一种便携式超音频感应加热装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种便携式超音频感应加热装置及方法，包括电源、开关控制电路、驱动电路，开关控制电路包括晶体管Q11、晶体管Q8、晶体管Q5、可控硅Q9；驱动电路包括芯片U1、晶体管Q7、晶体管Q4、晶体管Q6、晶体管Q3、晶体管Q2、晶体管Q1、二极管D5、二极管D6、二极管D8、二极管D7、变压器T1；本装置电路简单，电子元器件少，开通和关断迅速，稳定可靠，散热器件轻，变压器T1磁芯利用率高，推挽工作时，两只对称的晶体管Q1、Q2每次只有一个导通，导通损耗小。工作时，电感L2内产生极性瞬间变化的强磁束，强磁束的电磁感应作用于被加热金属零件，产生涡电流，由于被加热金属零件内部存在着电阻，所以会产生焦耳热，使电能转换成为热能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及加热装置，尤其涉及。
技术介绍
目前，超音频感应加热技术以高效，清洁，环保等众多优点而迅速在能源行业得到大力推广。它符合环保和可持续发展方针，是绿色环保型加热工艺之一。传统超音频感应加热装置主要应用与工业生产过程中，具有制造成本高，设备维护难等缺陷。目前，国内生产的超音频感应加热装置，由于装置体积较大，大多都安装在固定的位置上，只能进行有限位置和角度的加热，而在不能应用于汽车维修，铁路养护，建筑施工和航空航天之中，而且电路复杂、效率低等缺陷，限制了装备的实用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种操作方便、结构简单、效率高的便携式超音频感应加热装置及方法。本专利技术通过下述技术方案实现:一种便携式超音频感应加热装置，包括电源、开关控制电路、驱动电路，所述开关控制电路，包括晶体管Ql1、晶体管Q8、晶体管Q5、可控娃Q9 ；所述晶体管Qll的发射极与晶体管Q8的集电极通过接点A连接，所述晶体管Q5的集电极通过电阻R22与晶体管Q8的基极连接，所述晶体管Q5的基极与A点连接，所述晶体管Q5的发射极通过电阻R21与A点连接，所述晶体管Qll的基极通过电阻R24与A点连接；所述晶体管Q8的发射极通过温度开关RT连接VCC端，VCC端通过电容C7和电容C13接地；所述A点通过两个串联的稳压管D9、DlO接地；A点与地之间接有电容ClO ；所述可控硅Q9的阴极连接晶体管Q5的发射极，可控硅Q9的控制极通过二极管D12连接晶体管Qll的集电极，可控硅Q9的阳极通过电阻R18连接晶体管Qll的基极，可控硅Q9的阴极与控制极之间并联电阻R20和电容Cll ；所述可控硅Q9的阳极通过电阻R17接电源的正极。所述驱动电路，包括芯片Ul、晶体管Q7、晶体管Q4、晶体管Q6、晶体管Q3、晶体管Q2、晶体管Ql、二极管D5、二极管D6、二极管D8、二极管D7、变压器Tl ；所述晶体管Q7的基极通过电容C9连接晶体管Q4的集电极，晶体管Q7的基极通过电阻R8接地，晶体管Q7的发射极接地，晶体管Q4的集电极通过电阻R12接地，晶体管Q4的基极与发射极之间并联电阻R10，晶体管Q4的发射极接VCC端；晶体管Q4的基极通过电阻R14、电阻R16连接变压器Tl初级线圈的第I脚；二极管D8和二极管D7串联后负极接变压器Tl初级线圈的第I脚，正极接电阻R14与电阻R16之间的连接点；所述晶体管Q2的栅极与漏极之间并联电阻R30，漏极接地，源极接变压器Tl初级线圈的第I脚，源极与漏极之间并联电容C30，栅极通过二极管D4的负极接芯片Ul的第5脚，二极管D4并联电阻R2;所述芯片Ul的第4脚与第5脚并联电阻R4，第4脚接晶体管Q7的集电极，第7脚通过电容C5和电阻R5接晶体管Q7的集电极；芯片Ul的第3脚、第I脚、第8脚接地；所述所述晶体管Q6的基极通过电容CS连接晶体管Q3的集电极，晶体管Q6的基极通过电阻R7接地，晶体管Q6的发射极接地，晶体管Q3的集电极通过电阻Rll接地，晶体管Q3的基极与发射极之间并联电阻R9，晶体管Q3的发射极接VCC端；晶体管Q3的基极通过电阻R13、电阻R15连接变压器Tl初级线圈的第3脚；二极管D5和二极管D6串联后负极接变压器Tl初级线圈的第3脚，正极接电阻R13与电阻R15之间的连接点；所述晶体管Ql的栅极与漏极之间并联电阻R31，漏极接地，源极接变压器Tl初级线圈的第3脚，源极与漏极之间并联电容C31，栅极通过二极管D3的负极接芯片Ul的第7脚，二极管D3并联电阻Rl ；所述芯片Ul的第2脚与第7脚并联电阻R3，第2脚接晶体管Q6的集电极，第5脚通过电容C6和电阻R6接晶体管Q6的集电极；所述变压器Tl初级线圈的第2脚为中心抽头，接电源的正极；所述变压器Tl次级线圈接电感L2。