CN201374829Y - 一种电磁感应加热器的高频发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电磁感应加热器的高频发生器，其包括电源电路、处理电路和工作电路，处理电路以单片机为核心，在现有技术的基础上增加了用于对IGBT过流保护并可以直接关断IGBT的IGBT电流保护电路、用于隔离市电并实现并联式互连的联机电路、用于存储匹配数据的寄存电路和用于维持输出功率稳定的功率恒定电路。该电磁感应加热器的高频发生器具有生产效率低，生产和维修效率高，联机安全方便，保密性能高和输出功率稳定等优点。

Description

一种电磁感应加热器的高频发生器

技术领域

本实用新型涉及一种高频发生器，更具体地说，是涉及一种应用于原油、塑料制品和橡胶制品的管道加热领域的电磁感应加热器的高频发生器。

背景技术

电磁感应加热器是一种常见的节能并且环保的加热装置。比如，在专利号为200720000296.2的中国专利申请中公开了一种电磁感应加热装置，其结构包括金属管道、保温层、复合叠层电磁感应线圈、线圈外罩、温度传感器、高频发生器和电源线。

但是，目前的电磁感应加热装置由于在生产过程中存在的下列情况：比如插错元件，线路板虚焊或短路，工作中电网突发浪涌电压，线盘匝间短路，输入电压不稳定，励磁线圈电感量变小，在加热过程中负载突然变化，或者工作环境对电磁加热器的干扰等，都很可能使得电路中的工作电流增大到超过IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)的额定工作电流而发生损坏，虽然IGBT损坏的故障比较常见，但是维修过程很复杂，且成本较高。

现有电磁感应加热装置所存在的另一个主要问题是，其在需要联机时，用户需要打开加热器外壳来设置主机和副机。对于普通用户而言该设置过程非常复杂，一旦用户错误地把两台加热器都设置为主机，并把线路直接相连就会发生短路，后果将不堪设想，并且，打开加热器外壳以进行接线端子的插拔操作也容易使用户受到电击的危险。

此外，现有的电磁感应加热装置还存在保密性能差和输出功率不稳定等缺陷。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是要提供一种安全稳定、操作方便且保密性好的电磁感应加热器的高频发生器。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电磁感应加热器的高频发生器，其包括串联而成的电源电路、处理电路和工作电路，其中，电源电路包括滤波电路、整流器和低压电源；处理电路以单片机为核心，分别连接总电流采样电路、电网电压采样电路、IGBT温度采样电路、风机电路、LED指示电路；工作电路包括IGBT工作电路、IGBT驱动电路、18V保护电路和过压保护电路，18V保护电路的输出端和过压保护电路的输出端与IGBT驱动电路的输入端连接，IGBT工作电路与IGBT驱动电路串联，工作电路包括用于对IGBT进行过流保护的IGBT电流保护电路，IGBT电流保护电路串联在IGBT工作电路的输出端和IGBT驱动电路的输入端之间。

根据本实用新型的一个优选实施例，工作电路包括串联在单片机的输出端和IGBT驱动电路的输入端之间的用于维持输出功率稳定的功率恒定电路。

根据本实用新型的另一个优选实施例，高频发生器包括与单片机连接的用于实现多台机器并联式互连并可采用开关控制的联机电路，联机电路包括隔离电压电路和联机信号传输电路。

根据本实用新型的再一个优选实施例，隔离电压电路为隔离变压器。

根据本实用新型的又一个优选实施例，高频发生器包括与单片机连接的用于存储匹配数据的寄存电路。

根据本实用新型的又一个优选实施例，寄存电路采用采用24C02型串行E2PROM。

本实用新型的有益效果是，该电磁感应加热器的高频发生器采用IGBT电流保护电路来直接检测IGBT的工作电流，在过流时直接关断IGBT以达到一个快速高效的保护效果；联机电路中采用隔离变压器供电，可以把市电隔离从而使接线端不会对用户产生危害，并且实现了并联式互连，提供了简单的开关来控制联机方法，解决了现有技术中联机电路接线端不能互相并联的难题，从而使得用户联机时不用设置主机和副机，更不用打开加热器外壳，只需把联机线直接接上即可使用，提高了安全性和方便性；寄存电路用于存储专门设定的数据，用来与单片机的数据相匹配，从而提高加热器的保密性能；功率恒定电路可以使得该电磁感应加热器有一个稳定的输出功率。

附图说明

图1是根据本实用新型一个优选实施例的结构示意图；

图2是根据本实用新型另一个优选实施例的高频发生器的电路结构图；

图3是根据本实用新型再一个优选实施例的高频发生器的电路结构图；

图4是根据本实用新型又一个优选实施例的高频发生器的电路结构图；

图5是根据本实用新型又一个优选实施例的高频发生器的电路结构图；以及

图6是图1所示的高频发生器的软件程序流程图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型的原理和具体结构、特征等做进一步详细说明。

图1示出了根据本实用新型的电磁感应加热器的高频发生器的硬件结构，该高频发生器由电源电路1、处理电路2和工作电路3三部分串联而成。其中电源电路1用于连接220V交流电源，其包含滤波电路、整流器和低压电源。处理电路2以单片机为核心，分别连接总电流采样电路、电网电压采样电路、IGBT温度采样电路、风机电路、LED指示电路、联机电路和寄存电路，该单片机用来进行负载检测、电压检测、电流检测、功率恒定、IGBT温度检测、风机控制、LED显示控制、处理联机信号和通讯处理等过程。在工作电路3中，功率恒定电路、18V保护电路和过压保护电路的输出端分别与IGBT驱动电路的输入端连接，IGBT驱动电路与IGBT工作电路串联，其中，在IGBT工作电路的输出端和IGBT驱动电路的输入端之间还连接有IGBT电流保护电路。工作电路3的输出端连接到缠绕在加热铁筒的励磁线圈，由工作电路3产生的高频振荡信号通过励磁线圈的电磁感应产生热量后作用到加热铁筒上以进行加热。

