本实用新型涉及一种控制电路，特别涉及一种并联高频电源逆变触发脉冲最大角度控制电路。
背景技术：
并联逆变电路是一种基本的逆变电路，具有较好的负载适应性和可靠性，因而在生产上应用广泛。在铸造和钢铁行业，在感应加热和有些金属材料熔化时需要应用高频电源，由于并联逆变的可靠性，一般选择并联逆变IGBT高频电源。IGBT高频电源根据应用场合不同，一般工作在几KHZ到几十KHZ。在感应加热尤其是熔化过程中，IGBT高频电源的负载变化特别大，所以对于控制的可靠性要求越来越高。
对于并联逆变IGBT高频电源，逆变工作在谐振状态，即逆变电压和逆变电流工作在同相状态。根据逆变电压的过零点控制两侧桥臂的IGBT的导通，根据设定功率调节触发脉冲的宽度。在负载变化不大或者恒定的情况下，采用这种控制不会带来灾难性的后果。但是在熔炼时，负载的变化很大，在负载突变的情况下，我们不能预测下一个逆变电压的谐振周期，如果不能控制好任何一个逆变IGBT触发触发脉冲的宽度，就会导致IGBT的死区时间小于最小死区时间限制，导致逆变侧IGBT短路，损坏IGBT。
技术实现要素：
本实用新型的提供的一种并联高频电源逆变触发脉冲最大角度控制电路，采用周期触发脉冲控制，即每一个IGBT的触发脉冲都进行控制，当检测到逆变电压过零点时发出其中一个桥臂IGBT的触发脉冲，根据设定的功率控制触发脉冲的宽度，但是当触发脉冲超过逆变电压谐振周期的一定角度时，强制输出触发脉冲停止信号；解决现有技术问题，以克服现有技术的缺陷。
本实用新型提供一种并联高频电源逆变触发脉冲最大角度控制电路，包括：整流电路、扩流电路、电压过零点检测电路、第十运算放大器U10、比较器U11、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二电容C2、第三电容C3、第二场效应管Q2、第三场效应管Q3、第四场效应管Q4；整流电路与输入端INV-VOL连接，输入逆变电压；输出端与扩流电路连接；电压过零点检测电路与输入端INV-VOL连接，输入逆变电压；第十三电阻R13的一端与扩流电路的输出端连接，另一端与第二场效应管Q2的漏极连接；第十六电阻R16的一端与第二场效应管Q2的源极连接，另一端与第十运算放大器U10的正相输入端连接；第二电容C2的一端与第二场效应管Q2的源极连接，另一端接地；第十四电阻R14的一端与第二场效应管Q2的栅极连接，另一端接第一正供电端；第三场效应管Q3的栅极与电压过零点检测电路的输出端连接；第三场效应管Q3的漏极与第二场效应管Q2的栅极连接；第三场效应管Q3的源极接地；第四场效应管Q4的栅极与电压过零点检测电路的输出端连接；第四场效应管Q4的源极接地；第十五电阻R15的一端与第二场效应管Q2的源极连接，另一端与第四场效应管Q4的漏极连接；第十七电阻R17的一端与第十运算放大器U10的反相输入端连接，另一端与第十运算放大器U10的输出端连接；第十八电阻R18的一端与第十运算放大器U10的输出端连接，另一端与比较器U11的正相输入端连接；第二十电阻R20的一端与比较器U11的正相输入端连接，另一端接地；第十九电阻R19的一端与比较器U11的反相输入端连接，另一端与整流电路的输出端连接；第二十一电阻R21的一端与比较器U11的输出端连接，另一端与第二正供电端连接；第三电容C3的一端与比较器U11的输出端连接，另一端接地。
进一步，本实用新型提供一种并联高频电源逆变触发脉冲最大角度控制电路，还可以具有这样的特征：整流电路包括，第一运算放大器U1、第三运算放大器U3、第一二级管D1、第二二级管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第六电阻R6和第八电阻R8；第一电阻R1的一端与输入端INV-VOL连接，另一端与第一运算放大器U1的反相输入端连接；第一运算放大器U1的正相输入端接地；第二电阻R2的一端与输入端INV-VOL连接，另一端与第三运算放大器U3的反相输入端连接；第六电阻R6的一端与第三运算放大器U3的反相输入端连接，另一端与第二二级管D2的正极连接；第二二级管D2的负极与第一运算放大器U1的输出端连接；第一二级管D1的正极与第一运算放大器U1的输出端连接，负极与第一运算放大器U1的反相输入端连接；第三电阻R3的一端与第一运算放大器U1的反相输入端连接，另一端与第二二级管D2的正极连接；第八电阻R8的一端与第三运算放大器U3的反相输入端连接，另一端与第三运算放大器U3的输出端连接；第三运算放大器U3的输出端为整流电路的输出端，第三运算放大器U3的正相输入端接地。
