CN101247680A - 感应加热电源电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种感应加热电源电路，属电器产品领域。它由主控部分与功率部分构成。主控部分有开关电源及驱动部分、振荡激励部分、相位及电压锁定、负载过小检测、负载过大检测、限压保护、限流保护、软启动部分、温度保护部分组成；功率部分由全桥功率管组成的核心部分与传感器组成。本发明采用三相四线的输入方式，整流后，通过电抗器进行无功功率补偿及谐波的处理，使该加热电源工作处于安全且效率高的方式中，从而避免了传统电阻丝加热方式存在的各种安全隐患。本发明的产品可以广泛地应用到塑料用的吹膜机、拉丝机、注塑机、造粒机，橡胶用挤出机、硫化机、电缆挤出机、石油加热，以及人们日常生活中的澡堂加热等方方面面。

Description

感应加热电源电路

技术领域

本发明涉及电器产品，具体的说是一种感应加热电源电路。

背景技术

传统的加热电源是采用电阻丝加热方式，其热效率很低，这种加热方式主要是靠接触传导来传递热能，用电阻丝制成的各种加热板或加热圈，只有一个面接触到需要加热的部位，造成了很大一部分热能耗散在空气中了，不仅造成了能源的损失，而且由于电阻式直接与被加热体接触，可能导致漏电造成人员伤亡，由于电阻丝加热本身会发热，不仅易损坏而且维护费用高，而且可能引起火灾而造成不必要的经济损失等。

从包括中国专利在内的有关资料检索表明，目前已有一些成果和专利。如专利申请号为200610149995.3，200520100520.6，200510041878.0等，但都仅仅局限在局部结构中应用，尚见到一种通用的感应加热电源的相关报道。

发明内容

为了克服现有技术的空缺，本发明的目的是要提出一种利用电磁感应的原理，设计的一种通用的感应加热电源电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：由主控部分与功率部分构成的一种感应加热电源电路，其特征是：主控部分有开关电源及驱动部分、振荡激励部分、相位及电压锁定、负载过小检测、负载过大检测、限压保护、限流保护、软启动部分、温度保护部分组成；功率部分由全桥功率管组成的核心部分与传感器组成。

一、主控部分：

①开关电源及驱动部分：

市电AC 220V经过R12及电阻R11，联接到电容C11的两端及共模电感T1两端，共模电感T1的另外两端接至电容C12两端，再联接到整流桥B，整流桥B正极与电解电容C4的正极相联接，整流桥B的负极与电解电容C4的负极相联接至热地，电阻R3与电解电容C4的两端相联、电容C5、电阻R3与齐纳二极管D5的一端相联接接至变压器T2的初级绕组，另一端相联接至二极管D4，二极管D4的另一端接至变压器T2初级绕组的另一端，接至开关管U1的3脚，开关变压器T1的DC次级绕组一端接到二极管D6，二极管D6的一端接电解电容C7的正极，开关变压器的DC次级绕组的另一端为DC冷地，经过二极管D6，电容C7、电感L2、电解电容C8后，DC电压通过电阻R15串接R16，经稳压二极管TL431后，通过电阻R5、R10、电容C6反馈，接至光耦U2的1脚，反馈绕组的一端接至热地，另一端接到二极管D2的一端，D2的另一端接到U2的3脚，U2的4脚，接到电解电容C15的正极及电容C9的一端，接到开关管U1的2脚，电解电容C15的负极与电阻R9相联接，R9与C9的另一端接至热地，次级绕组I的一端接至二极管D11的一端，D11的另一端接电感L1的一端，L1的另一端接电解电容C2的正极、C1、R1的一端，变压器的该绕组的另一端与C2的负极、C1及R1的另一端相联，次级绕组II的一端接至二极管D12的一端，D12的另一端接电感L12的一端，L12的另一端接电解电容C22的正极、C32、R32的一端，变压器的该绕组的另一端与C22的负极、C32及R32的另一端相联，次级绕组III的一端接至二极管D13的一端，D13的另一端接电感L13的一端，L31的另一端接电解电容C32的正极、C23、R33的一端，变压器的该绕组的另一端与C32的负极、C23及R33的另一端相联，次级绕组IV的一端接至二极管D14的一端，D14的另一端接电感L14的一端，L14的另一端接电解电容C34的正极、C24、R34的一端，变压器的该绕组的另一端与C34的负极、C24及R34的另一端相联，再接电解电容C3的正极及U4的1脚输入端，U4的3脚接电阻R17、二极管D9的一端，电阻R17与二极管D9的另一端接到U4的2脚，电解电容C16的正极与R18的一端与U4的2端，电解电容C16的负极与R18的一端接至C12的负极端，即该绕组的冷地端，输出4组的直流电压，四组电压经过由集成块U4及电阻R17、R18、二极管D9组成的外部稳压电路，将四组的电压稳压，由振荡电路产生的四组驱动脉冲，通过IGBT专驱芯片U3后，输出四组驱动，分别与功率板的驱动1、驱动2、驱动3、驱动4相联接。

②振荡激励部分：

振荡激励部分由集成块IC E，电阻R83、R64、R105，电容C40，集成块IC E是20脚为控制芯片，集成块IC E的16、10脚为电源输入端，IC E的20脚接地，IC E的19脚接电容C40的一端，另一端接地，IC E的18脚接、R105、R64、R83的一端，R105的另一端接地，R64、R83的另一端相联后，接光耦U2的3脚，U2的4脚接地，IC E的17脚接R109，R109另端接地，IC E的15脚接R106，R106的另一端接地，IC E的9脚接电阻R124，R124的另一端接电源部分输出5的正极，电解电容C46的正极接电源部分输出5的正极，C46的负极接地，IC E的4脚接电容C29，C29的另一端与地相联接，IC E的5脚与电阻R108联接，R108的另一端与地相联接，IC E的3脚与电阻R100相联，R100的另一端与地相联接，二极管D5一端与IC E的2脚相联，另一端与电阻R37相联接，R37的另一端与地相联接，IC E的7、8、12、13脚输出四组驱动波形，IC E的7脚与IC A的3脚相联接，IC E的12脚与电阻R113相联，R113的另一端与IC J的1脚相联接，IC E的6脚接U5的3脚，U5的2、4脚接地，U5的1脚与D6和R46的联接点相联接。

