数字式大功率高频逆变直流电源控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种数字式大功率高频逆变直流电源控制器及其方法，包括电流测量电路、电压测量电路、功率给定电路、过流保护电路、过热保护电路、缺相保护、键盘电路、微处理器、显示、CPLD、第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路、第五驱动电路、第六驱动电路、D/A转换电路、开关信号输出电路和电源电路；本实用新型专利技术采用EDA技术，结合微处理控制和CPLD，利用微处理控制CPLD产生占空比、频率可调的方波信号来控制IGBT，使电源输出功率根据要求进行变化，输出功率的大小受微处理控制控制，并通过整流获得了低电压大电流直流电源，其输出的能量可直接为单晶炉石墨加热器供热，控温精度高，可以满足单晶在生长阶段对温度的严格要求。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种能够产生低电压大电流，且输出电压或电流均可调节的大功率高频逆变整流装置，为电镀，氧化，电解，电泳，冶炼，石英加热及提炼单晶硅等电化学处理提供高效稳定的直流电源。
技术介绍
随着电子行业的飞速发展，更多以电子技术为依托的领域开始加大对单晶硅的需求。作为单晶生长过程中提供热源的主要设备-大功率单晶硅直流加热电源，也因此得到了更加广泛的应用，但同时也对单晶硅加热电源的实时性、智能性及可靠性提出了更高的要求。传统的大功率单晶硅直流加热电源主要采用变压器和可控硅降压，然后再通过整流获得低压大电流电源，传统的可控硅电源存在效率低、功率因数低、输出电压纹波大、稳定性较差等问题。本技术提出数字式大功率高频逆变直流电源控制器采用EDA技术， 结合微处理控制和CPLD，利用微处理控制CPLD产生占空比、频率可调的方波信号来控制 IGBT，使电源输出功率根据要求进行变化，输出功率的大小受微处理控制控制，并通过整流获得了低电压大电流直流电源，提高了电能转换效率，且电源具有较高功率因数和较高的效率，电源整体节能效果明显，其输出的能量可直接为单晶炉内的石墨加热器供热，控温精度高，可以满足单晶在生长阶段对温度的严格要求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题如何利用EDA技术，提高电能转换效率，为单晶炉石墨加热器供热。为解决上述技术问题，本技术提供了一种数字式大功率高频逆变直流电源控制器，包括电流测量电路、电压测量电路、功率给定电路、过流保护电路、过热保护电路、缺相保护、键盘电路、微处理器、显示、CPLD、第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路、第五驱动电路、第六驱动电路、D/A转换电路、开关信号输出电路和电源电路； 电流测量电路、电压测量电路和功率给定电路的输出端分别与微处理器的A/D 口连接；过流保护电路、过热保护电路和缺相保护的输出端分别与微处理器的I/O 口连接；键盘电路的输出端与微处理器的I/O 口连接；显示输入端与微处理器的I/O 口连接；开关信号输出电路的输入端与微处理器的I/O 口连接；CPLD输入端与微处理器的I/O 口连接；第一驱动电路(11)、第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路、第五驱动电路和第六驱动电路分别与CPLD的输出端连接；D/A转换电路与微处理器的I/O 口连接；电源电路的电压输出端与微处理器的电源端连接。第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路、第五驱动电路和第六驱动电路均为H桥型电路，输出端分别控制各自主电路中的IGBT。电流测量电路利用霍尔电流传感器采集总输出电流信号，电流测量电路1的输出信号为0-10VDC。电压测量电路在直流输出端利用分压电阻采集总输出电压。本技术具有积极的效果(1)本技术的数字式大功率高频逆变直流电源控制器中，CPLD主要用于控制IGBT触发信号的产生，微处理器主要完成电压、电流和功率等模拟信号的采集，以及同时完成过流、过热等信号的采集和输出控制，CPLD可以输出6 组独立的频率可调(7-12KHZ)占空比(0-45%)可调方波信号，6组信号完全相同，并可以单独控制，便于当某一路主电路故障时，可以及时关断该路信号。