进一步，本实用新型提供一种并联高频电源逆变触发脉冲最大角度控制电路，还可以具有这样的特征：扩流电路包括，第五运算放大器U5、三极管Q1、第十电阻R10、第十一电阻R11、第四二极管D4、第五二极管D5和第六二极管D6；第十电阻R10的一端与第五运算放大器U5的正相输入端连接，另一端与整流电路输出端连接；第十一电阻R11的一端与第五运算放大器U5的反相输入端连接，另一端与第四二极管D4的正极连接；第四二极管D4的负极接第一负供电端；第五二极管D5的正极与第六二极管D6的正极连接，负极与第五运算放大器U5的反相输入端连接；三极管Q1的基极与第五运算放大器U5的输出端连接，发射极与第六二极管D6的正极连接，集电极与第一正供电端连接；第六二极管D6的负极为扩流电路的输出端。
进一步，本实用新型提供一种并联高频电源逆变触发脉冲最大角度控制电路，还可以具有这样的特征：电压过零点检测电路包括，第二运算放大器U2、第三二极管D3、第四反相器U4、第六反相器U6、第七与非门U7、第八与非门U8、第九与非门U9、第一电容C1、第四电阻R4、第五电阻R5、第七电阻R7、第九电阻R9和第十二电阻R12；第五电阻R5一端与输入端INV-VOL连接，另一端与第二运算放大器U2的正相输入端连接；第四电阻R4的一端与第二运算放大器U2的反相输入端连接，另一端接地；第七电阻R7的一端与第二运算放大器U2的反相输入端连接，另一端与第二运算放大器U2的输出端连接；第三二极管D3的正极与第二运算放大器U2的输出端连接，负极与第四反相器U4的输入端连接；第九电阻R9的一端与第三二极管D3的负极连接，另一端接地；第十二电阻R12的一端与第四反相器U4的输入端连接，另一端与第六反相器U6的输入端连接；第一电容C1的一端与第六反相器U6的输入端连接，另一端接地；第七与非门U7的两个输入端分别与第三二极管D3的负极、第六反相器U6的输出端连接；第八与非门U8的两个输入端分别与第四反相器U4的输出端、第六反相器U6的输入端连接；第九与非门U9的两个输入端分别与第七与非门U7的输出端、第八与非门U8输出端连接；第九与非门U9的输出端为电压过零点检测电路的输出端。
进一步，本实用新型提供一种并联高频电源逆变触发脉冲最大角度控制电路，还可以具有这样的特征：第四反相器U4和/或第六反相器U6为MC14106。
进一步，本实用新型提供一种并联高频电源逆变触发脉冲最大角度控制电路，还可以具有这样的特征：第七与非门U7和/或第八与非门U8和/或第九与非门U9为CD4093。
进一步，本实用新型提供一种并联高频电源逆变触发脉冲最大角度控制电路，还可以具有这样的特征：第二正供电端为+5V。
进一步，本实用新型提供一种并联高频电源逆变触发脉冲最大角度控制电路，还可以具有这样的特征：第一正供电端和第一负供电端电压相同。
进一步，本实用新型提供一种并联高频电源逆变触发脉冲最大角度控制电路，还可以具有这样的特征：第一正供电端和第一负供电端的电压绝对值为5V或10V或15V。
进一步，本实用新型提供一种并联高频电源逆变触发脉冲最大角度控制电路，还可以具有这样的特征：比较器U11的输出端与输出端FORCE-STOP连接。
附图说明
图1是并联高频电源逆变触发脉冲最大角度控制电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的描述。
图1是并联高频电源逆变触发脉冲最大角度控制电路图。
如图1所示，本实施例中，并联高频电源逆变触发脉冲最大角度控制电路包括：整流电路、扩流电路、电压过零点检测电路、第十运算放大器U10、比较器U11、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二电容C2、第三电容C3、第二场效应管Q2、第三场效应管Q3、第四场效应管Q4。
