一种IGBT超音频感应加热电源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种IGBT超音频感应加热电源，其基于IGBT的串联谐振型感应加热，包括三相不控整流电路、直流滤波电路、Buck斩波调功电路、IGBT电压型逆变调频电路、负载匹配变压器及RLC串联负载；控制电路部分主要包括:高精度数字信号处理器TMS320F28335为核心的控制器及外围电路、斩波逆变开关管IGBT驱动电路、信号采集和调理电路、输出信号过零检测电路、本地触摸屏人机界面控制、故障检测及报警控制等。本实用新型专利技术提供了输入过欠压保护、过热保护、过流保护及锁相失败保护等，确保了系统的安全、可靠、稳定运行。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于感应加热
，具体涉及一种IGBT超音频感应加热电源。
技术介绍
传统的加热行业，普遍采用是的燃料炉、电阻丝和石英加热方式，而这些传统的加热方式，最根本的缺陷就是热效率低。电阻丝和石英主要是靠通电后，自身发热然后再把热量传递到被加热物体上，从而起到加热物品的效果，这种加热效果的热量利用率最高只有50%左右，另外的50%左右的热量都散发到空气中，所有传统的电阻丝加热方式的电能损失高达50%以上。而感应加热，是通过电流产生磁场，使得金属自身发热，辅以隔热和保温材料，防止热量的散发，热利用率高达95%以上，理论上间节电效果可达到50%以上。通过选择高品质的感应加热电源，在感应加热线圈的设计和制作上更趋科学，规范操作方式和运行环境，感应加热的电转换效率亦能达到较高的水平。近些年，感应加热技术由于具有高效、经济和环保等优势，已经在熔炼、透热、锻造、钎焊和表面淬火处理等方面得到越来越多的应用。目前，晶闸管中频电源在400-8kHz频率范围已经十分成熟，采用倍频电源可以达到20kHz的频率上限。传统的电子管电源仍然用于10kHz以上高频加热，但场效应管(MOSFET)高频电源的研制和产品化可望提升其性能。根据绝缘栅双极晶体管(IGBT)目前的器件水平，可以覆盖其间的超音频工作频率范围，因而在感应加热领域有很好的应用前景和产品开发必要性。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种更高效、节能、环保、安全，以及可控性更强的IGBT超音频感应加热电源。本技术采取的技术方案是:一种IGBT超音频感应加热电源，包括DSP处理器、三相不控整流电路、直流滤波电路、BUCK斩波调功电路、IGBT逆变调频电路和变压器，所述三相不控整流电路的输入端连接三相交流电源，三相不控整流电路的输出端与所述直流滤波电路、BUCK斩波调功电路、IGBT逆变调频电路、变压器依次相互连接，所述BUCK斩波调功电路的输出端还分别连接温度开关和电压电流采样电路的一端，温度开关和电压电流采样电路的另一端连接至DSP处理器，所述DSP处理器还分别与故障报警器、触摸显示屏、无线通讯模块、信号调理模块、过零检测电路、IGBT逆变驱动电路的一端连接，所述无线通讯模块另一端连接至远程控制终端，过零检测电路另一端连接至变压器输出端，信号调理模块另一端连接至温度传感器，IGBT逆变驱动电路另一端连接至IGBT逆变调频电路。所述BUCK斩波调功电路和IGBT逆变调频电路之间并联了一个稳压电容。所述三相不控整流电路的输入端和DSP处理器之间设有电压信号采集模块。所述三相交流电源和三相不控整流电路之间设有断路器和接触器。所述DSP处理器采用TMS320F28335作为处理器。本技术的有益效果是:相较于传统的感应加热电源，本技术设计合理，效率高，功率大，工作可靠；而且易于启动、负载匹配灵活，具有更好的输出特性，更高的安全性和更强的可控性。【附图说明】图1是本技术的结构原理框图。图2是本技术的主电路拓扑示意图。【具体实施方式】下面结合附图对本技术作进一步说明。如图1和图2所示，一种IGBT超音频感应加热电源，包括DSP处理器、三相不控整流电路、直流滤波电路、BUCK斩波调功电路、IGBT逆变调频电路和变压器，所述三相不控整流电路的输入端连接三相交流电源，三相不控整流电路的输出端与所述直流滤波电路、BUCK斩波调功电路、IGBT逆变调频电路、变压器依次相互连接，所述BUCK斩波调功电路的输出端还分别连接温度开关和电压电流采样电路的一端，温度开关和电压电流采样电路的另一端连接至DSP处理器，所述DSP处理器还分别与故障报警器、触摸显示屏、无线通讯模块、信号调理模块、过零检测电路、IGBT逆变驱动电路的一端连接，所述无线通讯模块另一端连接至远程控制终端，过零检测电路另一端连接至变压器输出端，信号调理模块另一端连接至温度传感器，IGBT逆变驱动电路另一端连接至IGBT逆变调频电路。