一种基于LLC的感应加热系统技术方案

本申请提供一种基于LLC的感应加热系统，包括：T型LLC模块，用于感应加热，具有电容电压与输入电压；逆变桥模块，用于将直流电源转换为交流电给所述T型LLC模块供电；控制系统，用于获取所述T型LLC模块的电容电压与输入电压在k时刻的相位差θ

【技术实现步骤摘要】
一种基于LLC的感应加热系统


[0001]本公开一般涉及感应加热系统
，具体涉及一种基于LLC的感应加热系统。

技术介绍

[0002]T型LLC模块上的感应线圈L
C
可进行感应加热，当T型LLC模块的电容电压滞后于输入电压90度时，此时T型LLC模块处于谐振点，即感应线圈L
c
处于最佳工作状态；
[0003]然而，当更换T型LLC模块的负载或负载阻值受外部因素产生变化时，电容电压与输入电压的相位差随之变化，使得T型LLC模块无法处于谐振状态，工作效率较低。

技术实现思路

[0004]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种可解决上述技术问题的一种基于LLC的感应加热系统。
[0005]本申请提供一种基于LLC的感应加热系统，包括：
[0006]T型LLC模块，用于感应加热，具有电容电压与输入电压；
[0007]逆变桥模块，用于将直流电源转换为交流电给所述T型LLC模块供电；
[0008]控制系统，用于获取所述T型LLC模块的电容电压与输入电压在k时刻的相位差θ
b
(t＝k)；根据所述相位差θ
b
(t＝k)，向所述逆变桥模块输出PWM信号，使得所述电容电压与输入电压在k+1时刻的相位差θ
b
(t＝k+1)保持在设定角度范围θ
c
内。
[0009]根据本申请实施例提供的技术方案，所述设定角度范围θ
c
＝θ
s
>±
θ
m
；其中设定值θ
s
为90
°
，θ
m
为常数。
[0010]根据本申请实施例提供的技术方案，所述控制系统包括：
[0011]转换模块，用于获取所述电容电压的波形，转换为第一方波；获取所述输入电压的波形，转化为第二方波；
[0012]DSP模块，计算所述第一方波和第二方波的相位差θ
b
(t＝k)；根据所述相位差θ
b
(t＝k)以及设定值θ
s
确定PWM重装值arr(k)；
[0013]控制模块，根据所述PWM重装值arr(k)调整所述PWM信号。
[0014]根据本申请实施例提供的技术方案，所述控制模块配置用于，根据公式(四)调整所述PWM信号：
[0015][0016]其中，f
t
为所述控制模块的时钟频率，psc为分频系数，f(k)为所述PWM信号的频率。
[0017]根据本申请实施例提供的技术方案，所述PWM重装值arr(k)通过公式(一)、公式(二)、公式(三)计算得到：
[0018]arr(k)＝arr(k
‑
1)+Δarr(k)
ꢀꢀꢀ
(一)
[0019]Δarr(k)＝k
p
[θ
e
(t＝k)
‑
θ
e
(t＝k
‑
1)]+k
I
θ
e
(t＝k)
ꢀꢀꢀ
(二)；
[0020]θ
e
(t＝k)＝θ
b
(t＝k)
‑
θ
s
ꢀꢀꢀ
(三)；
[0021]其中，k
p
、k
I
为常数。
[0022]根据本申请实施例提供的技术方案，所述转换模块包括过零检测单元和电平调理单元；
[0023]所述过零检测单元的输入端与T型LLC模块连接，用于获取所述T型LLC模块的输入电压波形和电容电压波形，将所述电容电压波形转化为第一方波，将所述输入电压波形转化为第二方波；
[0024]所述电平调理单元的输入端与所述过零检测单元的输出端连接，所述电平调理单元的输出端与所述DSP模块的输入端连接，用于将所述第一方波与第二方波整形。
[0025]根据本申请实施例提供的技术方案，所述T型LLC模块包括：第一匹配电感L
s1
、加热线圈L
c
、负载R以及电容C；
[0026]所述第一匹配电感L
s1
的一端与所述T型LLC模块的正极输出端连接，所述第一匹配电感L
s1
的另一端与所述加热线圈L
c
一端连接，所述加热线圈L
c
的另一端与所述负载R的一端连接，所述负载R的另一端与所述T型LLC模块的负极输出端连接；所述电容C的一端连接在所述第一匹配电感L
s1
与加热线圈L
c
之间，所述电容C的另一端与所述T型LLC模块的负极输出端连接。
