CN219087327U - 一种交流斩波功率控制的加热电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种交流斩波功率控制的加热电路，包括：微控制器U1，通讯芯片U2，光电耦合器OP1和OP2，双向可控硅Q1，桥式整流器BR1，限流电阻R1、R2、R3、R4和R5，上拉电阻R6，滤波电容C1，外部控制信号接口P1，交流供电接口P2，加热输出接口P3。本实用新型装置电路内置处理器能够实时采集交流电压过零点，根据给定数据进行综合分析并设定适当的触发点进行加热功率控制，结合外部输入PWM信号控制加热温度。

Description

一种交流斩波功率控制的加热电路

技术领域

本实用新型涉及技术领域，具体而言，尤其涉及一种交流斩波功率控制的加热电路。

背景技术

交流加热装置在实验室和工厂车间有着大量的应用，是不可或缺的组件。加热控制系统的性能是加热装置能否安全稳定运行的关键性影响因素。对交流加热系统的功率进行控制，使其适应不同工况条件下的运行参数，是一个相对良好的解决方案。

目前已有交流加热控制方案基本以PWM控制方式为主，通过控制电压施加时间来控制加热温度，但都是在整个交流电周期内全功率加热，当需要精确控制加热速率时，PWM方式显然力不从心，无法精准控制加热速率。

实用新型内容

根据上述背景技术中提到的技术问题，而提供一种交流斩波功率控制的加热电路，能够实时监测采集交流电压过零点，然后通过给定数据进行综合分析并设定适当的触发点来精准控制加热功率，进而精确的控制交流加热系统的升温速率，同时结合外部PWM信号准确的按照设计要求达到控制温度点。

本实用新型装置电路内置处理器能够实时采集交流电压过零点，根据给定数据进行综合分析并设定适当的触发点进行加热功率控制，结合外部输入PWM信号控制加热温度。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种交流斩波功率控制的加热电路，包括：

微控制器U1，通讯芯片U2，光电耦合器OP1和OP2，双向可控硅Q1，桥式整流器BR1，限流电阻R1、R2、R3、R4和R5，上拉电阻R6，滤波电容C1，外部控制信号接口P1，交流供电接口P2，加热输出接口P3；

所述微控制器U1的输入端与所述控制光电耦合器OP1的输入端相连接，

所述双向可控硅Q1输出端与所述加热输出接口P3的输出口连接；

所述交流供电接口P2第1引脚连接至桥式整流器BR1第4引脚，同时连接至滤波电容C1第1端口，同时连接至双向可控硅Q1第2引脚，同时连接至限流电阻R2第1端口；所述交流供电接口P2第2引脚连接至桥式整流器BR1第2引脚，同时连接至加热输出接口P3第1引脚。

所述微控制器U1的第20引脚连接至系统直流电源端，所述微控制器U1的第10引脚连接至系统直流电源返回端，所述微控制器U1的第7引脚连接至外部控制信号接口P1第4引脚，所述微控制器U1第9引脚同时连接至通讯芯片U2第2引脚和第3引脚，所述微控制器U1第3引脚连接至通讯芯片U2第4引脚，所述微控制器U1第2引脚连接至通讯芯片U2第1引脚。

较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型采用光电耦合器对交流电压过零点进行监测，并将信号反馈至微控制器。

2、本实用新型采用微控制器对加热速率进行计算分析，结合外部PWM信号控制加热输出电压，能够通过交流电压导通角准确控制加热速率。

3、本实用新型能够通过通讯接口对参数进行实时传输，保障设备安全稳定运行，并具有一定的组网能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种交流斩波功率控制的加热电路。