整流电路与输入端INV-VOL连接，输入逆变电压；输出端与扩流电路连接。整流电路包括：第一运算放大器U1、第三运算放大器U3、第一二级管D1、第二二级管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第六电阻R6和第八电阻R8。
第一电阻R1的一端与输入端INV-VOL连接，另一端与第一运算放大器U1的反相输入端连接；第一运算放大器U1的正相输入端接地。第二电阻R2的一端与输入端INV-VOL连接，另一端与第三运算放大器U3的反相输入端连接。第六电阻R6的一端与第三运算放大器U3的反相输入端连接，另一端与第二二级管D2的正极连接；第二二级管D2的负极与第一运算放大器U1的输出端连接。第一二级管D1的正极与第一运算放大器U1的输出端连接，负极与第一运算放大器U1的反相输入端连接。第三电阻R3的一端与第一运算放大器U1的反相输入端连接，另一端与第二二级管D2的正极连接。第八电阻R8的一端与第三运算放大器U3的反相输入端连接，另一端与第三运算放大器U3的输出端连接。第三运算放大器U3的输出端为整流电路的输出端，第三运算放大器U3的正相输入端接地。
扩流电路包括：第五运算放大器U5、三极管Q1、第十电阻R10、第十一电阻R11、第四二极管D4、第五二极管D5和第六二极管D6。
第十电阻R10的一端与第五运算放大器U5的正相输入端连接，另一端与整流电路输出端连接，即与第三运算放大器U3的输出端连接。第十一电阻R11的一端与第五运算放大器U5的反相输入端连接，另一端与第四二极管D4的正极连接；第四二极管D4的负极接第一负供电端-15V。第五二极管D5的正极与第六二极管D6的正极连接，负极与第五运算放大器U5的反相输入端连接。三极管Q1的基极与第五运算放大器U5的输出端连接，发射极与第六二极管D6的正极连接，集电极与第一正供电端+15V连接。第六二极管D6的负极为扩流电路的输出端。
电压过零点检测电路包括：第二运算放大器U2、第三二极管D3、第四反相器U4、第六反相器U6、第七与非门U7、第八与非门U8、第九与非门U9、第一电容C1、第四电阻R4、第五电阻R5、第七电阻R7、第九电阻R9和第十二电阻R12。第四与门U4和第六与门U6为MC14106。第七与非门U7、第八与非门U8和第九与非门U9为CD4093。
第五电阻R5一端与输入端INV-VOL连接，另一端与第二运算放大器U2的正相输入端连接。第四电阻R4的一端与第二运算放大器U2的反相输入端连接，另一端接地。第七电阻R7的一端与第二运算放大器U2的反相输入端连接，另一端与第二运算放大器U2的输出端连接。第三二极管D3的正极与第二运算放大器U2的输出端连接，负极与第四反相器U4的输入端连接。第九电阻R9的一端与第三二极管D3的负极连接，另一端接地。第十二电阻R12的一端与第四反相器U4的输入端连接，另一端与第六反相器U6的输入端连接。第一电容C1的一端与第六反相器U6的输入端连接，另一端接地。第七与非门U7的两个输入端分别与第三二极管D3的负极、第六反相器U6的输出端连接。第八与非门U8的两个输入端分别与第四反相器U4的输出端、第六反相器U6的输入端连接。第九与非门U9的两个输入端分别与第七与非门U7的输出端、第八与非门U8输出端连接；第九与非门U9的输出端为电压过零点检测电路的输出端。
第十三电阻R13的一端与扩流电路的输出端连接，即与第六二极管D6的负极连接；另一端与第二场效应管Q2的漏极连接。第十六电阻R16的一端与第二场效应管Q2的源极连接，另一端与第十运算放大器U10的正相输入端连接。第二电容C2的一端与第二场效应管Q2的源极连接，另一端接地。第十四电阻R14的一端与第二场效应管Q2的栅极连接，另一端接第一正供电端+15V。
