一种基于全波整流的直流电加热控制模块制造技术

本实用新型专利技术涉及挥发性有机物前处理技术领域，公开了一种基于全波整流的直流电加热控制模块，通过设置整流桥，整流桥将交流电进行全波整流，使负半周反转变为直流馒头波，作为直流功率提供给负载，控制频率不受过零限制，使负载电压开启与控制信号保持同步，不会带来滞后问题，通过把电源电压及功率梯度更加细化，控制精度更高，解决温度过冲震荡问题；通过整流桥的后端连接有径向引线电容，不仅使整流后的直流电滤波后更加平滑，而且在供电电源关闭后通过电容放电，消除触电危险；通过MCU单片机输出高低电平给光耦隔离器、驱动单元，不仅依据预设温度要求实时控制负载的温度，而且避免了危险事故的发生，有效提高模块的快速精确控温和安全性。控温和安全性。控温和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于全波整流的直流电加热控制模块


[0001]本技术涉及挥发性有机物前处理
，尤其涉及一种基于全波整流的直流电加热控制模块。

技术介绍

[0002]目前，挥发性有机物前处理设备的加热模块普遍使用可控硅控制交流加热与直流开关器件控制的开关电源直流加热。可控硅控制交流加热，半波功率控制方式的功率细分最小为工频的半个周波，功率细分较大，温度控制精细度较差，在大功率急速升温场合控温不稳，移相功率控制方式的控制硬件与控制逻辑复杂，开发周期长；在交流控制中成熟的方案为使用过零型双向可控硅输出光耦，它在收到输入端的控制信号时，并不马上开启双向可控硅模块，而是等到“过零”后才触发双向可控硅进行导通，与理想状态下的负载电压产生了偏移，在实际的负载输出中产生滞后，控制效果不太理想，如图3为控制信号频率为50Hz时的效果图；如图4为控制信号频率大于50Hz时的效果图，输出的控制信号则会出现可控硅一直全功率打开或者一直关闭的情况，达不到控制的目的，而采用小于50Hz时精度不够，负载电阻较小时，需产生较快的升温速度时，温度出现过冲、滞后、震荡等不稳现象。
[0003]而开关电源直流加热，需要前置开关电源，体积较大且成本较高，加热模块运行稳定性增加被开关电源的质量所限制，由于开关电源功率偏小，对于需要大功率快速升温的需求很难在性价比上取得平衡。