(2)本技术的数字式大功率高频逆变直流电源控制器，占空比根据给定功率大小自动调整，功率给定采用 0-10VDC电压，转换成0-5V电压信号，功率反馈信号采用0-10VDC电压信号，功率调整采用 PID调节，可以精确地控制负载加热功率。(3)本技术的数字式大功率高频逆变直流电源控制器，由于采用全数字式控制，使功率输出控制更为简单，可靠性高。附图说明图1为实施例1的数字式大功率高频逆变直流电源控制器原理框图。具体实施方式见图1所示，本实施例的数字式大功率高频逆变直流电源控制器，包括包括电流测量电路1、电压测量电路2、功率给定电路3、过流保护电路4、过热保护电路5、缺相保护 6、键盘电路7、微处理器8、显示9、CPLD10、第一驱动电路11、第二驱动电路12、第三驱动电路13、第四驱动电路14、第五驱动电路15、第六驱动电路16、D/A转换电路17、开关信号输出电路18和电源电路19 ；电流测量电路1、电压测量电路2和功率给定电路3的输出端分别与微处理器8的A/D 口连接；过流保护电路4、过热保护电路5和缺相保护6的输出端分别与微处理器8的I/O 口连接；键盘电路7的输出端与微处理器8的I/O 口连接；显示9输入端与微处理器8的I/O 口连接；开关信号输出电路18的输入端与微处理器8的I/O 口连接；CPLDlO输入端与微处理器8的I/O 口连接；第一驱动电路11、第二驱动电路12、第三驱动电路13、第四驱动电路14、第五驱动电路15和第六驱动电路16分别与CPLDlO的输出端连接；D/A转换电路17与微处理器8的I/O 口连接；电源电路19的电压输出端与微处理器8的电源端连接。第一驱动电路11、第二驱动电路12、第三驱动电路13、第四驱动电路14、第五驱动电路15和第六驱动电路16均为H桥型电路，输出端分别控制各自主电路中的IGBT。CPLDlO主要用于控制IGBT触发信号的产生，微处理器8主要完成电压、电流和功率等模拟信号的采集，以及同时完成过流、过热等信号的采集和输出控制，CPLDlO可以输出 6组独立的频率可调(7-12KHZ)占空比(0-45%)可调方波信号，6组信号完全相同，并可以单独控制，便于当某一路主电路故障时，可以及时关断该路信号。电流测量电路1利用霍尔电流传感器采集总输出电流信号，电流测量电路1的输出信号为0-10VDC。电压测量电路2在直流输出端利用分压电阻采集总输出电压。上述如此结构构成的本技术数字式大功率高频逆变直流电源控制器的技术创新，对于现今同行业的技术人员来说均具有许多可取之处，而确实具有技术进步性。以上所述，仅是本技术的较佳实施例而已，并非对本技术作任何形式上的限制，虽然本技术已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本技术技术方案范围内，当可利用上述揭示的
技术实现思路
作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本技术技术方案的内容，依据本技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本技术技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.数字式大功率高频逆变直流电源控制器，其特征在于，包括电流测量电路(1)、电压测量电路(2)、功率给定电路(3)、过流保护电路(4)、过热保护电路(5)、缺相保护(6)、键盘电路(7)、微处理器(8)、显示(9)、CPLD(10)、第一驱动电路(11)、第二驱动电路(12)、第三驱动电路(13)、第四驱动电路(14)、第五驱动电路(15)、第六驱动电路(16)、D/A转换电路 (17)、开关信号输出电路(18)和电源电路(19)；电流测量电路(1)、电压测量电路(2)和功率给定电路C3)的输出端分别与微处理器(8)的A/D 口连接；过流保护电路G)、过热保护电路(5)和缺相保护(6)的输出端分别与微处理器⑶的I/O 口连接；键盘电路(7)的输出端与微处理器(8)的I/O 口连接；显示(9)输入端与微处理器(8)的I/O 口连接；开关信号输出电路(18)的输入端与微处理器(8)的I/O 口连接；CPLD(10)输入端与微处理器(8) 的...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳亚新，郭向阳，
申请(专利权)人：江苏清能电源有限公司，
类型：实用新型
国别省市：