第三场效应管Q3的栅极与电压过零点检测电路的输出端连接，即与第九与非门U9的输出端；第三场效应管Q3的漏极与第二场效应管Q2的栅极连接；第三场效应管Q3的源极接地。第四场效应管Q4的栅极与电压过零点检测电路的输出端连接；第四场效应管Q4的源极接地。第十五电阻R15的一端与第二场效应管Q2的源极连接，另一端与第四场效应管Q4的漏极连接。第十七电阻R17的一端与第十运算放大器U10的反相输入端连接，另一端与第十运算放大器U10的输出端连接。第十八电阻R18的一端与第十运算放大器U10的输出端连接，另一端与比较器U11的正相输入端连接。第二十电阻R20的一端与比较器U11的正相输入端连接，另一端接地。第十九电阻R19的一端与比较器U11的反相输入端连接，另一端与整流电路的输出端连接。第二十一电阻R21的一端与比较器U11的输出端连接，另一端与第二正供电端+5V连接。第三电容C3的一端与比较器U11的输出端连接，另一端接地。比较器U11的输出端与输出端FORCE-STOP连接。
并联高频电源逆变触发脉冲最大角度控制电路的工作原理：
输入端INV-VOL为逆变电压，信号为正弦波。经过第一运算放大器U1、第一运算放大器U3，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第六电阻R6、第八电阻R8，第一二极管D1、第二二极管D2进行精密整流，获得直流电压波形。
输入端INV-VOL为逆变电压经过第五电阻R5输入到运放第二运算放大器U2，经由第四电阻R4、第七电阻R7，到第二运算放大器U2的输出端，输出和输入的放大倍数为1+R7/R4，如果放大倍数足够大，将正弦波的逆变电压放大为方波，并且经过第三二极管D3和第九电阻R9，在第三二极管D3的阴极，变为高电平为+15V，低电平为0V的方波。经过第四反相器U4、第六反相器U6、第七与非门U7和第八与非门U8，将方波的上升沿和下降沿变为正脉冲信号，脉冲宽度由第一电容C1和第十二电阻R12决定。通过运放第二运算放大器U2，第四电阻R4、第五电阻R5、第七电阻R7，第三二极管D3和第九电阻R9，获得逆变电压正弦波的过零点相比于通过比较器获得过零点更加可靠，抗干扰性更好。
当获得逆变电压过零点时，第九与非门U9输出高电平脉冲时，脉冲宽度由第一电容C1和第十二电阻R12决定，第三场效应管Q3导通，第二场效应管Q2关闭，第十三电阻R13不能对第二电容C2进行充电，第四场效应管Q4导通，通过第十五电阻R15对第二电容C2进行放电，放电结束后第二电容C2电压为0，为这一周期的工作做好准备。
当过零点的短时高脉冲结束后，第九与非门U9输出0，第三场效应管Q3关闭，第二场效应管Q2导通，第十三电阻R13能对第二电容C2进行充电，第四场效应管Q4关闭，第十五电阻R15不能对第二电容C2进行放电。此时通过第五运算放大器U5，第十电阻R10、第十一电阻R11，第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6，以及三极管Q1的扩流，第十三R13对第二电容C2进行充电，第二电容C2电压将跟随第三运算放大器U3输出的经精密整流后的逆变电压，直到逆变电压到达峰值，此时第二电容C2将保持逆变电压的峰值。经过第十运算放大器U10，第十六电阻R16、第十七电阻R17的跟随，在第十运算放大器U10输出第二电容C2的电压。此电压，在正弦波上升时，十运算放大器U10输出电压跟随经精密整流后的逆变电压。当正弦波到达峰值时，十运算放大器U10输出精密整流后的逆变电压的峰值电压。经过电阻第十八电阻R18、第二十电阻R20，正弦波降压，输入到比较器U11的正相输入端，经过精密整流的逆变电压VINV经过第十九电阻R19输入到比较器U11的负相输入端。当比较器U11的正向端输入端大于负向端输入端时，比较器U11输出高电平，即当逆变电压工作到大于90度的某一个角度直到180度时，比较器U11输出高电平。控制电路可以利用这个信号，当高于这个角度时触发脉冲还没有停止，强制结束IGBT的驱动脉冲。强制触发脉冲结束的角度由180-arcsin(R18/(R18+R20))决定。
当下一个逆变电压过零点来临时，通过第二场效管Q2、第三场效管Q3、第四场效管Q4将第二电容C2电压释放，为下一个周期比较做好准备。第三电容C3为了避免在第九与非门U9输出的过零点短时脉冲给第二电容C2电压放电过程中，在电路中产生的噪音。