所述变压器Tl初级线圈的第I脚与第2脚之间并联电容C3。所述晶体管Qll的集电极依次通过电阻R11、开关SI连接可控硅Q9的的阳极。芯片Ul采用通用芯片MC33151。所述电感L2采用紫铜管绕制。上述便携式超音频感应加热装置的控制方法，包括下述步骤:按下开关SI，可控硅Q9的控制极电压高于阴极电压，阳极电压高于阴极电压，可控硅Q9开通；晶体管Q5的发射级电压高于基级电压，晶体管Q5开通，晶体管Q5的集电极为高电平；晶体管Q8的基级电压高于发射级电压，Q8开通，经过电阻R17、R18、R24、D9和DlO分压后的电压通过Q8给驱动电路供电，本装置开启工作；松开SI，可控硅Q9的控制级电压低于阴极电压，这时可控硅阳极和阴极之间的电压差是正弦半波，阳极和阴极之间的电压差有零点，可控硅Q9关闭；晶体管Q5的发射级电压低于基级电压，晶体管Q5关闭，晶体管Q5的集电极为低电平；晶体管Q8的基级电压为低电平，晶体管Q8关闭，经过电阻R17、R18、R24分压后的电压不能通过晶体管Q8给驱动电路供电，本装置停止工作；当开关SI按下时，芯片Ul的第6脚为高电平，Ul开始工作，5脚为高电平，7脚为低电平，晶体管Q2开通，晶体管Q4的基级为低电平，晶体管Q4开通，晶体管Q4集电极对电容C9充电，电阻R8两端的电压由高电平降为低电平，电容C5上的电荷通过Q7放出；与此同时，芯片Ul的第5脚高电平通过电阻R4、R5向电容C5充电，芯片Ul的第4脚的电压由低升高，同时第5脚高电平通过R6、R3向电容C6充电，第2脚的电压由高降低，第4脚的电压开始高于高态输入阀值电压，第2脚电压开始低于低态输入阀值电压，工作状态切换；切换之后，芯片Ul第5脚输出为低电平，第7脚输出为高电平；晶体管Ql开通，晶体管Q3的基级为低电平，晶体管Q3开通，晶体管Q3集电极对电容C8充电，电阻R7两端的电压由高电平降为低电平，电容C6上的电荷通过晶体管Q6放出；与此同时，第7脚高电平通过电阻R3、R6向电容C6充电，第2脚的电压由低升高，同时第7脚高电平通过R5、R4向电容C5充电，第4脚的电压由高降低，第2脚的电压开始高于高态输入阀值电压，第4脚电压开始低于低态输入阀值电压，工作状态再次切换。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及效果:本专利技术在超音频感应加热行业内率先采用了 MC33151的驱动电路。通过电路优化设计以及在线仿真与调试，本装置将所有超音频感应加热所需的驱动波形，由MC33151驱动电路来实现，通过本电路对超音频感应加热装置的控制，可以确保在超音频感应加热装置输出功率最大。本装置体积小，重量轻，操作人员可以手持本装置在复杂环境和特殊角度下，对螺母、螺栓、轴承、齿轮、销、拉杆套和轨道杆端等金属零件进行无接触无火焰加热，安全快速地去除连接件之间冻结和锈蚀的化合物。可应用于汽车制造，铁路养护，建筑施工和航空航天等领域。本专利技术的开关控制电路、驱动电路，电路简单，电子元器件少，开通和关断迅速，稳定可靠，散热器件轻，变压器Tl磁芯利用率高，推挽工作时，两只对称的晶体管Ql、Q2每次只有一个导通，导通损耗小。本专利技术加热装置工作时，超音频交变电流通过电感L2，在电感L2内产生极性瞬间变化的强磁束，强磁束的电磁感应作用于被加热金属零件，产生涡电流，由于被加热金属零件内部存在着电阻，所以会产生焦耳热，使电能转换成为热能。