一端接二极管D9， D9的另一端接电阻R81与二极管D8的联接点，
当功率部分的温度过高时，温度开关处于导通状态，此时，温度保护电路工作,
指示灯A4亮，主机处于温度保护状态，主机不工作。
二、功率部分
① 核心部分
该核心部分由功率管IGBT的全桥组成，三相电A、 B、 C接至三相全桥D 的输入端，整流后，整流桥的'+ '与电抗器一端联接，电抗器的另一端与串 联的滤波电容C1和C2， C3和C4， C5和C6的'+'相联，C2、 C4、 C6的， 接至整流桥的 ，，功率管Q1的E极和Q2的Q极、Q3的E极和Q4的Q极串接 后分别接至Q1、 Q3的Q极和Q2、 04的E极分别与三相整流桥的、'与'-， 联接，负载一端接至Q1的E极，另一端接至传感器，传感器的另一端接Q3的E 极，通过电抗器进行无功功率补偿及谐波的处理，从而改善了功率因数，大大 的减少了无功功率，再经过电容C1、 C2、 C3、 C4、 C5、 C6滤波，其核心部分为 大功率的IGBT全桥组成。
② 传感器传感器集成了电流采样、电流相位采样、电压采样电路，将其信息反馈到 主控部分上，使主机正常工作。
权利要求l、由主控部分与功率部分构成的一种感应加热电源电路，其特征是主控部分有开关电源及驱动部分、振荡激励部分、相位及电压锁定、负载过小检测、负载过大检测、限压保护、限流保护、软启动部分、温度保护部分组成；功率部分由全桥功率管组成的核心部分与传感器组成；(1)主控部分①开关电源及驱动部分市电AC经过R12及电阻R11，联接到电容C11的两端及共模电感T1两端，共模电感T1的另外两端接至电容C12两端，再联接到整流桥B，整流桥B正极与电解电容C4的正极相联接，整流桥B的负极与电解电容C4的负极相联接至热地，电阻R3与电解电容C4的两端相联、电容C5、电阻R3与齐纳二极管D5的一端相联接接至变压器T2的初级绕组，另一端相联接至二极管D4，二极管D4的另一端接至变压器T2初级绕组的另一端，接至开关管U1的3脚，开关变压器T1的DC次级绕组一端接到二极管D6，二极管D6的一端接电解电容C7的正极，开关变压器的DC次级绕组的另一端为DC冷地，经过二极管D6，电容C7、电感L2、电解电容C8后，DC电压通过电阻R15串接R16，经稳压二极管TL431后，通过电阻R5、R10、电容C6反馈，接至光耦U2的1脚，反馈绕组的一端接至热地，另一端接到二极管D2的一端，D2的另一端接到U2的3脚，U2的4脚，接到电解电容C15的正极及电容C9的一端，接到开关管U1的2脚，电解电容C15的负极与电阻R9相联接，R9与C9的另一端接至热地，次级绕组I的一端接至二极管D11的一端，D11的另一端接电感L1的一端，L1的另一端接电解电容C2的正极、C1、R1的一端，变压器的该绕组的另一端与C2的负极、C1及R1的另一端相联，次级绕组II的一端接至二极管D12的一端，D12的另一端接电感L12的一端，L12的另一端接电解电容C22的正极、C32、R32的一端，变压器的该绕组的另一端与C22的负极、C32及R32的另一端相联，次级绕组III的一端接至二极管D13的一端，D13的另一端接电感L13的一端，L31的另一端接电解电容C32的正极、C23、R33的一端，变压器的该绕组的另一端与C32的负极、C23及R33的另一端相联， 次级绕组IV的一端接至二极管D14的一端，D14的另一端接电感L14的一端，L14的另一端接电解电容C34的正极、C24、R34的一端，变压器的该绕组的另一端与C34的负极、C24及R34的另一端相联，再接电解电容C3的正极及U4的1脚输入端，U4的3脚接电阻R17、二极管D9的一端，电阻R17与二极管D9的另一端接到U4的2脚，电解电容C16的正极与R18的一端与U4的2端，电解电容C16的负极与R18的一端接至C12的负极端，即该绕组的冷地端，输出4组的直流电压，四组电压经过由集成块U4及电阻R17、R18、二极管D9组成的外部稳压电路，将四组的脉冲通过IGBT芯片U3后，分别与功率板的驱动1、驱动2、驱动3、驱动4相联接；②振荡激励部分振荡激励部分由集成块IC