CN202652579U

CN202652579U - 一种中频感应加热设备控制系统电路

Info

Publication number: CN202652579U
Application number: CN 201220327054
Authority: CN
Inventors: 俞蒋明; 蔡航平; 俞江乔
Original assignee: HANGZHOU SHENGGANG ELECTRICAL APPLIANCES CO Ltd
Current assignee: HANGZHOU SHENGGANG ELECTRICAL APPLIANCES CO Ltd
Priority date: 2012-07-06
Filing date: 2012-07-06
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2022-07-06

Abstract

本实用新型公开了一种中频感应加热设备控制系统电路，采用ISPLSI1016-60LJ为控制线路的核心芯片，引脚5-10接三相整流同步信号电路；11接整流压控振荡器电路；3，4，40-44接脉冲输出驱动电路；21，22，38接复位与启动和欠压电路；20，29接过压过流信号检测电路；27接水压信号处理电路；31，32，37，39接保护输出指示电路；18接保护输出电路；30接逆变同步信号处理电路；19，28用于扫频失败后的重启输入。本实用新型用于采用CPLD对中频感应加热设备进行控制，使得中频感应加热设备控制系统电路的外围电路设计简单，参数一致性良好。

Description

一种中频感应加热设备控制系统电路

技术领域

本实用新型属于电子线路技术领域，特别地涉及一种中频感应加热设备控制系统电路。

背景技术

现今中频感应加热设备的控制系统多数采用分立件，集成电路或部分采用单片机进行控制系统电路的设计。但由于中频感应加热存在强磁场，采用分立件控制系统使得参数一致性差；采用集成电路，IC数量较多，调试与开发复杂，不便于控制线路的升级，每次升级需要重新更改线路，周期长；采用单片机控制的抗干扰性能差。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种中频感应加热设备控制系统电路，用于采用大规模复杂可编程器件(Complex Programmable LogicDevice，CPLD)对中频感应加热设备进行控制，使得中频感应加热设备控制系统电路的外围电路设计简单，参数一致性良好。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种中频感应加热设备控制系统电路，采用美国LITTICE公司生产的可编程阵列芯片ISPLSI1016-60LJ作为控制线路的核心芯片，所述可编程阵列芯片有44个引脚，其中引脚5，6，7，8，9，10连接三相整流同步信号电路，用于输入三相整流信号；引脚11连接整流压控振荡器电路，用于三相整流的计数器的时钟输入；引脚3，4，40，41，42，43，44连接脉冲输出驱动电路，用于整流触发脉冲输入；引脚21，22，38连接复位与启动和欠压电路，其中引脚21用于控制中频感应加热设备的启动，引脚22用于复位信号的输入，引脚38用于控制板低电压信号保护信号的输入；引脚20，29连接过压过流信号检测电路；引脚27连接水压信号处理电路；引脚31，32，37，39用于连接保护输出指示电路；引脚18用于连接保护输出电路；引脚30连接逆变同步信号处理电路；引脚28用于扫频失败后的重启输入；引脚15，16用于连接逆变脉冲输出电路；引脚26用于连接整流脉冲宽度处理电路，用于输入逆变计数信号和设定整流脉宽；引脚1，23连接地信号；引脚12，13，34用于连接电源信号；引脚17，33用于连接鉴相器输出调节电路；引脚19，28连接重复启动电路。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)减少了IC，采用的CPLD可代替现有技术中十几个集成电路实现的功能，控制线路简化，方便大规模生产控制质量，保证了电路的一致性，可有效的规避集成电路和分立电路一致性不好给电网所产生的偶次谐波；

(2)一致性好，CPLD是专用的可编程电路，纯数字线路，使控制线路基本实现了数字化；

(3)CPLD是专用的可编程电路，由于没有CPLD没有单片机的时钟信号，抗干扰性好；

(4)保护速度快，保护电路在CPLD内实现，速度比集成电路快10倍以上；

(5)CPLD引脚可以自由定义，可以在线编程，便于控制系统的升级与调试；

(6)实现了恒功率调节，逆变引前角可以从最小的20度根据电流的大小到60度之间进行变化，大大提高了逆变效率，保证直流功率不变。逆变脉冲宽度可以根据频率的高低调节，其宽度为周期的1/16。

附图说明

图1为本实用新型实施例的中频感应加热设备控制系统电路的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

相反，本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本实用新型有更好的了解，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。

参考图1，所示为本实用实施例的中频感应加热设备控制系统电路的结构示意图，采用美国LITTICE公司生产的可编程阵列芯片100ISPLSI1016-60LJ作为控制线路的核心芯片，所述可编程阵列芯片有44个引脚，其中引脚5，6，7，8，9，10连接三相整流同步信号电路201，用于输入三相整流信号；引脚11连接整流压控振荡器电路202，用于三相整流的计数器的时钟输入；引脚3，4，40，41，42，43，44连接脉冲输出驱动电路203，用于整流触发脉冲输入；引脚22，38连接复位与启动和欠压电路204，其中引脚22用于复位信号的输入，引脚38用于控制板低电压信号保护信号的输入；引脚19，20，29连接过压过流信号检测电路205；引脚27连接水压信号处理电路206；引脚31，32，37，39用于连接保护输出指示电路207；引脚18用于连接保护输出电路208；引脚30连接逆变同步信号处理电路209；引脚21用于控制中频感应加热设备的启动；引脚28用于扫频失败后的重启输入；引脚15，16用于连接逆变脉冲输出电路210；引脚33，26用于连接整流脉冲宽度处理电路211，用于输入逆变计数信号和设定整流脉宽；引脚1，23连接地信号；引脚12，13，34用于连接电源信号，引脚17用于连接鉴相器输出电路212。