③相位及电压锁定：

该部分由集成块IC A、电阻R2、电容C1、C7、C12组成，集成块IC E的12脚接电阻R118的一端，电阻R118的另一端接到集成块IC J的1脚，IC J的2、3脚与电容C11的一端相联，电容C11与电阻R49、电位器R103的一端联接，电阻R49与电位器R103分别接IC J的4、5脚，IC J的6脚接至其9脚，8脚、11脚相联接，其10脚接到IC F的3脚，IC J的1、2接DC电源，7脚接地；调节电位器R103，集成块IC E的7脚接电容C12联接，电容C12的另一端接IC A的13脚，输出电压U接至集成块IC A的3脚相位比较器的一个输入端，与集成块IC E第8脚锁定；其中IC A的16脚接电源，9脚与电容C1、电阻R2相联，电阻另一端与电容C7的一端相联，电容C7的另一端接地，IC A的其他脚悬空。

④负载过小检测：

该部分由传感器，集成块IC F、电阻R98、R17、R13、R14、R75、R107、R18、电容C42、C16，集成块IC B组成。

IC F为16脚的相位电压比较器，其1脚接电阻R17的一端，R17与R98串联接地，其5、8脚接地，其6、7脚之间串接了电容C42，13与9脚串接了电阻R13，10、11、12脚分别接电阻R107、R75、R14的一端，R107、R75、R14的另一端接地，IC F的14脚接至传感器的采样电路。

IC B的1、2脚相联接至电阻R5的一端，R5的另一端接R3，R3的另一端与R8、R9、C21的一端相联接，电容C21的另一端接地；IC B的3脚与电阻R10联接，电阻R10的另一端接至IC A的9脚；IC B的4接DC电源，DC接R11的一端，R11的另一端接5脚，电容C20的一端接IC B的5脚，另一端接地，电阻R12与电容C39串联后，电阻R12的另一端接IC B的6、7脚，电容C39的另一端接地，电容C36与电阻R4串联后，电阻R4的另一端接IC B的14脚，电容C36的另一端接地；IC B的13与14脚之间串接了电阻R6，IC B的12脚接电阻R7的一端，R7的另一端，接电容C19、R18的一端，电容C19另一端接地，电阻R8的另一端与R9相联接。

⑤负载过大检测：

该部分由传感器，集成块IC F、电阻R98、R17、R13、R14、R75、R107、R18、电容C42、C16，集成块IC K组成，IC F为16脚的相位电压比较器，其1脚接电阻R17的一端，R17与R98串联接地，其5、8脚接地，其6、7脚之间串接了电容C42，13与9脚串接了电阻R13，10、11、12脚分别接电阻R107、R75、R14的一端，R107、R75、R14的另一端接地，IC F的14脚接至传感器的采样电路。

IC B的1、2脚相联接至电阻R5的一端，R5的另一端接R3，R3的另一端与R8、R9、C21的一端相联接，电容C21的另一端接地；IC B的3脚与电阻R10联接，电阻R10的另一端接至IC A的9脚；IC B的4接DC电源，DC接R11的一端，R11的另一端接5脚，电容C20的一端接IC B的5脚，另一端接地，电阻R12与电容C39串联后，电阻R12的另一端接IC B的6、7脚，电容C39的另一端接地，电容C36与电阻R4串联后，电阻R4的另一端接IC B的14脚，电容C36的另一端接地；IC B的13与14脚之间串接了电阻R6，IC B的12脚接电阻R7的一端，R7的另一端，接电容C19、R18的一端，电容C19另一端接地，电阻R8的另一端与R9相联接。

IC K的1、2脚与电阻R114相联，R114的另一端与电容C23、电阻R76相联，电容C23的另一端接地，IC K的3脚与电阻R68相联，R68的另一端与电容C6、电阻R72联接，电容C6的另一端接地，R72的另一端与电容C32相联至IC F的10脚，电容C32的另一端接地，IC K的4脚为电源输入端，其5脚与R72相联接，R72的另一端接至电容C33及IC E的2脚，电容C33的另端接地；IC K的6、7脚、电阻R125、电容C35相联接，电阻R125与电阻R80相联，R80与电容C34的一端相联接，C34的另一端接地，IC K的8脚与电阻R22、R23相联，R22的另一端接二极管D8，D8的另一端接电阻R26、电阻R81及IC I的11脚，R13的另一端接LED，LED的另一端接地，IC K的9脚接电阻R70，R10的另一端与电容C47、电阻R69相联接，电容C47的另一端接地，R69的另一端与电容C37、电阻R45相联接至IC K的12脚，电阻R45与电容的C37的另一端接地，IC K的11脚为接地端，IC K的14脚与二极管D7相联接，D7的另一端接至电阻R81与二极管D8的联接端。

⑥限压保护：

该部分由集成块IC D、IC G、IC H、IC I、U1及传感器组成，采样电路接于J4，J4的一端接地，另一端与二极管D10联接，D10的另一端接电解电容C10的正极、电容C27、电位器R115的一端，电容C10、C27、电位器R115的另一端接地，电位器的中点与U1的1脚相联，U1的2脚接地，U1的3脚接，4脚接电阻R92后接至IC D的8脚；R60与R28串联后接至IC K的1脚与14脚之间，R93与R29串联后接至2脚与13脚之间，R59与R88串联后，接至IC D的2、4脚，IC D的5脚，接R27的一端，R27的另一端与R89、C3相联，C3另一端接地，R89的另一端接R86与R34的联接点，IC D的6脚与二极管D1、D2、电容C15、电阻R52相联接，电容C15、电阻R52的另一端接地，二极管D1与D2的两端与传感器的相联，R56的一端与IC的9脚相联接，另一端接至电容C10、电阻R84、R85的联接点，R58的一端与IC的11脚相联接，另一端接至电容C11、电阻R86、R34的联接点，IC D的12脚接地。

