CN103108423A - 一种单管电磁场发生器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种单管电磁场发生器，包括第一电容、整流滤波模块、CPU控制模块、自激振荡电路、第一IGBT管以及反馈检测电路，该第一电容并联设置在加热模块两端，该第一电容通过整流滤波模块与市电输入相连，该CPU控制模块与自激振荡电路相连并将其产生PWM控制信号发送至自激振荡电路，该第一IGBT管和反馈检测电路分别设置在自激振荡电路与第一电容之间，该反馈检测电路检测加热模块是否与第一电容相连并将反馈信号发送至自激振荡电路，该自激振荡电路在加热模块已加载时产生自激并通过第一IGBT管向并联的第一电容和负载电感提供高频信号。与现有技术相比，本发明结构简单、成本低廉以及使用效率高的特点。

Description

一种单管电磁场发生器
技术领域
本发明涉及加热装置领域，更具体的说涉及一种单管电磁场发生器，其用于产生高频磁场，以供加热管能基于所产生的涡流而发热。
背景技术
目前在加热领域，人们研究开发出了一种可以实现水电分离的电磁热水管，诸如中国实用新型专利CN2713367Y，其将线圈紧绕在一段绝缘不导磁的水管外圈而组成一个螺旋管，并在该螺旋管内设置加热组件。如此，当往该线圈中通以高频电流时，该螺旋管内即产生高频交变磁场，该加热组件在高频交变磁场的作用下产生涡流发热，从而实现加热的功效。
但是，对于该高频磁场如何产生和设置，则未给予具体公开，目前通常是采用线圈与现有技术中的高频发生器直接相连的方式，如此具有成本高、容易损坏以及实际应用效率低等缺陷。
有鉴于此，本发明人针对现有技术中的上述缺陷深入研究，遂有本案产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单管电磁场发生器，其可以用于产生高频交变磁场，并且还具有结构简单和成本低的特点。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种单管电磁场发生器，其中，包括第一电容、整流滤波模块、CPU控制模块、自激振荡电路、第一IGBT管以及反馈检测电路，该第一电容并联设置在加热模块两端，该第一电容通过整流滤波模块与市电输入相连，该CPU控制模块与自激振荡电路相连并将其产生PWM控制信号发送至自激振荡电路，该第一IGBT管和反馈检测电路分别设置在自激振荡电路与第一电容之间，该反馈检测电路检测加热模块是否与第一电容相连并将反馈信号发送至自激振荡电路，该自激振荡电路在加热模块已加载时产生自激并通过第一IGBT管向并联的第一电容和负载电感提供高频信号。
进一步，该单管电磁场发生器还包括第二IGBT管和推挽电路，该第二IGBT管亦与第一电容相连，该推挽电路设置在第一IGBT管、第二IGBT管与自激振荡电路之间而使得第一IGBT管和第二IGBT管同时向并联的第一电容和负载电感提供高频信号。
进一步，该反馈检测电路为设置在第一IGBT管和第二IGBT管与自激振荡电路之间的第一反馈电阻R4和第二反馈电阻R5，该第一反馈电阻R4用于反馈整流后的电源电压，该第二反馈电阻R5用于反馈第一IGBT管和第二IGBT管的C极电压，并在C极电压过高时关闭第一IGBT管和第二IGBT管的驱动信号，该第一反馈电阻R4和第二反馈电阻R5还组成同步谐振频率跟踪信号反馈电路。
进一步，该单管电磁场发生器还包括滤波保护电路和电压检测电路，该滤波保护电路设置在整流滤波模块与市电输入之间，该电压检测电路与滤波保护电路相连而检测市电的输入电压，并将检测获得的电压信号输送至CPU控制模块。
进一步，该单管电磁场发生器还包括温度传感器、水流传感器和电流互感器，该温度传感器、水流传感器和电流互感器与CPU控制模块相连。