【附图说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式超音频感应加热装置，包括电源、开关控制电路、驱动电路，其特征在于：所述开关控制电路，包括晶体管Q11、晶体管Q8、晶体管Q5、可控硅Q9；所述晶体管Q11的发射极与晶体管Q8的集电极通过接点A连接，所述晶体管Q5的集电极通过电阻R22与晶体管Q8的基极连接，所述晶体管Q5的基极与A点连接，所述晶体管Q5的发射极通过电阻R21与A点连接，所述晶体管Q11的基极通过电阻R24与A点连接；所述晶体管Q8的发射极通过温度开关RT连接VCC端，VCC端通过电容C7和电容C13接地；所述A点通过两个串联的稳压管D9、D10接地；A点与地之间接有电容C10；所述可控硅Q9的阴极连接晶体管Q5的发射极，可控硅Q9的控制极通过二极管D12连接晶体管Q11的集电极，可控硅Q9的阳极通过电阻R18连接晶体管Q11的基极，可控硅Q9的阴极与控制极之间并联电阻R20和电容C11；所述可控硅Q9的阳极通过电阻R17接电源的正极。

【技术特征摘要】
1.一种便携式超音频感应加热装置，包括电源、开关控制电路、驱动电路，其特征在于: 所述开关控制电路，包括晶体管Ql1、晶体管Q8、晶体管Q5、可控娃Q9 ；所述晶体管Qll的发射极与晶体管Q8的集电极通过接点A连接，所述晶体管Q5的集电极通过电阻R22与晶体管Q8的基极连接，所述晶体管Q5的基极与A点连接，所述晶体管Q5的发射极通过电阻R21与A点连接，所述晶体管Qll的基极通过电阻R24与A点连接；所述晶体管Q8的发射极通过温度开关RT连接VCC端，VCC端通过电容C7和电容C13接地；所述A点通过两个串联的稳压管D9、D10接地；A点与地之间接有电容ClO ； 所述可控硅Q9的阴极连接晶体管Q5的发射极，可控硅Q9的控制极通过二极管D12连接晶体管Qll的集电极，可控硅Q9的阳极通过电阻R18连接晶体管Qll的基极，可控硅Q9的阴极与控制极之间并联电阻R20和电容Cll ； 所述可控硅Q9的阳极通过电阻R17接电源的正极。2.根据权利要求1所述的便携式超音频感应加热装置，其特征在于:所述驱动电路，包括芯片U1、晶体 管Q7、晶体管Q4、晶体管Q6、晶体管Q3、晶体管Q2、晶体管Q1、二极管D5、_.极管D6、二极管D8、二极管D7、变压器Tl ； 所述晶体管Q7的基极通过电容C9连接晶体管Q4的集电极，晶体管Q7的基极通过电阻R8接地，晶体管Q7的发射极接地，晶体管Q4的集电极通过电阻R12接地，晶体管Q4的基极与发射极之间并联电阻R10，晶体管Q4的发射极接VCC端；晶体管Q4的基极通过电阻R14、电阻R16连接变压器Tl初级线圈的第I脚；二极管D8和二极管D7串联后负极接变压器Tl初级线圈的第I脚，正极接电阻R14与电阻R16之间的连接点； 所述晶体管Q2的栅极与漏极之间并联电阻R30，漏极接地，源极接变压器Tl初级线圈的第I脚，源极与漏极之间并联电容C30，栅极通过二极管D4的负极接芯片Ul的第5脚，二极管D4并联电阻R2; 所述芯片Ul的第4脚与第5脚并联电阻R4，第4脚接晶体管Q7的集电极，第7脚通过电容C5和电阻R5接晶体管Q7的集电极；芯片Ul的第3脚、第I脚、第8脚接地； 所述所述晶体管Q6的基极通过电容CS连接晶体管Q3的集电极，晶体管Q6的基极通过电阻R7接地，晶体管Q6的发射极接地，晶体管Q3的集电极通过电阻Rll接地，晶体管Q3的基极与发射极之间并联电阻R9，晶体管Q3的发射极接VCC端；晶体管Q3的基极通过电阻R13、电阻R15连接变压器Tl初级线圈的第3脚；二极管D5和二极管D6串联后负极接变压器Tl初级线圈的第3脚，正极接电阻R13与电阻R15之间的连接点； 所述晶体管Ql的栅极与漏极之间并联电阻R31，漏极接地，源极接变压器Tl初级线圈的第3脚，源极与漏极之间并联电容C31，栅极通过二极管D3的负极接芯片Ul的第7脚，二极管...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛家祥，王磊磊，沈栋，林放，陈振升，恒功淳，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44