电阻R43接至IC G的1脚，另一端接至IC I的2脚，电阻R44一端接至IC G的2脚，另一端接至IC H的4脚，IC G的3脚接到电容C22与R35的联接点，电容C22接受电源，R35接地，IC G的4脚接地，IC G的5脚为电源输入端，IC G的6脚，接电阻R97，电阻R97的另一端接地，IC G的7脚接电容C26与电阻R36的联接点，电阻的另一端接地，电容的另一端接电源，IC G的8脚接地，电阻R40一端接IC G的9脚，另一端接IC H的3脚，电阻R39一端接IC G的10脚，另一端接IC H的1脚，IC G的11脚接至电容C18与R32的联接点，电容C18的另一端接电源，电阻R32的另一端接地，电阻R94接IC G的12脚，另一端接地，IC G的13悬空，IC G的14脚接地，IC G的15脚接至电阻R31与电容C17的联接点，电容C17另一端接电源，电阻R31的另一端接地；IC G的16脚为电源输入端。

IC H的2脚与IC I的10相联接，IC H的5、7脚接地，IC H的6脚、8脚相联接，电阻R41、R61与IC H的8脚联接，电阻R41的另一端接地，电阻R61的另一端与电容C24相联，电容C24另一端接地；IC H的10、12相联接，IC H的11、13脚相联接，IC H的14脚为电源的输入端；IC I的7、8脚接地，9、13脚相联接，14脚为电源的输入端。

⑦限流保护：

该部分由集成块IC C、IC G、IC H、IC I及传感器电流采样构成，传感器的电流采样线圈与J1的1、2相联接后，联接于电位器R102的1端，R102的3端与地联接，R102的2端接于电阻R51与电容C13的联接点，C13的另一端接地，R51与IC C的4脚相联接，电阻R54与IC C的5脚相联接，另一端接于电阻R55与R82的联接点，R55的另一端接电源，R82的另一端接地；IC C的3脚电源输入端，电阻R48一端接于IC C的2脚，另一端接于IC C的4脚，IC C的2脚与电阻R25、R26与电容C8的联接点联接，R25的另一端接电源，电阻R26与电容C8的另一端接地。

⑧软启动部分：

软启动部分由IC E内部集成与外部由电容C45构成，C45的正极与IC E的6脚联接，C45的负极接地。

⑨温度保护：

温度保护由温控开关J3、集成块IC G、IC H、IC I构成，温控开关J3一端接电源，另一端接二极管D9，D9的另一端接电阻R81与二极管D8的联接点。

二、功率部分：

①核心部分：

该核心部分由功率管IGBT的全桥组成，三相电A、B、C接至三相全桥D的输入端的整流桥，整流桥的正极与电抗器一端联接，电抗器的另一端与串联的滤波电容C1和C2，C3和C4，C5和C6的正极相联，C2、C4、C6的负极接至整流桥的负极，功率管Q1的E极和Q2的Q极、Q3的E极和Q4的Q极串接后分别接至Q1、Q3的Q极和Q2、Q4的E极分别与三相整流桥的正极与负极联接，负载一端接至Q1的E极，另一端接至传感器，传感器的另一端接Q3的E极。

②传感器：

传感器集成了电流采样、电流相位采样、电压采样电路。

所述的电抗器为无功功率补偿的电感。

所述的采样为采样线圈。

本发明的加热电源电路采用三相四线的输入方式，整流后，通过电抗器进行无功功率补偿及谐波的处理，从而改善了功率因数，大大的减少了无功功率，再经过电容滤波，其核心部分为大功率的IGBT全桥组成。本设备控制部分采用四组驱动，使大功率的功率管，保持在零电压开关状态，损耗最小，安全区大，进一步地提高了工作效率；并通过传感器，由锁相环完成相位同步的自动控制，自动跟踪金属导体的固有频率及其参数的变化，控制部分通过传感器对负载进行电流采样、电流相位采位、电压采样、缺相采样，温度采样，并综合了各种保护电路，使该加热电源工作处于安全且效率高的方式中，从而避免了传统电阻丝加热方式存在的各种安全隐患。

本发明的产品可以广泛地应用到塑料用的吹膜机、拉丝机、注塑机、造粒机，橡胶用挤出机、硫化机、电缆挤出机、石油加热，以及人们日常生活中的澡堂加热等方方面面。

本发明的有益效果是：由于本发明采用了LC串联谐振的方式，工作时，功率输出部分把直流电压逆变成25KHz的超音频交变磁场。该超音频交变磁场产生的磁力线通过保温绝缘材料后，通过负载作用到金属材料制成的被加热物体上。该金属物体在感应到超音频交变磁场后在金属内部产生涡流，发热升温，从而对金属导体进行了热处理，热损耗小，替代了传统以电阻丝的加热方式。因此，本发明的产品负载线圈本身不发热，线圈不会因为本身发热而起安全隐患。同时本发明综合了各种保护电路，产品的寿命更长久；负载以电磁感应的方式对金属导体进行热处理，热损耗小，加热效果好；工作频率设定为25KHz左右的超音频范围，不会产生影响生产环境的噪音，也不会对人体产生影响；采用保温系统，进一步提高热能的利用率，进一步的节省了电能。