采用上述结构后，本发明涉及的一种单管电磁场发生器，其在CPU控制模块的控制下，并利用自激振荡电路产生IGBT管的驱动信号，如此通过高频率地打开和关闭第一IGBT管，即可使得第一电容两端电压产生高频电压，并使得加热模块中的线圈能获得高频磁场而产生加热效果。与现有技术相比，本发明结构简单、成本低廉，而且由于设置有反馈检测电路，如此可以自动检测加热模块是否安装，并仅在安装时产生高频电压，从而具有使用效率高的特点。
附图说明
图1为本发明涉及一种单管电磁场发生器第一实施例的原理框图；
图2为本发明涉及一种单管电磁场发生器第二实施例的原理框图；
图3为本发明第二实施例的具体应用电路图。
图中：
单管电磁场发生器     100
第一电容             1        整流滤波模块       2
CPU控制模块          3       自激振荡电路        4
第一IGBT管          5        反馈检测电路       6
第二IGBT管          7        推挽电路           8
滤波保护电路         91       电压检测电路       92
保护电路             93
加热模块             200      市电输入           300。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
如图1所示，其为本发明涉及的一种单管电磁场发生器100的第一实施例，该单管电磁场发生器100包括第一电容1、整流滤波模块2、CPU控制模块3、自激振荡电路4、第一IGBT管5以及反馈检测电路6。
该第一电容1并联设置在加热模块200两端，从而为加热模块200提供高频变化电压；该第一电容1通过整流滤波模块2与市电输入300相连，该整流滤波模块2对市电输入300进行整流滤波而为第一电容1提供直流能量供给。
该CPU控制模块3与自激振荡电路4相连，该CPU控制模块3会产生PWM控制信号，并将该PWM控制信号发送至自激振荡电路4，从而起到调节加热功率的作用；该第一IGBT管5和反馈检测电路6分别设置在自激振荡电路4与第一电容1之间，该反馈检测电路6检测加热模块200是否与第一电容1相连并将反馈信号发送至自激振荡电路4，该自激振荡电路4在加热模块200已加载时产生自激并通过第一IGBT管5向第一电容1提供高频信号。具体地，该反馈检测电路6可以采用在正式启动之前发出探测信号，并通过检测某个端口的衰减情况来判断，若衰减正常则由CPU控制模块3控制而正常工作。
这样，本发明在CPU控制模块3的控制下，并利用自激振荡电路4产生IGBT管的驱动信号，如此通过高频率地打开和关闭第一IGBT管5，即可使得第一电容1两端电压产生高频电压，从而使得加热模块200中的线圈能获得高频磁场而产生加热效果。
如图2所示，其为本发明涉及一种单管电磁场发生器100的第二实施例，其基本原理与第一实施例相同，其不同之处在于：该单管电磁场发生器100还包括第二IGBT管7和推挽电路8，如此可以降低IGBT管的反压；该第二IGBT管7亦与第一电容1相连而使第一电容1两端产生高频电压，该推挽电路8则设置在第一IGBT管5、第二IGBT管7与自激振荡电路4之间，从而使得第一IGBT管5和第二IGBT管7同时接受自激振荡电路4的驱动信号，并向并联的第一电容1和负载电感200提供高频信号。对于该第一IGBT管5和第二IGBT管7，其均对应设置有保护的电路，具体如图3中的ZD1、R3以及ZD2和R2。
请参照图3所示，该反馈检测电路6为设置在第一IGBT管5和第二IGBT管7与自激振荡电路4之间的第一反馈电阻R4和第二反馈电阻R5，该第一反馈电阻R4用于反馈整流后的电源电压，该第二反馈电阻R5用于反馈第一IGBT管5和第二IGBT管7的C极电压，即反压，并在C极电压过高时关闭IGBT管的驱动信号，其具体是通过第二反馈电阻R5反馈至比较器与标准电压进行比较，当IGBT电压过高时将直接关闭IGBT驱动。同时，第一反馈电阻R4和第二反馈电阻R5组成同步振荡频率跟踪信号反馈电路; 其具体是通过第一反馈电阻R4和第二反馈电阻R5反馈至比较器来监控振荡负载两端电压变化,来达到同步振荡频率跟踪信号的效果。