E的20脚接地，IC E的19脚接电容C40的一端，另一端接地，IC E的18脚接、R105、R64、R83的一端，R105的另一端接地，R64、R83的另一端相联后，接光耦U2的3脚，U2的4脚接地，IC E的17脚接R109，R109另端接地，IC E的15脚接R106，R106的另一端接地，IC E的9脚接电阻R124，R124的另一端接电源部分输出5的正极，电解电容C46的正极接电源部分输出5的正极，C46的负极接地，IC E的4脚接电容C29，C29的另一端与地相联接，IC E的5脚与电阻R108联接，R108的另一端与地相联接，IC E的3脚与电阻R100相联，R100的另一端与地相联接，二极管D5一端与IC E的2脚相联，另一端与电阻R37相联接，R37的另一端与地相联接，IC E的7、8、12、13脚输出四组驱动波形，IC E的7脚与IC A的3脚相联接，IC E的12脚与电阻R113相联，R113的另一端与IC J的1脚相联接，IC E的6脚接U5的3脚，U5的2、4脚接地，U5的1脚与D6和R46的联接点相联接； ⑨相位及电压锁定 集成块IC E的12脚接电阻R118的一端，电阻R118的另一端接到集成块IC J的1脚，IC J的2、3脚与电容C11的一端相联，电容C11与电阻R49、电位器R103的一端联接，电阻R49与电位器R103分别接IC J的4、5脚，IC J的6脚接至其9脚，8脚、11脚相联接，其10脚接到IC F的3脚，IC J的1、2接DC电源，7脚接地；调节电位器R103，集成块IC E的7脚接电容C12联接，电容C12的另一端接IC A的13脚，输出电压U接至集成块IC A的3脚相位比较器的一个输入端，与集成块IC E第8脚锁定；其中IC A的16脚接电源，9脚与电容C1、电阻R2相联，电阻另一端与电容C7的一端相联，电容C7的另一端接地，IC A的其他脚悬空； ④负载过小检测 集成块IC F的1脚接电阻R17的一端，R17与R98串联接地，IC F的5、8脚接地，IC F的6、7脚之间串接了电容C42，13与9脚串接了电阻R13，10、11、12脚分别接电阻R107、R75、R14的一端，R107、R75、R14的另一端接地，IC F的14脚接至传感器的采样电路；集成块IC B的1、2脚相联接至电阻R5的一端，R5的另一端接R3，R3的另一端与R8、R9、C21的一端相联接，电容C21的另一端接地；IC B的3脚与电阻R10联接，电阻R10的另一端接至IC A的9脚；IC B的4接DC电源，DC接R11的一端，R11的另一端接5脚，电容C20的一端接IC B的5脚，另一端接地，电阻R12与电容C39串联后，电阻R12的另一端接IC B的6、7脚，电容C39的另一端接地，电容C36与电阻R4串联后，电阻R4的另一端接IC B的14脚，电容C36的另一端接地；IC B的13与14脚之间串接了电阻R6，IC B的12脚接电阻R7的一端，R7的另一端，接电容C19、R18的一端，电容C19另一端接地，电阻R8的另一端与R9相联接 ⑤负载过大检测 集成块IC F的1脚接电阻R17的一端，R17与R98串联接地，IC F的5、8脚接地，IC F的6、7脚之间串接了电容C42，13与9脚串接了电阻R13，10、11、12脚分别接电阻R107、R75、R14的一端，R107、R75、R14的另一端接地，IC F的14脚接至传感器的采样电路；集成块IC B的1、2脚相联接至电阻R5的一端，R5的另一端接R3，R3的另一端与R8、R9、C21的一端相联接，电容C21的另一端接地；IC