附图说明

以下通过附图和具体实施例对本发明进行进一步描述。

图1为本发明的方框图。

图2为本发明开关电源电路视图。

图中1为输出1、2为输出2、3为输出3、4为输出4、5为输出5，其中输出1、输出2、输出3和输出4输出25VDC电压，输出5输出12VDC电压。

图3为本发明功率板IGBT驱动电路视图。

图中6为驱动脉冲，7为功率板IGBT驱动。

图4为本发明功率板电路视图。

图中A、B、C为三相线；8为电抗器，9为负载输出，10为传感器，11为驱动1，12为驱动2，13驱动3，14为驱动4。

图5为加热电源主控部分电路视图。

图中IC A、F为相位电压比较器，IC B、C、D、K为比较器，IC E为PWM控制器，IC G为RS触发器，IC H、I为异或门，IC J为非门。

具体实施方式

实施例1：

请参阅各视图，本实施例由主控电路部分与功率电路部分构成。

一、主控部分：

①开关电源及驱动部分：

市电AC 220V经过温度保险R12及负温度系数的热敏电阻R11，联接到电容C11的两端及共模电感T1两端，共模电感的另外两端接至电容C12两端，滤除了共模干扰与差模干扰后，再联接到整流桥B交流输入端进行整流，整流桥输出+与电解电容C4的‘+’相联接，整流桥B的‘-’与电解电容C4的‘-’相联接至热地，从而进行滤波，电阻R3与电解电容C4的两端相联、电容C5、电阻R3与齐纳二极管D5的一端相联接接至变压器T2的初级绕组，另一端相联接至二极管D4，二极管D4的另一端接至变压器T2初级绕组的另一端，接至开关管U1的3脚，开关变压器T1的12V DC次级绕组一端接到二极管D6，二极管D6的一端接电解电容C7的‘+’，开关变压器的12V DC次级绕组的另一端为12VDC冷地，经过二极管D6整流，电容C7、电感L2、电解电容C8滤波后，输出12V的直流电压，12V DC电压通过电阻R15串接R16进行采样，高精度稳压二极管TL431进行稳压后，通过电阻R5、R10、电容C6反馈，接至光耦U2的1脚，反馈绕组的一端接至热地，另一端接到二极管D2的一端，D2的另一端接到U2的3脚，U2的4脚，接到电解电容C15的‘+’及电容C9的一端，接到开关管U1的2脚，电解电容C15的‘-’与电阻R9相联接，R9与C9的另一端接至热地，其他四组次级输出，只介绍其中的一组，一组次级绕组的一端接至二极管D1的一端，D1的另一端接电感L1的一端，L1的另一端接电解电容C2的‘+’、C1、R1的一端，变压器的该绕组的另一端与C2的负极、C1及R1的另一端相联，次级绕组II的一端接至二极管D12的一端，D12的另一端接电感L12的一端，L12的另一端接电解电容C22的正极、C32、R32的一端，变压器的该绕组的另一端与C22的负极、C32及R32的另一端相联，次级绕组III的一端接至二极管D13的一端，D13的另一端接电感L13的一端，L31的另一端接电解电容C32的正极、C23、R33的一端，变压器的该绕组的另一端与C32的负极、C23及R33的另一端相联，次级绕组IV的一端接至二极管D14的一端，D14的另一端接电感L14的一端，L14的另一端接电解电容C34的正极、C24、R34的一端，变压器的该绕组的另一端与C34的负极、C24及R34的另一端相联，再接电解电容C3的‘+’及U4的1脚输入端，U4的3脚接电阻R17、二极管D9的一端，电阻R17与二极管D9的另一端接到U4的2脚，电解电容C16的‘+’与R18的一端与U4的2端，电解电容C16的‘-’与R18的一端接至C12的‘-’端，即该绕组的冷地端，输出4组约25V的直流电压，这四组电压经过由集成块U4及电阻R17、R18、二极管D9组成的外部稳压电路，将四组25V的电压稳压在20V，由振荡电路产生的四组驱动脉冲，通过IGBT专驱芯片U3进行放大后，输出四组驱动，分别与功率板的驱动1、驱动2、驱动3、驱动4相联接。

②振荡激励部分：

振荡激励部分由集成块IC E，电阻R83、R64、R105，电容C40，集成块IC E是20脚为专用控制芯片，集成块IC E的16、10脚为电源部分输出5的的‘+’电源输入端，IC E的20脚接地，IC E的19脚接电容C40的一端，另一端接地，IC E的18脚接、R105、R64、R83的一端，R105的另一端接地，R64、R83的另一端相联后，接光耦U2的3脚，U2的4脚接地，IC E的17脚接R109，R109另端接地，IC E的15脚接R106，R106的另一端接地，IC E的9脚接电阻R124，R124的另一端接电源部分输出5的‘+’，电解电容C46的‘+’接电源部分输出5的‘+’，C46的‘-’接地，IC E的4脚接电容C29，C29的另一端与地相联接，IC E的5脚与电阻R108联接，R108的另一端与地相联接，IC E的3脚与电阻R100相联，R100的另一端与地相联接，二极管D5一端与IC E的2脚相联，另一端与电阻R37相联接，R37的另一端与地相联接，IC E振荡激励后，IC E的7、8、12、13脚输出四组驱动波形，IC E的7脚与IC A的3脚相联接，IC E的12脚与电阻R113相联，R113的另一端与IC J的1脚相联接，IC E的6脚接U5的3脚，U5的2、4脚接地，U5的1脚与D6和R46的联接点相联接。

③相位及电压锁定：

该部分由集成块IC A、电阻R2、电容C1、C7、C12组成，集成块IC E的12脚产生的一路驱动脉冲，IC E的12脚接电阻R118的一端，电阻R118的另一端接到集成块IC J的1脚，IC J的2、3脚与电容C11的一端相联，电容C11与电阻R49、电位器R103的一端联接，电阻R49与电位器R103分别接IC J的4、5脚，IC J的6脚接至其9脚，8脚、11脚相联接，其10脚接到IC F的3脚，IC J的1、2接电源部分输出5的的‘+’DC电源，7脚接地。调节电位器R103从而对工作点进行调节，集成块IC E的7脚接电容C12联接，电容C12的另一端接IC A的13脚，输出电压U接至集成块IC A的3脚相位比较器的一个输入端，与集成块IC E第8脚驱动脉冲进行了频率与相位的锁定。其中IC A的16脚接电源，9脚与电容C1、电阻R2相联，电阻另一端与电容C7的一端相联，电容C7的另一端接地，IC A的其他脚悬空。