ISPLSI1016-60LJ芯片主要实现了整流脉冲移相及输出，逆变脉冲产生及鉴相器工作，综合保护信号处理等，现就以下几个部分进行详细介绍：

1、整流脉冲移相部分

三相可控整流器的同步信号经光耦隔离后产生占空比略大于50％的脉冲信号输入到芯片的引脚6(A)、引脚5(AF)、引脚8(B)、引脚7(BF)、引脚10(C)、引脚9(CF)，经由同步信号处理模块产生计数器的复位信号，用于分别控制三个计数器的复位。

计数器由同步信号模块来复位，计数器的计数值为230，当计数器计数信号引脚11(CLOCK0)输入为28KHz的时候，每个周期将为10mS，正好为三相同步信号50HZ的周期的一半，如果改变CLOCK0的频率就可以改变技术的周期，从而控制脉冲的移相角度。如果有三个计数器就可以控制三相整流的移相。

在计数器里面有一个脉宽产生模块，脉冲的宽度由芯片外面来决定，由引脚4(OUT7)产生同步信号，经处理后由引脚26(R)输入到芯片里，经算法产生脉冲的宽度，保证六路脉冲宽度一致性。

计数器产生的6路脉冲，经由同步信号选择后产生了各路的脉冲信号，然后有按照A.C-，A-C，B.A-，B-.C，C.B-，C-A的方式进行合成产生相应的双脉冲，两个脉冲相差60度，从保护信号模块产生的保护信号用来控制脉冲的封锁，最后由引脚40(OUT1)，引脚3(OUT2)，引脚42(OUT3)，引脚41(OUT4)，引脚44(OUT5)，引脚43(OUT6)输出，引脚4(OUT7)是综合输出。

2、保护信号模块

保护信号经由引脚27(OV)、引脚30(OC)、引脚29(WPL)、引脚38(LV)输入，低电平有效，其中OV、OC信号需要锁定，有模块里面的锁存器进行锁存。最后将几路保护信号综合处理产生了三路信号，一路送往引脚18(BJ)输出，一路送往定时器用来实现拉逆变保护，最后一路送往整流脉冲合成模块，用来封锁脉冲。

缺相信号由整流同步信号传送过来，经过运算产生相应的保护信号，也送到综合保护器里。

保护信号有各自的输出显示信号，经由引脚32(OVLED)、引脚37(OCLED)、引脚39(WPLLED)、引脚31(OPLED)输出，高电平有效。

过压信号(OV)信号经处理还要送到逆变脉冲模块，用来在过压时产生高频振荡器，使逆变桥直通。

引脚22(RES)复位信号用来对锁存器的复位，另外加入综合保护中实现在复位下拉逆变保护。

3、逆变脉冲产生模块

逆变脉冲由外接压控振荡器信号(CLOCK2)输入，经由16分频器产生相应的脉冲信号，脉冲宽度是周期的1/16，由OUT8、OUT9输出，用于控制触发逆变桥的上下半周晶闸管。

脉冲触发模块里面设计了一个鉴相器，是由一个异或门实现的，由引脚30(ZP1)输入的方波信号和分频器产生方波信号进行异或运算，产生相位差由引脚(17)P0端输出送往逆变滤波器达到控制逆变脉冲相位的目的，进而实现了逆变桥的恒功率调节，提高了逆变的效率。

从过压锁存器过来的信号，是分频器产生高频震荡脉冲，由引脚15(OUT8)和引脚16(OUT9)输出使逆变桥直通。

4、定时器模块

定时器模块主要实现了重复启动延时，保护信号合成输出，其中的三个定时器是复合使用的，重复启动信号由引脚28(AGE)输入，高电平有效，经定时器处理后由引脚19(F1)输出，实现了逆变和重复启动。

定时器的定时信号由引脚35(CLOCK1)端输入，定时为8个周期，外围可以直接采用三相同步信号，因为三相同步信号周期为20mS，这样就可以达到重复启动时间为0.5S的间隔。

采用了ISPLSI1016-60LJ作为主芯片设计中频感应加热电源控制系统，使得中频感应加热设备控制系统电路的外围电路设计简单，参数一致性良好，可扩展性强。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种中频感应加热设备控制系统电路，其特征在于，采用美国LITTICE公司生产的可编程阵列芯片100ISPLSI1016-60LJ作为控制线路的核心芯片，所述可编程阵列芯片有44个引脚，其中引脚5，6，7，8，9，10连接三相整流同步信号电路(201)，用于输入三相整流信号；引脚11连接整流压控振荡器电路(202)，用于三相整流的计数器的时钟输入；引脚3，4，40，41，42，43，44连接脉冲输出驱动电路(203)，用于整流触发脉冲输入；引脚21，22，38连接复位与启动和欠压电路(204)，其中引脚21用于控制中频感应加热设备的启动，引脚22用于复位信号的输入，引脚38用于控制板低电压信号保护信号的输入；引脚20，29连接过压过流信号检测电路(205)；引脚27连接水压信号处理电路(206)；引脚31，32，37，39用于连接保护输出指示电路(207)；引脚18用于连接保护输出电路(208)；引脚30连接逆变同步信号处理电路(209)；引脚28用于扫频失败后的重启输入；引脚15，16用于连接逆变脉冲输出电路(210)；引脚26用于连接整流脉冲宽度处理电路(211)，用于输入逆变计数信号和设定整流脉宽；引脚1，23连接地信号；引脚12，13，34用于连接电源信号；引脚17，33用于连接鉴相器输出调节电路(212)；引脚19，28连接重复启动电路(213)。

2.根据权利要求1所述的中频感应加热设备控制系统电路，其特征在于，保护信号经由引脚27，30，29，38输入，低电平有效。