本技术采用全控型半导体器件IGBT (绝缘栅双极型晶体管)为主要功率器件，釆用数字化控制，实现了负载为串联谐振的超音频感应加热电源的研制。主电路能量流动过程为:380V三相进电经过三相不控制整流电路转换为脉动直流电，由直流滤波电路进行平滑滤波，根据检测实际输出和给定参数调节控制Buck斩波开关管占空比，调节功率，BUCK斩波调功电路输出脉动直流信号，由大电容稳压，确保输入逆变桥为恒压源。根据负载谐振状况调节IGBT逆变调频电路中开关管频率，输出的交流信号经过匹配变压器变换作用到串联负载端，负载进行电/磁/热能量转换，实现感应加热。本电源还设计了本地和远端控制，本地设计触摸屏人机交互界面，更加直观方便，远端采用RS-485通信。电源可实现恒功和恒压两种模式控制给定。此外，为确保电源运行更加安全可靠，设计了输入过欠压、母线过流、输出过压过流、斩波逆变过热、频率跟踪失败等保护功能，以及声光报警功能。本技术未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。【主权项】1.一种IGBT超音频感应加热电源，其特征在于:包括DSP处理器、三相不控整流电路、直流滤波电路、BUCK斩波调功电路、IGBT逆变调频电路和变压器，所述三相不控整流电路的输入端连接三相交流电源，三相不控整流电路的输出端与所述直流滤波电路、BUCK斩波调功电路、IGBT逆变调频电路、变压器依次相互连接，所述BUCK斩波调功电路的输出端还分别连接温度开关和电压电流采样电路的一端，温度开关和电压电流采样电路的另一端连接至DSP处理器，所述DSP处理器还分别与故障报警器、触摸显示屏、无线通讯模块、信号调理模块、过零检测电路、IGBT逆变驱动电路的一端连接，所述无线通讯模块另一端连接至远程控制终端，过零检测电路另一端连接至变压器输出端，信号调理模块另一端连接至温度传感器，IGBT逆变驱动电路另一端连接至IGBT逆变调频电路。2.根据权利要求1所述的一种IGBT超音频感应加热电源，其特征在于:所述BUCK斩波调功电路和IGBT逆变调频电路之间并联了一个稳压电容。3.根据权利要求1所述的一种IGBT超音频感应加热电源，其特征在于:所述三相不控整流电路的输入端和DSP处理器之间设有电压信号采集模块。4.根据权利要求1所述的一种IGBT超音频感应加热电源，其特征在于:所述三相交流电源和三相不控整流电路之间设有断路器和接触器。5.根据权利要求1所述的一种IGBT超音频感应加热电源，其特征在于:所述DSP处理器采用TMS320F28335作为处理器。【专利摘要】本技术公开了一种IGBT超音频感应加热电源，其基于IGBT的串联谐振型感应加热，包括三相不控整流电路、直流滤波电路、Buck斩波调功电路、IGBT电压型逆变调频电路、负载匹配变压器及RLC串联负载；控制电路部分主要包括:高精度数字信号处理器TMS320F28335为核心的控制器及外围电路、斩波逆变开关管IGBT驱动电路、信号采集和调理电路、输出信号过零检测电路、本地触摸屏人机界面控制、故障检测及报警控制等。本技术提供了输入过欠压保护、过热保护、过流保护及锁相失败保护等，确保了系统的安全、可靠、稳定运行。【IPC分类】H05B6/06【公开号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种IGBT超音频感应加热电源，其特征在于：包括DSP处理器、三相不控整流电路、直流滤波电路、BUCK斩波调功电路、IGBT逆变调频电路和变压器，所述三相不控整流电路的输入端连接三相交流电源，三相不控整流电路的输出端与所述直流滤波电路、BUCK斩波调功电路、IGBT逆变调频电路、变压器依次相互连接，所述BUCK斩波调功电路的输出端还分别连接温度开关和电压电流采样电路的一端，温度开关和电压电流采样电路的另一端连接至DSP处理器，所述DSP处理器还分别与故障报警器、触摸显示屏、无线通讯模块、信号调理模块、过零检测电路、IGBT逆变驱动电路的一端连接，所述无线通讯模块另一端连接至远程控制终端，过零检测电路另一端连接至变压器输出端，信号调理模块另一端连接至温度传感器，IGBT逆变驱动电路另一端连接至IGBT逆变调频电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇锋，王崇俭，黄小龙，
申请(专利权)人：南京叁拾壹度机电设备有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32