红外测温无线传输IGBT全桥节能感应加热设备制造技术

本发明专利技术涉及电力电子技术，具体是一种红外测温无线传输IGBT全桥节能感应加热设备。红外测温无线传输温控、数字信号处理芯片DSP产生超前、滞后交替移相脉宽调制输出两路PWM

Infrared temperature measuring wireless transmission IGBT full bridge energy-saving induction heating equipment

The invention relates to power electronic technology, in particular to an infrared temperature measuring wireless transmission IGBT full bridge energy-saving induction heating equipment. Infrared temperature measurement, wireless transmission, temperature control, digital signal processing chip DSP, lead and delay, alternating phase shift, pulse width modulation, output two way PWM

【技术实现步骤摘要】
红外测温无线传输IGBT全桥节能感应加热设备
本专利技术涉及电力电子技术，具体是一种红外测温无线传输IGBT全桥节能感应加热设备。
技术介绍
感应加热设备广泛用于钢材、铜材、铝材热处理工艺生产，工件温度控制至关重要，通常由红外测温探头非接触式测量工件加热温度，红外测温探头输出信号经电缆或光纤连接到主板进行处理和控制，由于炉温高不便铺设电缆线。IGBT模块半桥逆变器结构双管交替轮换开关，逆变器交流输出电压为感应炉品质因数Q值与电源直流电压1/2之积，因此，输出功率较小，需要用多个IGBT模块并联获取较大的输出功率。然而，IGBT模块饱和压降不一致性，并联工作电流不均衡产生环流冲击，极易烧坏IGBT模块。IGBT模块全桥逆变器斜角轮换导通、截止，激励负载感应炉加热。当选用与半桥相同规格的模块和直流电压及负载阻抗，全桥逆变器输出电压增高1倍，输出功率增大2倍，可以减少并联模块数量达到输出功率要求。但是，IGBT模块全桥逆变器桥臂固定移相脉宽调制PWM驱动功耗不均衡，固定桥臂开关时间不变器件损耗大，而移相桥臂开关时间变化器件损耗小，固定移相桥臂IGBT模块结温过热存在安全隐患，因此，电力半导体器件是整个设备最为脆弱的部件，是影响可靠性最主要的因素。常用冷却塔工业用水进、出流动热交换，耗水量是很大的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供感应加热发射激光束引导红外测温，无线发射、接收传输测量数据，数字信号处理器DSP产生超前/滞后交替移相脉宽调制PWM驱动脉冲信号、过零功率软启动，风冷式冷水机组制冷强制冷却机件热量的一种红外测温无线传输IGBT全桥节能感应加热设备。本专利技术的技术解决方案：包括三相交流电源、快速熔断器F1、F2、F3、三相全波整流器、开机延时继电器、两个开关电源、电度计量表、红外测温无线数据传输装置、型号TMS320F28335的数字信号处理器DSP控制板、两块双路IGBT驱动板、IGBT模块全桥逆变器、IGBT模块尖峰脉冲吸收电路、IGBT模块过热保护电路、四组滤波薄膜电容、谐振电容、感应炉谐振电感、工频电流检测互感器、负载电流取样磁环电感、人机对话触摸屏、风冷式冷水机组、密封式机柜；其中，红外测温无线传输装置由聚光透镜、激光二极管及驱动器、光电转换器件、放大电路、模数转换器A/D、数据编码器、型号PTY2167发射芯片、型号PTY2168接收芯片、数字PID调节控制器组成，光电转换器件置于聚光透镜的光路中，与透镜光轴成斜角设置激光二极管发射光束窗口，用来发射可见光激光束对准工件红外测温点，激