CN210745598U - 一种感应加热电流脉宽调制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种感应加热电流脉宽调制电路，属于脉冲信号调制技术领域，包括脉冲采集处理模块、鉴相混合模块、信号调制模块、压控模块和分频倒相模块，脉冲采集处理模块，采集后级电路的输出电路中的信号电压，并将采集的电压信号处理后送入鉴相混合模块，鉴相混合模块对采集信号与前级输出信号混合比较后送入信号调制模块，信号调制模块向压控模块输入调制信号，调制压控模块的输出。本实用新型能够实时调节压压控振荡器的输出功率，且信号频率变化较小，同步捕捉宽度加大，使得工作频率与后级电路中的负载的固有频率接近，这样更容易维持最佳的谐振工作状态，发挥最大的功率输出，提高转换效率。

Description

一种感应加热电流脉宽调制电路

技术领域

本实用新型属于脉冲信号调制技术领域，具体涉及一种感应加热电流脉宽调制电路。

背景技术

现有的脉冲调制控制电路一般为将采集后级电路中的输出信号后，将采集的信号与前级产生电路的产生信号经运放电路混合处理后，送入前级产生电路，来控制前级产生电路的输出，该种调控方式容易出现掉相、容易频率不稳定，输出电流不稳定，机器容易出现故障，并且调试不方便。

当采用现有脉冲调制控制电路调整加热功率时，由于调整加热功率的同时，脉冲信号的频率也跟着大范围变化，造成主控电路的延时跟踪频率功能降低，使整机在闭环工作时处于子谐振状态的几率变小，迫使同步难以镇定，工作不稳定，装调不好处理，影响设备正常运行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种前级产生电路与后级电路之间更容易维持最佳的谐振工作状态，发挥最大的功率输出，能够提高转换效率的感应加热电流脉宽调制电路

基于以上目的，本实用新型采取以下技术方案：一种感应加热电流脉宽调制电路，包括脉冲采集处理模块、信号调制模块、压控模块和分频倒相模块，所述压控模块提供前级输出电压，压控模块的输出信号经分频倒相模块处理后作为后级电路的输入信号，为后级电路提供工作电压；所述脉冲采集处理模块，采集后级电路的输出电路中的信号电压，并将采集的电压信号处理后送入信号调制模块，所述信号调制模块的信号输出端与压控模块的信号输入端连接；所述脉冲采集处理模块与信号调制模块之间设置鉴相混合模块，所述鉴相混合模块的信号输入与脉冲采集处理模块的信号输出端连接，所述鉴相混合模块输出的信号与信号调制模块的信号输入端连接，所述分频倒相模块的输出信号还与鉴相混合模块的信号输入端连接。

进一步地，所述鉴相混合模块包括鉴相器、缓冲电路和运放处理电路，所述缓冲电路为单向输入反转门电路。

进一步地，所述运放处理模块包括第三运算放大器，第三运算放大器的输入通过第八电阻连接单向输入反转门电路的输出，第三运算放大器的输入还通过第九电阻与第三运算放大器的输出连接，第三运算放大器的输出与第三二极管的正极连接，第三二极管的负极通过第十电阻与信号调制模块的输入连接。

进一步地，所述信号调制模块包括第四运算放大器，第四运算放大器的第一输入脚通过第十一电阻接地，第四运算放大器的第二输入脚通过第十四电阻连接滑动电阻器，第四运算放大器的第二输入脚通过与第四运算放大器的输出脚之间并联第十二电阻，第四运算放大器的第二输入脚一次通过第十三电阻、第三电容与第四运算放大器的输出脚连接，第四运算放大器的第二输入脚与第十电阻连接，第四运算放大器的输出脚通过第十五电阻与第四二极管的正极连接，第四二极管的负极与压控模块的输入连接。

进一步地，所述压控模块包括压控电路，所述压控电路包括压控振荡器。

进一步地，所述分频倒相模块包括触发电路和二输入与门电路。

进一步地，所述脉冲采集处理模块包括采样电路，限幅电路、预放大电路、A/D转换电路和非门整形电路；所述采样电路的输出信号依次经限幅电路、预放大电路、A/D转换电路和非门整形电路处理后送入鉴相混合模块处理。