B的3脚与电阻R10联接，电阻R10的另一端接至IC A的9脚；IC B的4接DC电源，DC接R11的一端，R11的另一端接5脚，电容C20的一端接IC B的5脚，另一端接地，电阻R12与电容C39串联后，电阻R12的另一端接IC B的6、7脚，电容C39的另一端接地，电容C36与电阻R4串联后，电阻R4的另一端接IC B的14脚，电容C36的另一端接地；IC B的13与14脚之间串接了电阻R6，IC B的12脚接电阻R7的一端，R7的另一端，接电容C19、R18的一端，电容C19另一端接地，电阻R8的另一端与R9相联接；集成块IC K的1、2脚与电阻R114相联，R114的另一端与电容C23、电阻R76相联，电容C23的另一端接地，ICK的3脚与电阻R68相联，R68的另一端与电容C6、电阻R72联接，电容C6的另一端接地，R72的另一端与电容C32相联至IC F的10脚，电容C32的另一端接地，IC K的4脚为电源输入端，其5脚与R72相联接，R72的另一端接至电容C33及IC E的2脚，电容C33的另端接地；IC K的6、7脚、电阻R125、电容C35相联接，电阻R125与电阻R80相联，R80与电容C34的一端相联接，C34的另一端接地，IC K的8脚与电阻R22、R23相联，R22的另一端接二极管D8，D8的另一端接电阻R26、电阻R81及IC I的11脚，R13的另一端接LED，LED的另一端接地，IC K的9脚接电阻R70，R10的另一端与电容C47、电阻R69相联接，电容C47的另一端接地，R69的另一端与电容C37、电阻R45相联接至IC K的12脚，电阻R45与电容的C37的另一端接地，IC K的11脚为接地端，IC K的14脚与二极管D7相联接，D7的另一端接至电阻R81与二极管D8的联接端； ⑥限压保护 该部分由集成块IC D、IC G、IC H、IC I、U1及传感器组成，采样电路接于J4，J4的一端接地，另一端与二极管D10联接，D10的另一端接电解电容C10的正极、电容C27、电位器R115的一端，电容C10、C27、电位器R115的另一端接地，电位器的中点与U1的1脚相联，U1的2脚接地，U1的3脚接，4脚接电阻R92后接至IC D的8脚；R60与R28串联后接至IC K的1脚与14脚之间，R93与R29串联后接至2脚与13脚之间，R59与R88串联后，接至IC D的2、4脚，IC D的5脚，接R27的一端，R27的另一端与R89、C3相联，C3另一端接地，R89的另一端接R86与R34的联接点，IC D的6脚与二极管D1、D2、电容C15、电阻R52相联接，电容C15、电阻R52的另一端接地，二极管D1与D2的两端与传感器的相联，R56的一端与IC的9脚相联接，另一端接至电容C10、电阻R84、R85的联接点，R58的一端与IC的11脚相联接，另一端接至电容C11、电阻R86、R34的联接点，IC D的12脚接地；电阻R43接至IC G的1脚，另一端接至IC I的2脚，电阻R44一端接至IC G的2脚，另一端接至IC H的4脚，IC G的3脚接到电容C22与R35的联接点，电容C22接受电源，R35接地，IC G的4脚接地，IC G的5脚为电源输入端，IC G的6脚，接电阻R97，电阻R97的另一端接地，IC G的7脚接电容C26与电阻R36的联接点，电阻的另一端接地，电容的另一端接电源，IC G的8脚接地，电阻R40一端接IC G的9脚，另一端接IC H的3脚，电阻R39一端接IC G的10脚，另一端接IC H的1脚，IC G的11脚接至电容C18与R32的联接点，电容C18的另一端接电源，电阻R32的另一端接地，电阻R94接IC G的12脚，另一端接地，IC G的13悬空，IC G的14脚接地，IC