光二极管连接驱动器，发射芯片内含晶振和数据调制FSKSW、锁相环PLL、压控振荡器VCO、射频功放，接收芯片内含高放、锁相环PLL、压控本振、混频器、中放、数据解调器DTAO，发射芯片ROI端接晶体XTAL1一端，晶体XTAL1另一端接电容CX1、CX2一端，电容CX1另一端接地，电容CX1另一端接发射芯片FSKSW端，光电转换器件输出信号经放大电路、模数转换器A/D、数据编码器连接发射芯片FSKDTA端，由射频功放输出端OUT经电容CM1、CM2、CM3、电感LM1带通滤波网络匹配天线TA发射，接收芯片ROI端接晶体XTAL2一端，晶体XTAL2另一端接电容CX3一端，电容CX3另一端接地，接收芯片输入端LNAI经电容CM4、CM5、CM6、电感LM2低通滤波网络匹配天线TB，接收射频信号经高放与压控本振混频外差提取中频接入中放、数据解调器、数字PID调节控制器至数字信号处理DSP控制板测温接口；数字信号处理DSP控制板由DSP芯片可编程相位控制产生超前、滞后交替移相的两路脉宽调制PWM1、PWM2信号，设置上管、下管互锁死区时间tDT，分别经光纤耦合两块双路IGBT驱动板，构成双路IGBT模块并联连接的两个半桥合成为全桥逆变器，负载匹配串联谐振电路斜对角导通、截止，零功率软启动，四个桥臂IGBT模块交替移相功耗均衡相等，第一块双路IGBT驱动板输出接口P1连接IGBT模块全桥逆变器桥臂A的管组Q1栅极，第一块双路IGBT驱动板输出接口P2连接IGBT模块全桥逆变器桥臂A的管组Q1集电极，第一块双路IGBT驱动板输出接口P3连接IGBT模块全桥逆变器桥臂A的管组Q1发射极，第一块双路IGBT驱动板输出接口J1连接IGBT模块全桥逆变器桥臂A的管组Q1n栅极，第一块双路IGBT驱动板输出接口J2连接IGBT模块全桥逆变器桥臂A的管组Q1n集电极，第一块双路IGBT驱动板输出接口J3连接IGBT模块全桥逆变器桥臂A的管组Q1n发射极，第一块双路IGBT驱动板输出接口P4连接IGBT模块全桥逆变器桥臂C的管组Q3栅极，第一块双路IGBT驱动板输出接口P5连接IGBT模块全桥逆变器桥臂C的管组Q3集电极，第一块双路IGBT驱动板输出接口P6连接IGBT模块全桥逆变器桥臂C的管组Q3发射极，第一块双路IGBT驱动板输出接口J4连接IGBT模块全桥逆变器桥臂C的管组Q3n栅极，第一块双路IGBT驱动板输出接口J5连接IGBT模块全桥逆变器桥臂C的管组Q3n集电极，第一块双路IGBT驱动板输出接口J6连接IGBT模块全桥逆变器桥臂C的管组Q3n发射极，第二块双路IGBT驱动板输出接口P1连接IGBT模块全桥逆变器桥臂B的管组Q2栅极，第二块双路IGBT驱动板输出接口P2连接IGBT模块全桥逆变器桥臂B的管组Q2集电极，第二块双路IGBT驱动板输出接口P3连接IGBT模块全桥逆变器桥臂B的管组Q2发射极，第二块双路IGBT驱动板输出接口J1连接IGBT模块全桥逆变器桥臂B的管组Q2n栅极，第二块双路IGBT驱动板输出接口J2连接IGBT模块全桥逆变器桥臂B的管组Q2n集电极，第二块双路IGBT驱动板输出接口J3连接IGBT模块全桥逆变器桥臂B的管组Q2n发射极，第二块双路IGBT驱动板输出接口P4连接IGBT模块全桥逆变器桥臂D的管组Q4栅极，第二块双路IGBT驱动板输出接口P5连接IGBT模块全桥逆变器桥臂D的管组Q4集电极，第二块双路IGBT驱动板输出接口P6连接IGBT模块全桥逆变器桥臂D的管组Q4发射极，第二块双路IGBT驱动板输出接口J4连接IGBT模块全桥逆变器桥臂D的管组Q4n栅极，第二块双路IGBT驱动板输出接口J5连接IGBT模块全桥逆变器桥臂D的管组Q4n集电极，第二块双路IGBT驱动板输出接口J6连接IGBT模块全桥逆变器桥臂D的管组Q4n发射极；IGBT模块全桥逆变器桥臂A管组散热板、IGBT模块全桥逆变器桥臂C管组散热板分别装配两个水盒，水盒进水管连接风冷式冷水机组的出水管，水盒出水管连接风冷式冷水机组的进水管，制冷循环散热冷却IGBT模块的热量，IGBT模块全桥逆变器桥臂A的管组Q1集电极