CN101848567B - 多路电磁振荡同步发生方法及其电路 - Google Patents

Abstract

本发明包括供电电源、整流滤波电路、LC振荡回路、开关器件、驱动电路、同步信号电路，其特征在于上述整流滤波电路、LC振荡回路、开关器件、驱动电路、同步信号电路连接成一个电路单元，两个或两个以上的电路单元以并联的方式组合在一起，分别接受相同的激励信号，激发电磁振荡。本发明的各电路单元具有相同的参数，保证了多路电磁振荡电路输入信号的一致性，且各自的控制又具有独立性，互不干扰，从而使振荡电路产生的交变磁场也具备一致性的同步变化，且单元结构简单且具有重复性，易于复制和实现多路控制，有利于分散加热功率，降低各电路单元的负荷，可以有效延长各元器件的使用寿命，减少电路故障的发生。

Description

多路电磁振荡同步发生方法及其电路

技术领域：

本发明涉及一种电磁加热技术，尤其是涉及一种能实现磁力线均匀分布并使受热面各点温度一致的电磁加热技术。

背景技术：

电磁加热技术因其热效率高且加热速度快的特点，已普遍用于人类生活以及工业的众多领域，如厨用电磁炉、高/中频淬火设备、成像设备的定影装置等等，而且其应用还在不断扩展，如注塑机、铝塑复合板热压设备采用电磁加热的技术方案也见诸多篇专利文献。电磁加热的原理是通过电路产生一定频率交的变电流，再通过LC振荡回路产生交变磁场，当磁力线通过金属时，会在金属体内产生许多小涡流，从而使金属自体发热。

在大功率加热系统中，为避免单一模块承载的功率过大，往往采用多个线圈组合，分散大功率加热系统的能量，CN101318373A号发明专利申请公布说明书所述的“注塑机节能型电磁加热器”，即采用了多个电磁感应加热线圈。另外，由于绕线方式的影响以及集肤效应的存在，单个磁感应线圈的磁力线及其产生的涡流分布具有固有的不均匀性，为使磁力线分布均匀，实现均匀加热，也采用组合线圈加热的方式，CN201110579Y实用新型专利说明书公开了一种“能加热均匀的电磁炉”，采用了两个或两个以上线路盘。

然而，在多线圈加热系统中，各线圈中的交变磁场如果不能保持一致和同步变化，就会导致磁力线相互干扰和抵消，加热难以稳定，加热系统的效率大幅降低。针对这一问题，CN101318373A采用了同步/振荡模块，但并未说明该模块如何给出同步信号，而且该模块没有隔离LC振荡回路或电路其它部分可能产生的串扰噪声反馈，这些噪声反馈有可能再施加到LC振荡回路，使各LC荡回路产生的交变磁场不能保持一致，给该专利申请的技术方案的实施带来困难。而CN201110579Y则末给出解决信号同步问题的技术方案。

发明内容：

本发明的目的在于解决多线圈加热时LC振荡不同步的问题，提供一种多路LC回路电磁振荡同步发生的方法以及实现这种方法的电路，同时避免噪声信号对于LC振荡回路的影响，实现多个感应线圈交变磁场的同步变化，从而提高加热效率，使多线圈加热方式能真正得到产业化应用。

本发明通过以下技术方案解决所涉及的技术问题。

多路电磁振荡同步发生电路，包括供电电源、整流滤波电路、LC振荡回路、开关器件、驱动电路、同步信号电路，其特征在于上述整流滤波电路、LC振荡回路、开关器件、驱动电路、同步信号电路连接成一个电路单元，两个或两个以上的电路单元以并联的方式组合在一起，分别接受相同的激励信号，激发电磁振荡。

各电路单元中，各对应元器件的参数以及连接方式相同，LC振荡回路的输入端与整流滤波电路的输出端连接，LC振荡回路的输出端与开关器件的一端连接，开关器件的另一端接地，驱动电路的输出端与开关器件的控制端连接，驱动电路的输入端与同步信号电路的输出端连接，同步信号电路的输入端与激励信号源连接。

同步信号电路的输入端是光电隔离器，其作用一方面是将激励信号放大输入驱动电路，另一方面是隔离LC振荡回路产生的噪声信号通过开关器件和驱动电路的反馈，避免噪声信号干扰造成的激励信号失真，保持各电路单元输入信号的一致。

激励信号源以串行或并行的方式与各电路单元的同步信号电路的输入端连接。

更进一步地，为避免各电路单元工作电压的相互影响，本发明的多路电磁振荡同步发生电路还设有与各电路单元对应的降压整流电路，各单元的工作电压分别取自对应的降压整流电路。