④负载过小检测：

该部分由传感器，集成块IC F、电阻R98、R17、R13、R14、R75、R107、R18、电容C42、C16，集成块IC B组成。

IC F为16脚的专用相位电压比较器，其1脚接电阻R17的一端，R17与R98串联接地，其5、8脚接地，其6、7脚之间串接了电容C42，13与9脚串接了电阻R13，10、11、12脚分别接电阻R107、R75、R14的一端，R107、R75、R14的另一端接地，IC F的14脚接至传感器的采样电路。

IC B的1、2脚相联接至电阻R5的一端，R5的另一端接R3，R3的另一端与R8、R9、C21的一端相联接，电容C21的另一端接地。IC B的3脚与电阻R10联接，电阻R10的另一端接至IC A的9脚。IC B的4接电源部分输出5的的‘+’DC电源，电源部分输出5的的‘+’DC接R11的一端，R11的另一端接5脚，电容C20的一端接IC B的5脚，另一端接地，电阻R12与电容C39串联后，电阻R12的另一端接IC B的6、7脚，电容C39的另一端接地，电容C36与电阻R4串联后，电阻R4的另一端接IC B的14脚，电容C36的另一端接地。IC B的13与14脚之间串接了电阻R6，IC B的12脚接电阻R7的一端，R7的另一端，接电容C19、R18的一端，电容C19另一端接地，电阻R8的另一端与R9相联接。

经过传感器对功率输出部分进行电压及相位采样，经过集成块IC F的14脚比较后，进行电压及相位的锁定，若采样的电压高，负载过小保护起作用，主机不工作，指示灯LED1闪烁。

⑤负载过大检测：

该部分由传感器，集成块IC F、电阻R98、R17、R13、R14、R75、R107、R18、电容C42、C16，集成块IC K组成，IC F为16脚的相位电压比较器，其1脚接电阻R17的一端，R17与R98串联接地，其5、8脚接地，其6、7脚之间串接了电容C42，13与9脚串接了电阻R13，10、11、12脚分别接电阻R107、R75、R14的一端，R107、R75、R14的另一端接地，IC F的14脚接至传感器的采样电路。

IC B的1、2脚相联接至电阻R5的一端，R5的另一端接R3，R3的另一端与R8、R9、C21的一端相联接，电容C21的另一端接地；IC B的3脚与电阻R10联接，电阻R10的另一端接至IC A的9脚；IC B的4接DC电源，DC接R11的一端，R11的另一端接5脚，电容C20的一端接IC B的5脚，另一端接地，电阻R12与电容C39串联后，电阻R12的另一端接IC B的6、7脚，电容C39的另一端接地，电容C36与电阻R4串联后，电阻R4的另一端接IC B的14脚，电容C36的另一端接地IC B的13与14脚之间串接了电阻R6，IC B的12脚接电阻R7的一端，R7的另一端，接电容C19、R18的一端，电容C19另一端接地，电阻R8的另一端与R9相联接。

IC K的1、2脚与电阻R114相联，R114的另一端与电容C23、电阻R76相联，电容C23的另一端接地，IC K的3脚与电阻R68相联，R68的另一端与电容C6、电阻R72联接，电容C6的另一端接地，R72的另一端与电容C32相联至IC F的10脚，电容C32的另一端接地，IC K的4脚为电源输入端，其5脚与R72相联接，R72的另一端接至电容C33及IC E的2脚，电容C33的另端接地。IC K的6、7脚、电阻R125、电容C35相联接，电阻R125与电阻R80相联，R80与电容C34的一端相联接，C34的另一端接地，IC K的8脚与电阻R22、R23相联，R22的另一端接二极管D8，D8的另一端接电阻R26、电阻R81及IC I的11脚，R13的另一端接LED，LED的另一端接地，IC K的9脚接电阻R70，R10的另一端与电容C47、电阻R69相联接，电容C47的另一端接地，R69的另一端与电容C37、电阻R45相联接至IC K的12脚，电阻R45与电容的C37的另一端接地，IC K的11脚为接地端，IC K的14脚与二极管D7相联接，D7的另一端接至电阻R81与二极管D8的联接端，经过传感器对功率输出部分进行电压及相位采样，经过集成块IC F比较后，进行电压及相位的锁定，若采样的电压低，负载过大保护起作用，主机不工作，指示灯A3闪烁。

⑥限压保护：

此部分由集成块IC D、IC G、IC H、IC I、U1及传感器组成，下面介绍一下各部分外围电路联接关系。

采样电路接于J4，J4的一端接地，另一端与二极管D10联接，D10的另一端接电解电容C10的‘+’、电容C27、电位器R115的一端，电容C10、C27、电位器R115的另一端接地，电位器的中点与U1的1脚相联，U1的2脚接地，U1的3脚接电源部分输出5的的‘+’，4脚接电阻R92后接至IC D的8脚。R60与R28串联后接至IC K的1脚与14脚之间，R93与R29串联后接至2脚与13脚之间，R59与R88串联后，接至IC D的2、4脚，IC D的5脚，接R27的一端，R27的另一端与R89、C3相联，C3另一端接地，R89的另一端接R86与R34的联接点，IC D的6脚与二极管D1、D2、电容C15、电阻R52相联接，电容C15、电阻R52的另一端接地，二极管D1与D2的两端与传感器的相联，R56的一端与IC的9脚相联接，另一端接至电容C10、电阻R84、R85的联接点，R58的一端与IC的11脚相联接，另一端接至电容C11、电阻R86、R34的联接点，IC D的12脚接地。