该电磁感应加热器的高频发生器电路结构的优选实施例如图2至图5所示，可以看出，IGBT电流保护电路主要由运算放大器、二级管、电容和电阻等组成，用于直接检测IGBT的工作电流，过流时可以直接关断IGBT，从而达到快速高效的保护效果；联机电路由隔离电压电路和联机信号传输电路串联而成，隔离电压电路优选地采用隔离变压器来隔离市电，从而保证用户的安全，而用户在联机时不用繁琐地设置主机和副机，也不用打开电磁加热器外壳，只需要直接把联机线连接就可以使用，避免了用户触摸接线端时容易被电击的危险，还可以实现多台机器的并联式互连，提供了简单的开关来控制联机方法，提高了联机的安全性和方便性；寄存电路的主要元件优选地采用24C02型串行E2PROM，用来存储特定的数据，如果MCU读取寄存器的数据不匹配，加热器也不会工作，因此即使MCU芯片被解密，而没有特定的与之匹配的芯片，电路也不能正常工作；功率恒定电路主要通过二极管与运算放大器反向连接来起到稳定输出功率的作用，即使在工作电压不稳定，或者由于长时间工作而使输出负载的阻抗增大的情况下，也能使电磁感应加热器的输出功率保持恒定。

图6示出的是根据本实用新型的高频发生器的软件流程。具体而言，软件的执行过程是在启动加热器后，首先初始化IO口，其次执行延时程序，然后打开风机，接着读写寄存电路并依次进行如下过程：判断是否接收到联机信号，如果没有接收到联机信号，则停止所有输出，熄灭LED灯，并返回到继续判断是否接收到联机信号，如果接收到联机信号则进行下一步；判断IGBT温度是否过高，如果是则停止所有输出，使LED3灯慢闪，并返回到继续检测IGBT温度，如果否则进行下一步；检测工作电压和电流，判断工作电压是否正常，如果不正常则停止所有输出，使LED2灯慢闪，并返回到继续判断工作电压是否正常，如果是则进行下一步；根据电压和电流，自动恒定输出功率；检测是否接上负载，如果否则停止所有输出，使LED1灯快闪，并返回到继续检测是否接上负载，如果是则返回到判断是否接收到联机信号，开始进行下一个周期的检测。

根据本实用新型的电磁感应加热器的高频发生器采用IGBT电流保护电路来直接检测IGBT的工作电流，在过流时直接关断IGBT以达到一个快速高效的保护效果，减小了故障维修的复杂度，提高了生产和维修的效率，节约了成本；联机电路中采用隔离变压器供电，可以把市电隔离从而使接线端不会对用户产生危害，并且实现了多台机器的并联式互连，提供了简单的开关来控制联机方法，解决了现有技术中联机电路接线端不能互相并联的难题，从而使得用户联机时不用设置主机和副机，更不用打开加热器外壳，只需把联机线直接接上即可使用，提高了安全性和方便性；寄存电路用于存储专门设定的数据，用来与单片机的数据相匹配，从而提高加热器的保密性能；功率恒定电路可以使得该电磁感应加热器有一个稳定的输出功率。

由于在现有技术中多台机器的联机只能采用串联的方式，如果其中一台机器出现故障将导致整个工作网络停止运行，维修非常繁琐，从而使工作效率降低，而本实用新型中采用的联机电路可以实现多台机器的并联式互连，并提供了简单的开关来控制联机方法，因此多台机器的工作能够通过开关来灵活方便地控制，即使其中的个别机器出现故障，也不会影响到整个工作网络的运行状态，从而减小了维修的难度，有效地提高了工作效率。

以上所披露的仅为本实用新型的优选实施例，当然不能以此来限定本实用新型的权利保护范围。可以理解，依据本实用新型所附权利要求中限定的实质和范围所作的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种电磁感应加热器的高频发生器，包括串联而成的电源电路、处理电路和工作电路，其中，所述电源电路包括滤波电路、整流器和低压电源；所述处理电路以单片机为核心，分别连接总电流采样电路、电网电压采样电路、IGBT温度采样电路、风机电路、LED指示电路；所述工作电路包括IGBT工作电路、IGBT驱动电路、18V保护电路和过压保护电路，所述18V保护电路的输出端和所述过压保护电路的输出端与所述IGBT驱动电路的输入端连接，所述IGBT工作电路与所述IGBT驱动电路串联，其特征在于，所述工作电路包括用于对IGBT进行过流保护的IGBT电流保护电路，所述IGBT电流保护电路串联在所述IGBT工作电路的输出端和所述IGBT驱动电路的输入端之间。

2.根据权利要求1所述的高频发生器，其特征在于，所述工作电路包括串联在所述单片机的输出端和所述IGBT驱动电路的输入端之间的用于维持输出功率稳定的功率恒定电路。

3.根据权利要求1所述的高频发生器，其特征在于，包括与所述单片机连接的用于实现多台机器并联式互连并可采用开关控制的联机电路，所述联机电路包括隔离电压电路和联机信号传输电路。

4.根据权利要求3所述的高频发生器，其特征在于，所述隔离电压电路为隔离变压器。

5.根据权利要求1所述的高频发生器，其特征在于，包括与所述单片机连接的用于存储匹配数据的寄存电路。

6.根据权利要求5所述的高频发生器，其特征在于，所述寄存电路采用采用24C02型串行E2PROM。

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