进一步地，所述采样电路包括电流互感器和取样电阻，所述电流互感器的输出通过取样电阻与限幅电路的输入连接；

所述限幅电路包括第一二极管、第二二极管、第一稳压二极管和第二稳压二极管，所述限幅电路的输出与预放大电路的输入连接；

所述预放大电路包括第一运算放大器，所述限幅电路通过第二电阻连接第一运算放大器的信号输入端，所述第一运算放大器的信号输入端与第一运算放大器信号输出端之间并联第三电阻，所述第三电阻两端并联第一电容，第一运运算放大器的输出通过第二电容、第四电阻接地，第一运运算放大器的输出通过第二电容、第五电阻接地,第一运运算放大器的输出还通过第二电容与A/D转换电路的输入端连接；

所述A/D转换电路包括第二运算放大器，所述第二运算放大器第一输入脚通过第五电阻接地，所述第二运算放大器的第一输入脚通过第二电容与第一运算放大器的信号输出端连接，所述第二运算放大器的第二输入脚依次通过第六电阻、第七电阻接电源，第二运算放大器的第二输入脚还通过第六电阻与第二运算放大器的输出脚连接，所述第二运算放大器的输出脚连接第三稳压二极管正极，第三稳压二极管负极接地，第二运算放大器的输出脚还连接非门整形电路的输入端，所述非门整形电路的输出与鉴相混合模块的输入连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型利用PLL电路中的压控振荡器Vco、外加整形、延放及时序电路，组成具有方波输出和频率跟踪锁相功能的外置电路。采集电路是从后级电路的输出电路经过电流互感器和取样电阻，取得信号电压，再将该信号电压进行放大整形、A/D转换后送入鉴相混合模块（将采集的后级输出信号与前级产生的信号进行混合处理后，送入信号调制模块，然后控制压控振荡器的输出），产生鉴相后的合成信号和频率跟踪信号电平，利用PFM技术和模糊算法进行相位控制，然后经专用的PLL电路中的压控振荡器Voc，实现适时的输出功率调节，且信号频率变化较小，同步捕捉宽度加大，使得工作频率与后级电路中的负载的固有频率接近，这样更容易维持最佳的谐振工作状态，发挥最大的功率输出，提高转换效率。

2、本实用新型中的单向输入反转门电路具有波形放大、滤除干扰，净化波形的作用，由于电路存在干扰，单向输入反转门电路能起到放大缓冲作用，可以去除波形毛刺，抗干扰，避免后级信号杂乱。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型作进一步详细的说明，显然，所描述的实施例是本实用新型的最佳实施例。

如图1-2所示，一种感应加热电流脉宽调制电路，包括脉冲采集处理模块、信号调制模块、压控模块和分频倒相模块，压控模块产生并提供前级输出电压，压控模块的输出信号经分频倒相模块处理后输出电压，作为后级电路的输入电压信号，为后级电路提供工作电压。脉冲采集处理模块，采集后级电路的输出电路中的信号电压（频率、相位），并将采集的电压信号处理后送入信号调制模块，信号调制模块的信号输出端与压控模块的信号输入端连接。

为了使得工作频率与后级电路中的负载的固有频率接近，实现维持最佳的谐振工作状态，发挥最大的功率输出，提高转换效率。本实用新型在脉冲采集处理模块与信号调制模块之间设置鉴相混合模块，鉴相混合模块的信号输入与脉冲采集处理模块的信号输出端连接，鉴相混合模块输出的信号与信号调制模块的信号输入端连接，分频倒相模块的输出信号还与鉴相混合模块的信号输入端连接。脉冲采集处理模块是从后级电路的输出电路经过电流互感器和取样电阻，取得后级电路的信号电压，脉冲采集处理模块将采集的信号电压进行放大整形、A/D转换后送入鉴相混合模块，产生鉴相后的合成信号和频率跟踪信号电平，利用PFM技术和模糊算法进行相位控制，然后送入压控模块，实现实时调节压控模块的输出功率调节，该种方法脉冲调制后，信号频率变化较小，同步捕捉宽度加大，使得工作频率与后级电路中的负载的固有频率接近。