电阻R43接至IC G的1脚，另一端接至IC I的2脚，电阻R44一端接至IC G的2脚，另一端接至IC H的4脚，IC G的3脚接到电容C22与R35的联接点，电容C22接受电源，R35接地，IC G的4脚接地，IC G的5脚为电源输入端，IC G的6脚，接电阻R97，电阻R97的另一端接地，IC G的7脚接电容C26与电阻R36的联接点，电阻的另一端接地，电容的另一端接电源，IC G的8脚接地，电阻R40一端接IC G的9脚，另一端接IC H的3脚，电阻R39一端接IC G的10脚，另一端接IC H的1脚，IC G的11脚接至电容C18与R32的联接点，电容C18的另一端接电源，电阻R32的另一端接地，电阻R94接IC G的12脚，另一端接地，IC G的13悬空，IC G的14脚接地，IC G的15脚接至电阻R31与电容C17的联接点，电容C17另一端接电源，电阻R31的另一端接地。IC G的16脚为电源输入端。

IC H的2脚与IC I的10相联接，IC H的5、7脚接地，IC H的6脚、8脚相联接，电阻R41、R61与IC H的8脚联接，电阻R41的另一端接地，电阻R61的另一端与电容C24相联，电容C24另一端接地。IC H的10、12相联接，IC H的11、13脚相联接，IC H的14脚为电源的输入端。IC I的7、8脚接地，9、13脚相联接，14脚为电源的输入端。

经过传感器对整流后的电压进行采样，采样后经整流滤波取得电压U_c，当U_c增加到一定程度时，光耦U1的导通，集成块IC D、IC G、IC H、IC I组成的保护电路起作用，从而限压保护起作用，主机处于限压保护状态，主机仍然正常工作。

⑦限流保护：

该部分由集成块IC C、IC G、IC H、IC I及传感器电流采样构成，传感器的电流采样线圈与J1的1、2相联接后，经全桥整流后，联接于电位器R102的1端，R102的3端与地联接，R102的2端接于电阻R51与电容C13的联接点，C13的另一端接地，R51与IC C的4脚相联接，电阻R54与IC C的5脚相联接，另一端接于电阻R55与R82的联接点，R55的另一端接电源，R82的另一端接地。IC C的3脚电源输入端，电阻R48一端接于IC C的2脚，另一端接于IC C的4脚，IC C的2脚与电阻R25、R26与电容C8的联接点联接，R25的另一端接电源，电阻R26与电容C8的另一端接地。

经过传感器对电流进行采样，全波整流后，采样后经过电位器R102与基准电压进行比较，当调节电位器R102时，经过集成块IC C进行比较，若采样的电流信号过大，限流保护起作用，主机处于限流保护状态，主机仍然正常工作。

⑧软启动部分：

软启动部分由IC E内部集成与外部有电容C45构成，C45的‘+’与IC E的6脚联接，C45的‘-’接地，IC E的6脚在集成的电路，对外部电容C45进行了充放电的过程，在IC E的6脚形成了锯齿波，C45电容容量选择要适当，以避免启动过快或过缓。

⑨温度保护：

温度保护由温控开关J3、集成块IC G、IC H、IC I构成，温控开关J3一端接电源，另一端接二极管D9，D9的另一端接电阻R81与二极管D8的联接点，当功率部分的温度过高时，温度开关处于导通状态，此时，温度保护电路工作，指示灯A4亮，主机处于温度保护状态，主机不工作。

二、功率部分：

①核心部分：

该核心部分由功率管IGBT的全桥组成，三相电A、B、C接至三相全桥D的输入端，整流后，整流桥的‘+’与电抗器一端联接，电抗器的另一端与串联的滤波电容C1和C2，C3和C4，C5和C6的‘+’相联，C2、C4、C6的‘-’接至整流桥的‘-，功率管Q1的E极和Q2的Q极、Q3的E极和Q4的Q极串接后分别接至Q1、Q3的Q极和Q2、Q4的E极分别与三相整流桥的‘+’与‘-’联接，负载一端接至Q1的E极，另一端接至传感器，传感器的另一端接Q3的E极，通过电抗器进行无功功率补偿及谐波的处理，从而改善了功率因数，大大的减少了无功功率，再经过电容C1、C2、C3、C4、C5、C6滤波，其核心部分为大功率的IGBT全桥组成。

②传感器：

传感器集成了电流采样、电流相位采样、电压采样电路，将其信息反馈到主控部分上，使主机正常工作。

Claims (6)

1、由主控部分与功率部分构成的一种感应加热电源电路，其特征是：主控部分有开关电源及驱动部分、振荡激励部分、相位及电压锁定、负载过小检测、负载过大检测、限压保护、限流保护、软启动部分、温度保护部分组成；功率部分由全桥功率管组成的核心部分与传感器组成；

一、主控部分：

①开关电源及驱动部分：

市电AC经过R12及电阻R11，联接到电容C11的两端及共模电感T1两端，共模电感T1的另外两端接至电容C12两端，再联接到整流桥B，整流桥B正极与电解电容C4的正极相联接，整流桥B的负极与电解电容C4的负极相联接至热地，电阻R3与电解电容C4的两端相联、电容C5、电阻R3与齐纳二极管D5的一端相联接接至变压器T2的初级绕组，另一端相联接至二极管D4，二极管D4的另一端接至变压器T2初级绕组的另一端，接至开关管U1的3脚，开关变压器T1的DC次级绕组一端接到二极管D6，二极管D6的一端接电解电容C7的正极，开关变压器的DC次级绕组的另一端为DC冷地，经过二极管D6，电容C7、电感L2、电解电容C8后，DC电压通过电阻R15串接R16，经稳压二极管TL431后，通过电阻R5、R10、电容C6反馈，接至光耦U2的1脚，反馈绕组的一端接至热地，另一端接到二极管D2的一端，D2的另一端接到U2的3脚，U2的4脚，接到电解电容C15的正极及电容C9的一端，接到开关管U1的2脚，电解电容C15的负极与电阻R9相联接，R9与C9的另一端接至热地，次级绕组I的一端接至二极管D11的一端，D11的另一端接电感L1的一端，L1的另一端接电解电容C2的正极、C1、R1的一端，变压器的该绕组的另一端与C2的负极、C1及R1的另一端相联，次级绕组II的一端接至二极管D12的一端，D12的另一端接电感L12的一端，L12的另一端接电解电容C22的正极、C32、R32的一端，变压器的该绕组的另一端与C22的负极、C32及R32的另一端相联，次级绕组III的一端接至二极管D13的一端，D13的另一端接电感L13的一端，L31的另一端接电解电容C32的正极、C23、R33的一端，变压器的该绕组的另一端与C32的负极、C23及R33的另一端相联，次级绕组IV的一端接至二极管D14的一端，D14的另一端接电感L14的一端，L14的另一端接电解电容C34的正极、C24、R34的一端，变压器的该绕组的另一端与C34的负极、C24及R34的另一端相联，再接电解电容C3的正极及U4的1脚输入端，U4的3脚接电阻R17、二极管D9的一端，电阻R17与二极管D9的另一端接到U4的2脚，电解电容C16的正极与R18的一端与U4的2端，电解电容C16的负极与R18的一端接至C12的负极端，即该绕组的冷地端，输出4组的直流电压，四组电压经过由集成块U4及电阻R17、R18、二极管D9组成的外部稳压电路，将四组的脉冲通过IGBT芯片U3后，分别与功率板的驱动1、驱动2、驱动3、驱动4相联接；