本发明的多路电磁振荡同步发生电路另设有与注塑机、高/中频淬火设备等主机工作的控制电路对应的降压滤波电路，以保证主机控制电路的工作电压。

这种多路电磁振荡电路发生同步振荡的方法包括以下步骤：

(a)激励信号通过串行或并行的方式同步输入各电路单元的输入端；

(b)同步信号电路将激励信号转化或放大后输入到驱动电路；

(c)驱动电路将输入的信号调制成一定占空比的脉冲信号；

(d)开关器件的控制端接受脉冲信号，并依电位高低控制开关器件的导通和断开；

(e)交流电通过整流滤波电路转化为一定电压的直流电施加于LC振荡回路的输入端，开关器件的通断激发LC振荡回路的电磁振荡产生，各电路单元输出一致的交变磁场。

与现有技术相比，本发明的技术方案的有益效果是：

1)各电路单元具有相同的参数，保证了多路电磁振荡电路输入信号的一致性，且各自的控制又具有独立性，互不干扰，从而使振荡电路产生的交变磁场也具备一致性的同步变化；

2)电路单元结构简单且具有重复性，易于复制和实现多路控制，生产成本降低；

3)利于分散加热功率，降低各电路单元的负荷，可以有效延长各元器件的使用寿命，减少电路故障的发生。

附图说明

图1是本发明具体实施例的电路框图；

图2是本发明实施例一串行输入的控制信号发生的电路图；

图3是本发明具体实施例主电路图；

图4是本发明具体实施例控制电压的降压整流滤波电路原理图；

图5是本发明实施例二并行输入的控制信号发生的电路图。

具体实施方式

图1所示是三个电路单元的电路框图，同样的激励信号输入到各电路单元，通过同步信号电路、驱动电路和开关器件控制LC振荡回路，供电电源通过整流滤波电路转换为直流电压施加在LC振荡回路的一端。

实施例一：

参见图2～图4，本实施例设有三组电路单元，每个电路单元包括整流滤波电路2、LC振荡回路3、同步信号电路4、驱动电路5以及开关器件IGBT。

激励信号通过同步信号电路4的端口401输入，经转换和放大后输入驱动电路5，从端口501输入驱动单元调制成脉冲信号502从端口507输出，进入开关控制器件IGBT的控制端G端，开关器件IGBT的C端与振荡回路的输出端连接，E端接地。

三相电源1的B、G、R相的交流电经各电路单元的整流滤波电路2转换为DC+310V的直流电，分别施加于各电路单元的振荡回路3的输入端。

开关器件IGBT依G端脉冲信号电位的高低接通或断开C端和E端的连接，从而激发LC振荡回路的电磁振荡，形成交变磁场。

本实施例还设有四组降压整流滤波电路，其中一路依据注塑机或铝塑复合板热压设备等主机的控制电路的需要而输出DC+12V电压，另三路DC+18V电压则分别给各电路单元中的同步信号电路、驱动电路的提供电压。

本实施例中各电路单元均可独立工作，有各自的工作电压和控制电压供应，同步信号的发生元件为光电隔离器，能够隔离前端信号输入和后端信号反馈，工作过程中各电路单元彼此之间或一个电路单元内部的前后端信号均不会产生相互干扰，不会造成信号失真；而且由于各电路单元同时接受一致的串行激励信号，各电路单元的构成及连接方式均相同，最后可得到一致的交变磁场。

实施例二：

参见图5，激励信号通过端口401以并行的方式输入到各电路单元的同步信号电路，经驱动电路处理后输出一致的脉冲信号502。

依据本发明实施例的方式，本领域普通技术人员无需创造性劳动便可推演出两组、四组、五组......等多组电路单元；而且可实现各电路单元的工作电压由单相交流电转换的直流电提供，控制电压也由统一的低压直流电源提供；激励信号可由串行和并行混合的方式输入，还有若干简单变形，均应视落入到本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种多路电磁振荡同步发生电路，包括供电电源、整流滤波电路、LC振荡回路、开关器件、驱动电路、同步信号电路，其特征在于上述整流滤波电路、LC振荡回路、开关器件、驱动电路、同步信号电路连接成一个电路单元，两个或两个以上的电路单元以并联的方式组合在一起；所述各电路单元中对应元器件的参数以及连接方式相同，LC振荡回路的输入端与整流滤波电路的输出端连接，LC振荡回路的输出端与开关器件的一端连接，开关器件的另一端接地，驱动电路的输出端与开关器件的控制端连接，驱动电路的输入端与同步信号电路的输出端连接，同步信号电路的输入端与激励信号源连接；所述同步信号电路的输入端是光电隔离器。

2.根据权利要求1所述的一种多路电磁振荡同步发生电路，其特征在于各激励信号源以串行的方式与各电路单元的同步信号电路的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的一种多路电磁振荡同步发生电路，其特征在于各激励信号源以并行的方式与各电路单元的同步信号电路的输入端连接。

4.根据权利要求1所述的一种多路电磁振荡同步发生电路，其特征在于还设有与各电路单元对应的降压整流电路。

5.根据权利要求1所述的一种多路电磁振荡同步发生电路，其特征在于设有与主机工作的控制电路对应的降压滤波电路。

6.一种同步电磁振荡发生方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)各电路单元中对应元器件的参数以及连接方式相同；

(b)激励信号通过串行或并行的方式同步输入各电路单元的输入端；

(c)同步信号电路的输入端是光电隔离器；

(d)同步信号电路将激励信号转化或放大后输入到驱动电路；

(e)驱动电路将输入的信号调制成一定占空比的脉冲信号；

(f)开关器件的控制端接受脉冲信号，并依电位高低控制开关器件的导通和断开；

(g)交流电通过整流滤波电路转化为一定电压的直流电施加于LC振荡回路的输入端，开关器件的通断激发LC振荡回路的电磁振荡产生，各电路单元输出一致的交变磁场。

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