[0027]根据本申请实施例提供的技术方案，所述控制模块的输出端与所述逆变桥模块的控制端间设有PWM隔离驱动模块；
[0028]所述PWM隔离驱动模块包括PWM隔离电源单元和PWM隔离驱动单元；所述PWM隔离驱动单元的输入端与所述控制模块的输出端连接，所述PWM隔离驱动单元的输出端与所述逆变桥模块的控制端连接；所述PWM隔离电源单元用于向所述PWM隔离驱动单元供电；
[0029]根据本申请实施例提供的技术方案，所述控制模块的输入端连接有用于检测所述逆变桥模块的温度的温度电平转换模块；所述控制模块的输出端连接有散热风扇；
[0030]所述控制模块还配置用于：
[0031]获取所述逆变桥模块的温度；
[0032]根据所述逆变桥模块的温度，控制所述散热风扇转速。
[0033]根据本申请实施例提供的技术方案，所述逆变桥模块的输入端连接有工频整流桥模块和滤波模块。
[0034]本申请的有益效果在于：使用时将直流电源接入至所述逆变桥模块的直流输入端，所述逆变桥模块将直流电转化为交流电向所述T型LLC模块供电，T型LLC模块内的感应线圈即可进行感应加热工作；
[0035]控制系统通过获取所述T型LLC模块的电容电压与输入电压在k时刻的相位差θ
b
(t＝k)，根据所述相位差θ
b
(t＝k)，向所述逆变桥模块输出PWM信号，使得所述电容电压与输入电压在k+1时刻的相位差θ
b
(t＝k+1)保持在设定角度范围θ
c
内。
[0036]因此，该控制系统的调控下，当所述T型LLC模块内的负载值变化时，控制系统可根据k时刻的电容电压与输入电压的相位差θ
b
(t＝k)，重新计算并向所述逆变桥模块输出PWM信号，以使得在k+1时刻的相位差θ
b
(t＝k+1)保持在设定角度范围θ
c
，进而使所述T型LLC模块的负载处于谐振状态，提高了工作效率。
附图说明
[0037]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于LLC的感应加热系统，其特征在于，包括：T型LLC模块(1)，用于感应加热，具有电容电压与输入电压；逆变桥模块(2)，用于将直流电源转换为交流电给所述T型LLC模块(1)供电；控制系统，用于获取所述T型LLC模块(1)的电容电压与输入电压在k时刻的相位差θ
b
(t＝k)；根据所述相位差θ
b
(t＝k)，向所述逆变桥模块(2)输出PWM信号，使得所述电容电压与输入电压在k+1时刻的相位差θ
b
(t＝k+1)保持在设定角度范围θ
c
内。2.根据权利要求1所述的基于LLC的感应加热系统，其特征在于，所述设定角度范围θ
c
＝θ
s
±
θ
m
；其中设定值θ
s
为90
°
，θ
m
为常数。3.根据权利要求1或2所述的基于LLC的感应加热系统，其特征在于，所述控制系统包括：转换模块(3)，用于获取所述电容电压的波形，转换为第一方波；获取所述输入电压的波形，转化为第二方波；DSP模块(4)，计算所述第一方波和第二方波的相位差θ
b
(t＝k)；根据所述相位差θ
b
(t＝k)以及设定值θ
s
确定PWM重装值arr(k)；控制模块(5)，根据所述PWM重装值arr(k)调整所述PWM信号。4.根据权利要求3所述的一种基于LLC的感应加热系统，其特征在于：所述控制模块(5)配置用于，根据公式(四)调整所述PWM信号：其中，f
t
为所述控制模块的时钟频率，psc为分频系数，f(k)为所述PWM信号的频率。5.根据权利要求3所述的一种基于LLC的感应加热系统，其特征在于：所述PWM重装值arr(k)通过公式(一)、公式(二)、公式(三)计算得到：arr(k)＝arr(k
‑
1)+Δarr(k)
ꢀꢀ
(一)Δarr(k)＝k
p
[θ
e
(t＝k)
‑
θ
e
(t＝k
‑
1)]+k
I
θ
e
(t＝k)
ꢀꢀꢀ
(二)；θ
e
(t＝k)＝θ
b
(t＝k)
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李练兵，张佳伟，向红军，李东颖，李脉，李佳祺，李思佳，张金龙，段光欣，刘艳杰，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：