②振荡激励部分：

振荡激励部分由集成块IC E的20脚接地，IC E的19脚接电容C40的一端，另一端接地，IC E的18脚接、R105、R64、R83的一端，R105的另一端接地，R64、R83的另一端相联后，接光耦U2的3脚，U2的4脚接地，IC E的17脚接R109，R109另端接地，IC E的15脚接R106，R106的另一端接地，IC E的9脚接电阻R124，R124的另一端接电源部分输出5的正极，电解电容C46的正极接电源部分输出5的正极，C46的负极接地，IC E的4脚接电容C29，C29的另一端与地相联接，IC E的5脚与电阻R108联接，R108的另一端与地相联接，IC E的3脚与电阻R100相联，R100的另一端与地相联接，二极管D5一端与IC E的2脚相联，另一端与电阻R37相联接，R37的另一端与地相联接，IC E的7、8、12、13脚输出四组驱动波形，IC E的7脚与IC A的3脚相联接，IC E的12脚与电阻R113相联，R113的另一端与IC J的1脚相联接，IC E的6脚接U5的3脚，U5的2、4脚接地，U5的1脚与D6和R46的联接点相联接；

③相位及电压锁定：

集成块IC E的12脚接电阻R118的一端，电阻R118的另一端接到集成块IC J的1脚，IC J的2、3脚与电容C11的一端相联，电容C11与电阻R49、电位器R103的一端联接，电阻R49与电位器R103分别接IC J的4、5脚，IC J的6脚接至其9脚，8脚、11脚相联接，其10脚接到IC F的3脚，IC J的1、2接DC电源，7脚接地；调节电位器R103，集成块IC E的7脚接电容C12联接，电容C12的另一端接IC A的13脚，输出电压U接至集成块IC A的3脚相位比较器的一个输入端，与集成块IC E第8脚锁定；其中IC A的16脚接电源，9脚与电容C1、电阻R2相联，电阻另一端与电容C7的一端相联，电容C7的另一端接地，IC A的其他脚悬空；

④负载过小检测：

集成块IC F的1脚接电阻R17的一端，R17与R98串联接地，IC F的5、8脚接地，IC F的6、7脚之间串接了电容C42，13与9脚串接了电阻R13，10、11、12脚分别接电阻R107、R75、R14的一端，R107、R75、R14的另一端接地，IC F的14脚接至传感器的采样电路；

集成块IC B的1、2脚相联接至电阻R5的一端，R5的另一端接R3，R3的另一端与R8、R9、C21的一端相联接，电容C21的另一端接地IC B的3脚与电阻R10联接，电阻R10的另一端接至IC A的9脚；IC B的4接DC电源，DC接R11的一端，R11的另一端接5脚，电容C20的一端接IC B的5脚，另一端接地，电阻R12与电容C39串联后，电阻R12的另一端接IC B的6、7脚，电容C39的另一端接地，电容C36与电阻R4串联后，电阻R4的另一端接IC B的14脚，电容C36的另一端接地；IC B的13与14脚之间串接了电阻R6，IC B的12脚接电阻R7的一端，R7的另一端，接电容C19、R18的一端，电容C19另一端接地，电阻R8的另一端与R9相联接；

⑤负载过大检测：

集成块IC F的1脚接电阻R17的一端，R17与R98串联接地，IC F的5、8脚接地，IC F的6、7脚之间串接了电容C42，13与9脚串接了电阻R13，10、11、12脚分别接电阻R107、R75、R14的一端，R107、R75、R14的另一端接地，IC F的14脚接至传感器的采样电路；

集成块IC B的1、2脚相联接至电阻R5的一端，R5的另一端接R3，R3的另一端与R8、R9、C21的一端相联接，电容C21的另一端接地；IC B的3脚与电阻R10联接，电阻R10的另一端接至IC A的9脚；IC B的4接DC电源，DC接R11的一端，R11的另一端接5脚，电容C20的一端接IC B的5脚，另一端接地，电阻R12与电容C39串联后，电阻R12的另一端接IC B的6、7脚，电容C39的另一端接地，电容C36与电阻R4串联后，电阻R4的另一端接IC B的14脚，电容C36的另一端接地；IC B的13与14脚之间串接了电阻R6，IC B的12脚接电阻R7的一端，R7的另一端，接电容C19、R18的一端，电容C19另一端接地，电阻R8的另一端与R9相联接；