其中，U1为微控制器，U2为通讯芯片，OP1和OP2为光电耦合器，BR1为桥式整流器，Q1为双向可控硅，R1、R2、R3、R4和R5为限流电阻，R6为上拉电阻，C1为滤波电容，P1为外部控制信号接口，P2为交流供电接口，P3为加热输出接口。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1所示，本实用新型提供了一种交流斩波功率控制的加热电路，包括：微控制器U1，通讯芯片U2，光电耦合器OP1和OP2，双向可控硅Q1，桥式整流器BR1，限流电阻R1、R2、R3、R4和R5，上拉电阻R6，滤波电容C1，外部控制信号接口P1，交流供电接口P2，加热输出接口P3。

在本申请中，所述微控制器U1的输入端与所述控制光电耦合器OP1的输入端相连接，所述双向可控硅Q1输出端与所述加热输出接口P3的输出口连接；所述交流供电接口P2第1引脚连接至桥式整流器BR1第4引脚，同时连接至滤波电容C1第1端口，同时连接至双向可控硅Q1第2引脚，同时连接至限流电阻R2第1端口；所述交流供电接口P2第2引脚连接至桥式整流器BR1第2引脚，同时连接至加热输出接口P3第1引脚。

所述微控制器U1的第20引脚连接至系统直流电源端，所述微控制器U1的第10引脚连接至系统直流电源返回端，所述微控制器U1的第7引脚连接至外部控制信号接口P1第4引脚，所述微控制器U1第9引脚同时连接至通讯芯片U2第2引脚和第3引脚，所述微控制器U1第3引脚连接至通讯芯片U2第4引脚，所述微控制器U1第2引脚连接至通讯芯片U2第1引脚。

作为一种优选的实施方式，在本申请中，所述滤波电容C1第2端口连接至限流电阻R4第1端口，同时连接至双向可控硅Q1第1端口，同时连接至限流电阻R3第1端口，同时连接至加热输出接口第2引脚。

优选地，如图所示，所述双向可控硅Q1第3引脚连接至限流电阻R3第2端口，同时连接至光电耦合器OP1第4引脚，限流电阻R2第2引脚连接至光电耦合器OP1第6引脚。所述桥式整流器BR1第1引脚连接至限流电阻R5第1端口，所述限流电阻R5第2端口连接至光电耦合器OP2第1引脚，桥式整流器BR1第3引脚连接至光电耦合器OP2第2引脚，光电耦合器OP2第3引脚连接至系统直流电源返回端，光电耦合器OP2第4引脚连接至上拉电阻R6第1端口，同时连接至微控制器U1第6引脚，上拉电阻R6第2端口连接至系统直流电源输出端。所述光电耦合器OP1第1引脚连接至限流电阻R1第1端口，所述限流电阻R1第2端口连接至系统直流电源端；所述光电耦合器OP1的第2引脚连接至所述微控制器U1的第19引脚。所述通讯芯片U2的第8引脚连接至系统直流电源端，所述通讯芯片U2的第5引脚连接至系统直流电源返回端，所述通讯芯片U2的第6引脚连接至外部控制信号接口P1第3引脚，所述通讯芯片U2的第7引脚连接至外部控制信号接口P1第2引脚。

在本申请中，作为优选的实施方式，所述外部控制信号接口P1第1引脚连接至系统直流电源端，外部控制信号接口P1第5引脚连接至系统直流电源返回端。

在本申请中，所述微控制器U1通过光电耦合器OP2对桥式整流器整流后的电压信号进行过零点检测，并通过给定参数计算后，获取导通时间，进而控制加热输出接口P3的导通时间。

作为一种优选的实施方式，在本申请中，所述微控制器U1对外部输入的PWM控制信号进行处理，获取最终的加热接口P3的供电输出脉冲。所述微控制器U1将需要传输的数据通过通讯芯片U 2与上位机进行通讯，用于加热功率等参数传递。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种交流斩波功率控制的加热电路，其特征在于，包括：

微控制器U1，通讯芯片U2，光电耦合器OP1和OP2，双向可控硅Q1，桥式整流器BR1，限流电阻R1、R2、R3、R4和R5，上拉电阻R6，滤波电容C1，外部控制信号接口P1，交流供电接口P2，加热输出接口P3；