G的15脚接至电阻R31与电容C17的联接点，电容C17另一端接电源，电阻R31的另一端接地；IC G的16脚为电源输入端；集成块IC H的2脚与IC I的l0相联接，IC H的5、7脚接地，IC H的6脚、8脚相联接，电阻R41、R61与IC H的8脚联接，电阻R41的另一端接地，电阻R61的另一端与电容C24相联，电容C24另一端接地；IC H的10、12相联接，IC H的11、13脚相联接，IC H的14脚为电源的输入端；IC I的7、8脚接地，9、13脚相联接，14脚为电源的输入端； ⑦限流保护 该部分由集成块IC C、IC G、IC H、IC I及传感器电流采样构成，传感器的电流采样线圈与J1的1、2相联接后，联接于电位器R102的1端，R102的3端与地联接，R102的2端接于电阻R51与电容C13的联接点，C13的另一端接地，R51与IC C的4脚相联接，电阻R54与IC C的5脚相联接，另一端接于电阻R55与R82的联接点，R55的另一端接电源，R82的另一端接地；IC C的3脚电源输入端，电阻R48一端接于IC C的2脚，另一端接于IC C的4脚，IC C的2脚与电阻R25、R26与电容C8的联接点联接，R25的另一端接电源，电阻R26与电容C8的另一端接地； ⑧软启动部分 软启动部分由IC E内部集成与外部由电容C45构成，C45的正极与IC E的6脚联接，C45的负极接地； ⑨温度保护 温度保护由温控开关J3、集成块IC G、IC H、IC I构成，温控开关J3一端接电源，另一端接二极管D9，D9的另一端接电阻R81与二极管D8的联接点；(2)功率部分①核心部分该核心部分由功率管IGBT的全桥组成，三相电A、B、C接至三相全桥D的输入端的整流桥，整流桥的正极与电抗器一端联接，电抗器的另一端与串联的滤波电容C1和C2，C3和C4，C5和C6的正极相联，C2、C4、C6的负极接至整流桥的负极，功率管Q1的E极和Q2的Q极、Q3的E极和Q4的Q极串接后分别接至Q1、Q3的Q极和Q2、Q4的E极分别与三相整流桥的正极与负极联接，负载一端接至Q1的E极，另一端接至传感器，传感器的另一端接Q3的E极；②传感器传感器集成了电流采样、电流相位采样、电压采样电路。
2、 根据权利要求1所述的一种感应加热电源电路，其特征是所述的振荡 激励部分集成块IC E的20脚为控制芯片，集成块IC E的16、 10脚为电源输 入端。
3、 根据权利要求1所述的一种感应加热电源电路，其特征是所述的负载过小检测的集成块IC F为16脚的锁相环。
4、 根据权利要求l所述的一种感应加热电源电路，其特征是所述的负载 过大检测的集成块IC F为16脚的锁相环。
5、 根据权利要求l所述的一种感应加热电源电路，其特征是所述的核心部分的电抗器为无功功率补偿的电感。
6、 根据权利要求l所述的一种感应加热电源电路，其特征是所述的传感器的采样为采样线圈。
专利摘要本实用新型公开了一种感应加热电源电路，属电器产品领域。它由主控部分与功率部分构成。主控部分有开关电源及驱动部分、振荡激励部分、相位及电压锁定、负载过小检测、负载过大检测、限压保护、限流保护、软启动部分、温度保护部分组成；功率部分由全桥功率管组成的核心部分与传感器组成。本实用新型采用三相四线的输入方式，整流后，通过电抗器进行无功功率补偿及谐波的处理，使该加热电源工作处于安全且效率高的方式中，从而避免了传统电阻丝加热方式存在的各种安全隐患。本实用新型的产品可以广泛地应用到塑料用的吹膜机、拉丝机、注塑机、造粒机，橡胶用挤出机、硫化机、电缆挤出机、石油加热，以及人们日常生活中的澡堂加热等方方面面。
文档编号H05B6/02GK201194433SQ20082010171
公开日2009年2月11日 申请日期2008年3月24日 优先权日2008年3月24日
发明者俞正国 申请人:俞正国