集成块IC K的1、2脚与电阻R114相联，R114的另一端与电容C23、电阻R76相联，电容C23的另一端接地，IC K的3脚与电阻R68相联，R68的另一端与电容C6、电阻R72联接，电容C6的另一端接地，R72的另一端与电容C32相联至IC F的10脚，电容C32的另一端接地，IC K的4脚为电源输入端，其5脚与R72相联接，R72的另一端接至电容C33及IC E的2脚，电容C33的另端接地；IC K的6、7脚、电阻R125、电容C35相联接，电阻R125与电阻R80相联，R80与电容C34的一端相联接，C34的另一端接地，IC K的8脚与电阻R22、R23相联，R22的另一端接二极管D8，D8的另一端接电阻R26、电阻R81及IC I的11脚，R13的另一端接LED，LED的另一端接地，IC K的9脚接电阻R70，R10的另一端与电容C47、电阻R69相联接，电容C47的另一端接地，R69的另一端与电容C37、电阻R45相联接至IC K的12脚，电阻R45与电容的C37的另一端接地，IC K的11脚为接地端，IC K的14脚与二极管D7相联接，D7的另一端接至电阻R81与二极管D8的联接端；

⑥限压保护：

该部分由集成块IC D、IC G、IC H、IC I、U1及传感器组成，采样电路接于J4，J4的一端接地，另一端与二极管D10联接，D10的另一端接电解电容C10的正极、电容C27、电位器R115的一端，电容C10、C27、电位器R115的另一端接地，电位器的中点与U1的1脚相联，U1的2脚接地，U1的3脚接，4脚接电阻R92后接至IC D的8脚；R60与R28串联后接至IC K的1脚与14脚之间，R93与R29串联后接至2脚与13脚之间，R59与R88串联后，接至IC D的2、4脚，IC D的5脚，接R27的一端，R27的另一端与R89、C3相联，C3另一端接地，R89的另一端接R86与R34的联接点，IC D的6脚与二极管D1、D2、电容C15、电阻R52相联接，电容C15、电阻R52的另一端接地，二极管D1与D2的两端与传感器的相联，R56的一端与IC的9脚相联接，另一端接至电容C10、电阻R84、R85的联接点，R58的一端与IC的11脚相联接，另一端接至电容C11、电阻R86、R34的联接点，IC D的12脚接地；

电阻R43接至IC G的1脚，另一端接至IC I的2脚，电阻R44一端接至IC G的2脚，另一端接至IC H的4脚，IC G的3脚接到电容C22与R35的联接点，电容C22接受电源，R35接地，IC G的4脚接地，IC G的5脚为电源输入端，IC G的6脚，接电阻R97，电阻R97的另一端接地，IC G的7脚接电容C26与电阻R36的联接点，电阻的另一端接地，电容的另一端接电源，IC G的8脚接地，电阻R40一端接IC G的9脚，另一端接IC H的3脚，电阻R39一端接IC G的10脚，另一端接IC H的1脚，IC G的11脚接至电容C18与R32的联接点，电容C18的另一端接电源，电阻R32的另一端接地，电阻R94接IC G的12脚，另一端接地，IC G的13悬空，IC G的14脚接地，IC G的15脚接至电阻R31与电容C17的联接点，电容C17另一端接电源，电阻R31的另一端接地；IC G的16脚为电源输入端；

集成块IC H的2脚与IC I的10相联接，IC H的5、7脚接地，IC H的6脚、8脚相联接，电阻R41、R61与IC H的8脚联接，电阻R41的另一端接地，电阻R61的另一端与电容C24相联，电容C24另一端接地；ICH的10、12相联接，IC H的11、13脚相联接，IC H的14脚为电源的输入端；IC I的7、8脚接地，9、13脚相联接，14脚为电源的输入端；

⑦限流保护：

该部分由集成块IC C、IC G、IC H、IC I及传感器电流采样构成，传感器的电流采样线圈与J1的1、2相联接后，联接于电位器R102的1端，R102的3端与地联接，R102的2端接于电阻R51与电容C13的联接点，C13的另一端接地，R51与IC C的4脚相联接，电阻R54与IC C的5脚相联接，另一端接于电阻R55与R82的联接点，R55的另一端接电源，R82的另一端接地：IC C的3脚电源输入端，电阻R48一端接于IC C的2脚，另一端接于IC C的4脚，IC C的2脚与电阻R25、R26与电容C8的联接点联接，R25的另一端接电源，电阻R26与电容C8的另一端接地；

⑧软启动部分：

软启动部分由IC E内部集成与外部由电容C45构成，C45的正极与IC E的6脚联接，C45的负极接地；

⑨温度保护：

温度保护由温控开关J3、集成块IC G、IC H、IC I构成，温控开关J3一端接电源，另一端接二极管D9，D9的另一端接电阻R81与二极管D8的联接点；

二、功率部分：

①核心部分：

该核心部分由功率管IGBT的全桥组成，三相电A、B、C接至三相全桥D的输入端的整流桥，整流桥的正极与电抗器一端联接，电抗器的另一端与串联的滤波电容C1和C2，C3和C4，C5和C6的正极相联，C2、C4、C6的负极接至整流桥的负极，功率管Q1的E极和Q2的Q极、Q3的E极和Q4的Q极串接后分别接至Q1、Q3的Q极和Q2、Q4的E极分别与三相整流桥的正极与负极联接，负载一端接至Q1的E极，另一端接至传感器，传感器的另一端接Q3的E极；

②传感器：

传感器集成了电流采样、电流相位采样、电压采样电路。

2、根据权利要求1所述的一种感应加热电源电路，其特征是：所述的振荡激励部分集成块IC E的20脚为控制芯片，集成块IC E的16、10脚为电源输入端。

3、根据权利要求1所述的一种感应加热电源电路，其特征是：所述的负载过小检测的集成块IC F为16脚的锁相环。

4、根据权利要求1所述的一种感应加热电源电路，其特征是：所述的负载过大检测的集成块IC F为16脚的锁相环。

5、根据权利要求1所述的一种感应加热电源电路，其特征是：所述的核心部分的电抗器为无功功率补偿的电感。

6、根据权利要求1所述的一种感应加热电源电路，其特征是：所述的传感器的采样为采样线圈。

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