另外，该单管电磁场发生器100还包括滤波保护电路91和电压检测电路92，该滤波保护电路91设置在整流滤波模块2与市电输入300之间，该电压检测电路92与滤波保护电路91相连而检测市电输入300的电压，并将检测获得的电压信号输送至CPU控制模块3，如此一旦市电输入300出现异常情况而电压过高时，该CPU控制模块3会切断后续操作。
本发明涉及的单管电磁场发生器100还包括各种保护电路93，该保护电路93可以根据实际需要而进行设置，比如其可以为温度传感器、水流传感器和电流互感器，该温度传感器和水流传感器用于感测水流的温度和水流量，如此可以给CPU控制模块3信息，从而调整当前的加热功率，进而达到自动化控制的功效，该电流互感器则可以对加热实际情况进行反馈式控制，从而使实际加热效果达到额定加热功率；该各式保护电路93还可以包括过流、浪涌、EMC滤波以及能耗控制等保护电路93，具体则不一一阐述。
结合图3所示，本发明的工作过程为：首先由CPU控制模块3向自激振荡模块（OPEN口）发送一个一定宽度高电平脉冲，然后由CPU控制模块3对Count口进行监控，检测其衰减状况，若衰减异常，则使得OPEN口一直被控制为低电平，关闭系统；若衰减正常（此时说明负载被正常加载），则由CPU控制模块3通过OPEN口进行启动；启动后则由CPU控制模块3进行PWM信号调整，从而改变驱动自激振荡电路4产生谐振,最终达到加热功率调整效果。
与现有技术相比，本发明结构简单、成本低廉，而且由于设置有反馈检测电路6，如此可以自动检测加热模块200是否安装，并仅在安装时产生高频电压，从而具有使用效率高的特点。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (5)

1.一种单管电磁场发生器，其特征在于，包括第一电容、整流滤波模块、CPU控制模块、自激振荡电路、第一IGBT管以及反馈检测电路，该第一电容并联设置在加热模块两端，该第一电容通过整流滤波模块与市电输入相连，该CPU控制模块与自激振荡电路相连并将其产生PWM控制信号发送至自激振荡电路，该第一IGBT管和反馈检测电路分别设置在自激振荡电路与第一电容之间，该反馈检测电路检测加热模块是否与第一电容相连并将反馈信号发送至自激振荡电路，该自激振荡电路在加热模块已加载时产生自激并通过第一IGBT管向并联的第一电容和负载电感提供高频信号。
2.如权利要求1所述的一种单管电磁场发生器，其特征在于，该单管电磁场发生器还包括第二IGBT管和推挽电路，该第二IGBT管亦与第一电容相连，该推挽电路设置在第一IGBT管、第二IGBT管与自激振荡电路之间而使得第一IGBT管和第二IGBT管同时向并联的第一电容和负载电感提供高频信号。
3.如权利要求2所述的一种单管电磁场发生器，其特征在于，该反馈检测电路为设置在第一IGBT管和第二IGBT管与自激振荡电路之间的第一反馈电阻R4和第二反馈电阻R5，该第一反馈电阻R4用于反馈整流后的电源电压，该第二反馈电阻R5用于反馈第一IGBT管和第二IGBT管的C极电压，并在C极电压过高时关闭第一IGBT管和第二IGBT管的驱动信号，该第一反馈电阻R4和第二反馈电阻R5还组成同步谐振频率跟踪信号反馈电路。
4.如权利要求1所述的一种单管电磁场发生器，其特征在于，该单管电磁场发生器还包括滤波保护电路和电压检测电路，该滤波保护电路设置在整流滤波模块与市电输入之间，该电压检测电路与滤波保护电路相连而检测市电的输入电压，并将检测获得的电压信号输送至CPU控制模块。
5.如权利要求1所述的一种单管电磁场发生器，其特征在于，该单管电磁场发生器还包括温度传感器、水流传感器和电流互感器，该温度传感器、水流传感器和电流互感器与CPU控制模块相连。
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