脉冲采集处理模块包括采样电路、限幅电路、预放大电路、A/D转换电路和非门整形电路；采样电路的输出信号依次经限幅电路、预放大电路、A/D转换电路和非门整形电路处理后送入鉴相混合模块处理。

采样电路包括电流互感器CZ1和取样电阻R1，电流互感器CZ1的输出通过取样电阻R1与限幅电路的输入端连接。

限幅电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第一稳压二极管Z1和第二稳压二极管Z2，限幅电路的输出与预放大电路的输入连接。第一二极管D1的负极与取样电阻R1连接,第二二极管D2的正极与第一二极管D1的负极连接，第二二极管D2的负极连接第二稳压二极管Z2的负极，第二稳压二极管Z2的正极连接第一稳压二极管Z1的负极，第一稳压二极管Z1的正极连接第一二极管D1的正极，第一稳压二极管Z1的负极接地。

预放大电路包括第一运算放大器IC1，所述限幅电路通过第二电阻R2连接第一运算放大器IC1的信号输入端，第一运算放大器IC1的信号输入端与第一运算放大器IC1信号输出端之间并联第三电阻R3，第三电阻R3两端并联第一电容C1，第一运运算放大器IC1的输出通过第二电容C2、第四电阻R4接地，第一运运算放大器IC1的输出通过第二电容C2、第五电阻R5接地,第一运运算放大器IC1的输出还通过第二电容C2与A/D转换电路的输入端连接。

A/D转换电路包括第二运算放大器IC2，第二运算放大器IC2第一输入脚通过第五电阻R5接地，第二运算放大器IC2的第一输入脚通过第二电容C2与第一运算放大器IC1的信号输出端连接，第二运算放大器IC2的第二输入脚依次通过第六电阻R6、第七电阻R7接电源（15V），第二运算放大器IC2的第二输入脚还通过第六电阻R6与第二运算放大器IC2的输出脚连接，第二运算放大器IC2的输出脚连接第三稳压二极管Z3的正极，第三稳压二极管Z3的负极接地，第二运算放大器IC2的输出脚还连接非门整形电路的输入端，非门整形电路包括非门芯片IC3,非门整形电路的输出与鉴相混合模块的输入连接。

本实施例中的鉴相混合模块包括鉴相器IC4、缓冲电路和运放处理电路，缓冲电路为单向输入反转门电路，单向输入反转门电路包括反转门芯片IC5。由于电路存在干扰，单向输入反转门电路能起到放大缓冲作用，可以滤除波形毛刺，避免后级信号杂乱，净化波形，抗干扰。

运放处理模块包括第三运算放大器IC6，第三运算放大器IC6的输入通过第八电阻R8连接单向输入反转门电路的输出，第三运算放大器IC6的输入还通过第九电阻R9与第三运算放大器IC6的输出连接，第三运算放大器IC6的输出与第三二极管D3的正极连接，第三二极管D3的负极通过第十电阻R10与信号调制模块的输入连接。

信号调制模块包括第四运算放大器IC7，第四运算放大器IC7的第一输入脚通过第十一电阻R11接地，第四运算放大器IC7的第二输入脚通过第十四电阻R14连接滑动电阻器P9，第四运算放大器IC7的第二输入脚通过与第四运算放大器IC7的输出脚之间并联第十二电阻R12，第四运算放大器IC7的第二输入脚一次通过第十三电阻R13、第三电容C3与第四运算放大器IC7的输出脚连接，第四运算放大器IC7的第二输入脚与第十电阻R10连接，第四运算放大器IC7的输出脚通过第十五电阻R15与第四二极管D4的正极连接，第四二极管D4的负极与压控模块的输入连接。

压控模块包括压控电路，压控电路包括压控振荡器IC8。分频倒相模块包括触发电路和二输入与门电路，触发电路包括第一触发芯片IC9A，第二触发芯片IC9B，二输入与门电路包括四个二输入与门芯片。