连接铜排，IGBT模块全桥逆变器桥臂A的管组Q3发射极连接铜排，两块铜排之间绝缘层分隔相叠，两块铜排之间连接第一组滤波薄膜电容C6，IGBT模块全桥逆变器桥臂A的管组Q1发射极与IGBT模块全桥逆变器桥臂C的管组Q3集电极互连，所引出的导线穿绕磁环E1为电感L1连接到直流层叠母线第一层的一块铜板，直流层叠母线第一层的一块铜板连接感应炉谐振电感L0一端，IGBT模块全桥逆变器桥臂A的管组Q1n集电极连接铜排，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外测温无线传输IGBT全桥节能感应加热设备，包括三相交流电源、快速熔断器F

【技术特征摘要】
1.一种红外测温无线传输IGBT全桥节能感应加热设备，包括三相交流电源、快速熔断器F1、F2、F3、三相全波整流器、开机延时继电器、两个开关电源、电度计量表、其特征在于：还包括红外测温无线传输装置、型号TMS320F28335的数字信号处理器DSP控制板、两块双路IGBT驱动板、IGBT模块全桥逆变器、IGBT模块尖峰脉冲吸收电路、IGBT模块过热保护电路、四组滤波薄膜电容、谐振电容、感应炉谐振电感、工频电流检测互感器、负载电流取样磁环电感、人机对话触摸屏、风冷式冷水机组、密封式机柜；其中，红外测温无线传输装置由聚光透镜、激光二极管及驱动器、光电转换器件、放大电路、模数转换器A/D、数据编码器、型号PTY2167发射芯片、型号PTY2168接收芯片、数字PID调节控制器组成，光电转换器件置于聚光透镜的光路中，透镜旁边设置激光二极管发射光束的窗口，用来发射可见光激光束对准工件红外测温点，激光二极管连接驱动器，发射芯片内含晶振和数据调制FSKSW、锁相环PLL、压控振荡器VCO、射频功放，接收芯片内含高放、锁相环PLL、压控本振、混频器、中放、数据解调器DTAO，发射芯片ROI端接晶体XTAL1一端，晶体XTAL1另一端接电容CX1、CX2一端，电容CX1另一端接地，电容CX1另一端接发射芯片FSKSW端，光电转换器件输出信号经放大电路、模数转换器A/D、数据编码器连接发射芯片FSKDTA端，由射频功放输出端OUT经电容CM1、CM2、CM3、电感LM1带通滤波网络匹配天线TA发射，接收芯片ROI端接晶体XTAL2一端，晶体XTAL2另一端接电容CX3一端，电容CX3另一端接地，接收芯片输入端LNAI经电容CM4、CM5、CM6、电感LM2低通滤波网络匹配天线TB，接收射频信号经高放与压控本振混频外差提取中频接入中放、数据解调器、数字PID调节控制器至数字信号处理DSP控制板测温接口；数字信号处理DSP控制板由DSP芯片可编程相位控制产生超前、滞后交替移相的两路脉宽调制PWM1、PWM2信号，上管、下管设互锁死区时间tDT，分别经光纤耦合到两块双路IGBT驱动板，构成双路IGBT模块并联的两个半桥合成为全桥逆变器，负载匹配串联谐振电路斜对角导通、截止，零功率软启动，交替移相开关时间相等功耗均衡克服固定桥臂功耗大的缺陷，第一块双路IGBT驱动板输出接口P1连接IGBT模块全桥逆变器桥臂A的管组Q1栅极，第一块双路IGBT驱动板输出接口P2连接IGBT模块全桥逆变器桥臂A的管组Q1集电极，第一块双路IGBT驱动板输出接口P3连接IGBT模块全桥逆变器桥臂A的管组Q1发射极，第一块双路IGBT驱动板输出接口J1连接IGBT模块全桥逆变器桥臂A的管组Q1n栅极，第一块双路IGBT驱动板输出接口J2连接IGBT模块全桥逆变器桥臂A的管组Q1n集电极，第一块双路IGBT驱动板输出接口J3连接IGBT模块全桥逆变器桥臂A的管组Q1n发射极，第一块双路IGBT驱动板输出接口P4连接IGBT模块全桥逆变器桥臂C的管组Q3栅极，第一块双路IGBT驱动板输出接口P5连接IGBT模块全桥逆变器桥臂C的管组Q3集电极，第一块双路IGBT驱动板输出接口P6连接IGBT模块全桥逆变器桥臂C的管组Q3发射极，第一块双路IGBT驱动板输出接口J4连接IGBT模块全桥逆变器桥臂C的管组Q3n栅极，第一块双路IGBT驱动板输出接口J5连接IGBT模块全桥逆变器桥臂C的管组Q3n集电极，第一块双路IGBT驱动板输出接口J6连接IGBT模块全桥逆变器桥臂C的管组Q3n发射极，第二块双路IGBT驱动板输出接口P1连接IGBT模块全桥逆变器桥臂B的管组Q2栅极，第二块双路IGBT驱动板输出接口P2连接IGBT模块全桥逆变器桥臂B的管组Q2集电极，第二块双路IGBT驱动板输出接口P3连接IGBT模块全桥逆变器桥臂B的管组Q2发射极，第二块双路IGBT驱动板输出接口J1连接IGBT模块全桥逆变器桥臂B的管组Q2n栅极，第二块双路IGBT驱动板输出接口J2连接IGBT模块全桥逆变器桥臂B的管组Q2n集电极，第二块双路IGBT驱动板输出接口J3连接IGBT模块全桥逆变器桥臂B的管组Q2n发射极，第二块双路IGBT驱动板输出接口P4连接IGBT模块全桥逆变器桥臂D的管组Q4栅极，第二块双路IGBT驱动板输出接口P5连接IGBT模块全桥逆变器桥臂D的管组Q4集电极，第二块双路IGBT驱动板输出接口P6连接IGBT模块全桥逆变器桥臂D的管组Q4发射极，第二块双路IGBT驱动板输出接口J4连接IGBT模块全桥逆变器桥臂D的管组Q4n栅极，第二块双路IGBT驱动板输出接口J5连接IGBT模块全桥逆变器桥臂D的管组Q4n集电极，第二块双路IGBT驱动板输出接口J6连接IGBT模块全桥逆变器桥臂D的管组Q4n发射极；IGBT模块全桥逆变器桥臂A管组散热板、IGBT模块全桥逆变器桥臂C管组散热板分别装配两个水盒，水盒进水管连接风冷式冷水机组的出水管，水盒出水管连接风冷式冷水机组的进水管，制冷循环散热冷却IGBT模块的热量，IGBT模块全桥逆变器桥臂A的管组Q1集电极连接铜排，IGBT模块全桥逆变器桥臂A的管组Q3发射极连接铜排，两块铜排之间绝缘层分隔相叠，两块铜排之间连接第一组滤波薄膜电容C6，IGBT模块全桥逆变器桥臂A的管组Q1发射极与IGBT模块全桥逆变器桥臂C的管组Q3集电极互连，所引出的导线穿绕磁环E1为电感L1连接到直流层叠母线第一层的一块铜板，直流层叠母线第一层的一块铜板连接感应炉谐振电感L0一端，IGBT模块全桥逆变器桥臂A的管组Q1n集电极连接铜排，IGBT模块全桥逆变器桥臂A的管组Q3n发射极连接铜排，两块铜排之间绝缘层分隔相叠，两块铜排之间连接第二组滤波薄膜电容C7，IGBT模块全桥逆变器桥臂A的管组Q1n发射极与IGBT模块全桥逆变器桥臂C的管组Q3n集电极互连，所引出的导线穿绕磁环E1为电感L2连接到直流层叠母线第一层的一块铜板，电感L2与电感L1导线反相穿入磁环E1，直流层叠母线第一层的一块铜板连接感应炉谐振电感L0一端，感应炉谐振电感L0另一端连接谐振电容C0一端，谐振电容C0另一端连接直流层叠母线第一层另一块铜板，感应炉谐振电感L0进水管、谐振电容C0箱体进水管分别连接风冷式冷水机组的出水管，感应炉谐振电感L0出水管、谐振电容C0箱体出水管分别连接风冷式冷水机组的进水管，IGBT模块全桥逆变器桥臂B的管组散热板、IGBT模块全桥逆变器桥臂D的管组散热板分别装配两个水盒，水盒进水管连接风冷式冷水机组的出水管，水盒出水管连接风冷式冷水机组的进水管，IGBT模块全桥逆变器桥臂B的管组Q2集电极连接铜排，IGBT模块全桥逆变器桥臂D的管组Q4发射极连接铜排，两块铜排之间绝缘层分隔相叠，两块铜排之间连接第三组滤波薄膜电容C8，IGBT模块全桥逆变器桥臂B的管组Q2发射极与IGBT模块全桥逆变器桥臂D的管组Q4集电极互连，所引出的导线穿绕磁环E2为电感L1连接到直流层叠母线第一层另一块铜板，直流层叠母线第一层另一块铜板连接谐振电容的另一端，IGBT模块全桥逆变器桥臂B的管组Q2n集电极连接铜排，IGBT模块全桥逆变器桥臂D的管组Q4n发射极连接铜排两块铜排之间绝缘层分隔相叠，两块铜排之间连...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮树成，
申请(专利权)人：浙江亿洋智能装备科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33