所述微控制器U1的输入端与控制光电耦合器OP1的输入端相连接，

所述双向可控硅Q1输出端与所述加热输出接口P3的输出口连接；

所述交流供电接口P2第1引脚连接至桥式整流器BR1第4引脚，同时连接至滤波电容C1第1端口，同时连接至双向可控硅Q1第2引脚，同时连接至限流电阻R2第1端口；所述交流供电接口P2第2引脚连接至桥式整流器BR1第2引脚，同时连接至加热输出接口P3第1引脚；

所述微控制器U1的第20引脚连接至系统直流电源端，所述微控制器U1的第10引脚连接至系统直流电源返回端，所述微控制器U1的第7引脚连接至外部控制信号接口P1第4引脚，所述微控制器U1第9引脚同时连接至通讯芯片U2第2引脚和第3引脚，所述微控制器U1第3引脚连接至通讯芯片U2第4引脚，所述微控制器U1第2引脚连接至通讯芯片U2第1引脚。

2.根据权利要求1所述的一种交流斩波功率控制的加热电路，其特征在于，所述滤波电容C1第2端口连接至限流电阻R4第1端口，同时连接至双向可控硅Q1第1端口，同时连接至限流电阻R3第1端口，同时连接至加热输出接口第2引脚。

3.根据权利要求1所述的一种交流斩波功率控制的加热电路，其特征在于，所述双向可控硅Q1第3引脚连接至限流电阻R3第2端口，同时连接至光电耦合器OP1第4引脚，限流电阻R2第2引脚连接至光电耦合器OP1第6引脚。

4.根据权利要求1所述的一种交流斩波功率控制的加热电路，其特征在于，所述桥式整流器BR1第1引脚连接至限流电阻R5第1端口，所述限流电阻R5第2端口连接至光电耦合器OP2第1引脚，桥式整流器BR1第3引脚连接至光电耦合器OP2第2引脚，光电耦合器OP2第3引脚连接至系统直流电源返回端，光电耦合器OP2第4引脚连接至上拉电阻R6第1端口，同时连接至微控制器U1第6引脚，上拉电阻R6第2端口连接至系统直流电源输出端。

5.根据权利要求1所述的一种交流斩波功率控制的加热电路，其特征在于，所述光电耦合器OP1第1引脚连接至限流电阻R1第1端口，所述限流电阻R1第2端口连接至系统直流电源端；所述光电耦合器OP1的第2引脚连接至所述微控制器U1的第19引脚。

6.根据权利要求1所述的一种交流斩波功率控制的加热电路，其特征在于，所述通讯芯片U2的第8引脚连接至系统直流电源端，所述通讯芯片U2的第5引脚连接至系统直流电源返回端，所述通讯芯片U2的第6引脚连接至外部控制信号接口P1第3引脚，所述通讯芯片U2的第7引脚连接至外部控制信号接口P1第2引脚。

7.根据权利要求1所述的一种交流斩波功率控制的加热电路，其特征在于，所述外部控制信号接口P1第1引脚连接至系统直流电源端，外部控制信号接口P1第5引脚连接至系统直流电源返回端。

8.根据权利要求1所述的一种交流斩波功率控制的加热电路，其特征在于，所述微控制器U1通过光电耦合器OP2对桥式整流器整流后的电压信号进行过零点检测，并通过给定参数计算后，获取导通时间，进而控制加热输出接口P3的导通时间。

9.根据权利要求1所述的一种交流斩波功率控制的加热电路，其特征在于，所述微控制器U1对外部输入的PWM控制信号进行处理，获取最终的加热接口P3的供电输出脉冲。

10.根据权利要求1所述的一种交流斩波功率控制的加热电路，其特征在于，所述微控制器U1将需要传输的数据通过通讯芯片U 2与上位机进行通讯，用于参数传递。

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