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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种感应加热电流脉宽调制电路，包括脉冲采集处理模块、信号调制模块、压控模块和分频倒相模块，所述压控模块提供前级输出电压，压控模块的输出信号经分频倒相模块处理后作为后级电路的输入信号，为后级电路提供工作电压；所述脉冲采集处理模块，采集后级电路的输出电路中的信号电压，并将采集的电压信号处理后送入信号调制模块，所述信号调制模块的信号输出端与压控模块的信号输入端连接；其特征在于：所述脉冲采集处理模块与信号调制模块之间设置鉴相混合模块，所述鉴相混合模块的信号输入与脉冲采集处理模块的信号输出端连接，所述鉴相混合模块输出的信号与信号调制模块的信号输入端连接，所述分频倒相模块的输出信号还与鉴相混合模块的信号输入端连接。

2.如权利要求1所述的感应加热电流脉宽调制电路，其特征在于：所述鉴相混合模块包括鉴相器、缓冲电路和运放处理电路，所述缓冲电路为单向输入反转门电路。

3.如权利要求2所述的感应加热电流脉宽调制电路，其特征在于：所述运放处理模块包括第三运算放大器，第三运算放大器的输入通过第八电阻连接单向输入反转门电路的输出，第三运算放大器的输入还通过第九电阻与第三运算放大器的输出连接，第三运算放大器的输出与第三二极管的正极连接，第三二极管的负极通过第十电阻与信号调制模块的输入连接。

4.如权利要求1-3任一所述的感应加热电流脉宽调制电路，其特征在于：所述信号调制模块包括第四运算放大器，第四运算放大器的第一输入脚通过第十一电阻接地，第四运算放大器的第二输入脚通过第十四电阻连接滑动电阻器，第四运算放大器的第二输入脚通过与第四运算放大器的输出脚之间并联第十二电阻，第四运算放大器的第二输入脚一次通过第十三电阻、第三电容与第四运算放大器的输出脚连接，第四运算放大器的第二输入脚与第十电阻连接，第四运算放大器的输出脚通过第十五电阻与第四二极管的正极连接，第四二极管的负极与压控模块的输入连接。

5.如权利要求4所述的感应加热电流脉宽调制电路，其特征在于：所述压控模块包括压控电路，所述压控电路包括压控振荡器。

6.如权利要求5所述的感应加热电流脉宽调制电路，其特征在于：所述分频倒相模块包括触发电路和二输入与门电路。

7.如权利要求6所述的感应加热电流脉宽调制电路，其特征在于：所述脉冲采集处理模块包括采样电路，限幅电路、预放大电路、A/D转换电路和非门整形电路；所述采样电路的输出信号依次经限幅电路、预放大电路、A/D转换电路和非门整形电路处理后送入鉴相混合模块处理。

8.如权利要求7所述的感应加热电流脉宽调制电路，其特征在于：所述采样电路包括电流互感器和取样电阻，所述电流互感器的输出通过取样电阻与限幅电路的输入连接；

所述限幅电路包括第一二极管、第二二极管、第一稳压二极管和第二稳压二极管，所述限幅电路的输出与预放大电路的输入连接；

所述预放大电路包括第一运算放大器，所述限幅电路通过第二电阻连接第一运算放大器的信号输入端，所述第一运算放大器的信号输入端与第一运算放大器信号输出端之间并联第三电阻，所述第三电阻两端并联第一电容，第一运运算放大器的输出通过第二电容、第四电阻接地，第一运运算放大器的输出通过第二电容、第五电阻接地,第一运运算放大器的输出还通过第二电容与A/D转换电路的输入端连接；

所述A/D转换电路包括第二运算放大器，所述第二运算放大器第一输入脚通过第五电阻接地，所述第二运算放大器的第一输入脚通过第二电容与第一运算放大器的信号输出端连接，所述第二运算放大器的第二输入脚依次通过第六电阻、第七电阻接电源，第二运算放大器的第二输入脚还通过第六电阻与第二运算放大器的输出脚连接，所述第二运算放大器的输出脚连接第三稳压二极管正极，第三稳压二极管负极接地，第二运算放大器的输出脚还连接非门整形电路的输入端，所述非门整形电路的输出与鉴相混合模块的输入连接。

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