技术实现思路

[0004]本技术公开了一种基于全波整流的直流电加热控制模块，旨在解决现有技术中存在的技术问题。
[0005]本技术采用下述技术方案：
[0006]一种基于全波整流的直流电加热控制模块，包括交流电输入端,所述交流电输入端与交流电输入开关相连接，所述交流电输入开关的一端依次连接将交流电整流成直流电的整流桥和负载，另一端连接有驱动所述交流电输入开关执行开、关动作的驱动单元，所述驱动单元由MCU单片机通过输出高低电平控制，所述MCU单片机还依次连接有光耦隔离器、IGBT驱动、IGBT开关、所述负载；所述MCU单片机还与实时测量所述负载温度的测温装置相连。
[0007]在一种实施例中，所述整流桥的后端连接有将整流后的直流电进行滤波使输出的直流电更加平滑的径向引线电容。
[0008]在一种实施例中，所述MCU单片机设有与所述驱动单元连接的第一输出引脚、与所述光耦隔离器连接的第二输出引脚及与所述测温装置连接的输入引脚。
[0009]在一种实施例中，所述MCU单片机采用位置式PID算法将预设温度与负载实时测量的温度值进行比较计算，并将功率细分成预设份额，设有的第二输出引脚将细分的功率PWM信号输出给所述光耦隔离器。
[0010]在一种实施例中，所述IGBT驱动为NPN三极管与PNP三极管组成的推挽电路，所述推挽电路连接所述IGBT开关。
[0011]有益效果：
[0012]本技术与现有技术相比，具有以下优点：
[0013]一种基于全波整流的直流电加热控制模块，通过在电路中设置整流桥，整流桥将交流进行全波整流，使负半周反转变为直流馒头波，作为直流功率提供给负载，控制频率不受过零限制，负载电压开启与控制信号保持同步，不会带来滞后问题；在阻性负载中，电压由于与功率直接相关，直接反应在温度上，通过控制电源电压及功率梯度更加细化，控制精度更高，解决温度过冲震荡问题；通过整流桥后端连接有径向引线电容，不仅使整流后的直流电滤波后更加平滑，而且在供电电源关闭后通过电容放电，消除触电危险；通过MCU单片机输出高低电平给光耦隔离器、驱动单元，不仅依据预设温度及实时获得的负载温度实时控制闭合回路的通、断，以控制负载的温度，而且避免了危险事故的发生，有效提高模块的快速精确控温和安全性。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明解释本技术，并不构成对本技术的不当限定；在附图中：
[0015]图1为本技术实施例提供的技术方案结构示意图；
[0016]图2为本技术实施例提供的技术方案所产生的效果图；
[0017]图3为现有技术中使用过零型双向可控硅加热，电源电压工频在50Hz时的效果图；
[0018]图4为现有技术中使用过零型双向可控硅加热，电源电压工频在大于50Hz时的效果图。
[0019]图中：
[0020]交流电输入端1；驱动单元2；交流电输入开关3；整流桥4；径向引线电容41；负载5；MCU单片机6；第一输出引脚61；第二输出引脚62；输入引脚63；光耦隔离器7；IGBT驱动8；IGBT开关9；测温装置10。
具体实施方式
[0021]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。在本技术的描述中，需要说明的是，说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”；“若干个”指多于2个。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0022]本技术优选实施例：
[0023]如图1所示，本技术公开了一种基于全波整流的直流电加热控制模块，包括
220V的交流电输入端1,所述交流电源1与交流电输入开关3相连接，所述交流电输入开关3的一端依次连接整流桥4和负载5，另一端连接驱动单元2，所述驱动单元2与MCU单片机6相连接；所述交流电输入开关3为继电器，整流桥4将继电器传输的交流电整流成直流电，直流电作用在负载5上，所述驱动单元2在MCU单片机6的驱动下控制交流电输入开关3执行开、关动作；MCU单片机6通过第一输出引脚61与驱动单元2连接，通过第二输出引脚62与光耦隔离器7连接，光耦隔离器7依次与IGBT驱动8、IGBT开关9、所述负载5相连，所述负载5又与测温装置10、MCU单片机6相连，形成控制闭环，本示例中，IGBT驱动8为NPN三极管与PNP三极管组成的推挽电路，MCU单片机6设有的输入引脚63接收所述测温装置10测得的负载5温度。
[0024]所述MCU单片机6通过第一输出引脚61输出高低电平控制驱动单元2驱动交流电输入开关3的导通或关断。
[0025]当所述MCU单片机6输出高电平，如输出5V电压时,驱动单元2驱动交流电输入开关3导通，220V的交流电经整流桥4整流后形成直流电，所述整流桥4的后端连接有的径向引线电容41将整流后的直流电进行滤波使输出的直流电更加平滑，然后直流电经过阻性负载5，同时，当MCU单片机6输出的高电平传递给光耦隔离器7、电路驱动8，本示例中电路驱动8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于全波整流的直流电加热控制模块，包括交流电输入端(1),其特征在于：所述交流电输入端(1)与交流电输入开关(3)相连接，所述交流电输入开关(3)的一端依次连接将交流电整流成直流电的整流桥(4)和负载(5)，另一端连接有驱动所述交流电输入开关(3)执行开、关动作的驱动单元(2)，所述驱动单元(2)由MCU单片机(6)通过输出高低电平控制，所述MCU单片机(6)还依次连接有光耦隔离器(7)、IGBT驱动(8)、IGBT开关(9)、所述负载(5)；所述MCU单片机(6)还与实时测量所述负载(5)温度的测温装置(10)相连。2.根据权利要求1所述的基于全波整流的直流电加热控制模块，其特征在于：所述整流桥(4)的后端连接有将整流后的直流电进行滤波使输出的直流电更加平滑的径向引线电容(41...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军伟，马全港，
申请(专利权)人：中仪宇盛河北科学仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：