WO2009117929A1

WO2009117929A1 - 感应加热电源电路

Info

Publication number: WO2009117929A1
Application number: PCT/CN2009/070878
Authority: WO
Inventors: 俞正国
Original assignee: Yu Zhengguo
Priority date: 2008-03-24
Filing date: 2009-03-19
Publication date: 2009-10-01

Description

感应加热电源电路

技术领域

本发明涉及电器产品，具体的说是一种感应加热电源电路。

背景技术

传统的加热电源是采用电阻丝加热方式,其热效率很低，这种加热方式主要是靠接触传导来传递热能，用电阻丝制成的各种加热板或加热圈，只有一个面接触到需要加热的部位，造成了很大一部分热能耗散在空气中了，不仅造成了能源的损失，而且由于电阻式直接与被加热体接触，可能导致漏电造成人员伤亡，由于电阻丝加热本身会发热，不仅易损坏而且维护费用高，而且可能引起火灾而造成不必要的经济损失等。

从包括中国专利在内的有关资料检索表明，目前己有一些成果和专利。如专利申请号为 200610149995.3， 200520100520.6, 200510041878.0等,但都仅仅局限在局部结构中应用，尚见到一种通用的感应加热电源的相关报道。

发明内容

为了克服现有技术的空缺，本发明的目的是要提出一种利用电磁感应的原理，设计的一种通用的感应加热电源电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：由主控部分与功率部分构成的一种感应加热电源电路，其特征是：主控部分有开关电源及驱动部分、振荡激励部分、相位及电压锁定、负载过小检测、负载过大检测、限压保护、限流保护、软启动部分、温度保护部分组成；功率部分由全桥功率管组成的核心部分与传感器组成。

一、主控部分：

①开关电源及驱动部分：

市电 AC 220V经过 R12及电阻 RU，联接到电容 C11的两端及共模电感 T l两端，共模电感 T1的另外两端接至电容 C12两端，再联接到整流桥 B，整流桥 B正极与电解电容 C4的正极相联接，整流桥 B的负极与电解电容 C4的负极相联接至热地，电阻 R3 与电解电容 C4的两端相联、电容 C5、电阻 R3与齐纳二极管 D5的一端相联接接至变压器 T2的初级绕组，另一端相联接至二极管 D4，二极管 D4的另一端接至变压器 T2 初级绕组的另一端，接至开关管 U1的 3脚，开关变压器 T1的 DC次级绕组一端接到二极管 D6，二极管 D6的一端接电解电容 C7的正极，开关变压器的 DC次级绕组的另一端为 DC冷地，经过二极管 D6，电容 C7、电感 L2、电解电容 C8后， DC电压通过电阻 R15串接 R16，经稳压二极管 TL431后，通过电阻 R5、 R10、电容 C6反馈，接至光耦 U2的 1脚，反馈绕组的一端接至热地，另一端接到二极管 D2的一端， D2的另一端接到 U2的 3脚， U2的 4脚，接到电解电容 C15的正极及电容 C9的一端，接到开关管 Ul的 2脚，电解电容 C15的负极与电阻 R9相联接， R9与 C9的另一端接至热地，次级绕组 I的一端接至二极管 D11的一端， D11的另一端接电感 L1的一端， L1的另一端接电解电容 C2的正极、 Cl、 R1的一端，变压器的该绕组的另一端与 C2的负极、 C1及 R1的另一端相联，次级绕组 II的一端接至二极管 D12的一端， D12的另一端接电感 L12的一端， L12的另一端接电解电容 C22的正极、 C32、 R32的一端，变压器的该绕组的另一端与 C22的负极、 C32及 R32的另一端相联，次级绕组 I II的一端接至二极管 D13的一端， D13的另一端接电感 L13的一端， L31的另一端接电解电容 C32的正极、 C23、 R33的一端，变压器的该绕组的另一端与 C32的负极、 C23及 R33的另一端相联，次级绕组 IV的一端接至二极管 D14的一端， D14的另一端接电感 L14的一端， L14的另一端接电解电容 C34的正极、 C24、 R34的一端，变压器的该绕组的另一端与 C34的负极、 C24及 R34的另一端相联，再接电解电容 C3的正极及 U4的 1脚输入端， U4的 3脚接电阻 R17、二极管 D9的一端，电阻 R17与二极管 D9的另一端接到 U4的 2脚，电解电容 C16的正极与 R18的一端与 U4的 2端，电解电容 C16的负极与 R18的一端接至 C12的负极端，即该绕组的冷地端，输出 4组的直流电压，四组电压经过由集成块 U4及电阻 R17、 R18、二极管 D9组成的外部稳压电路，将四组的电压稳压，由振荡电路产生的四组驱动脉冲，通过 IGBT专驱芯片 U3后，输出四组驱动，分别与功率板的驱动 1、驱动 2、驱动 3、驱动 4相联接。

②振荡激励部分：

振荡激励部分由集成块 IC E ，电阻 R83、 R64、 R105, 电容 C40，集成块 IC E是 20脚为控制芯片，集成块 IC E的 16、 10脚为电源输入端， IC E的 20脚接地， IC E 的 19脚接电容 C40的一端，另一端接地， IC E的 18脚接、 R105、 R64、 R83的一端， R105的另一端接地， R64、 R83的另一端相联后，接光耦 U2的 3脚， U2的 4脚接地， IC E的 17脚接 R109， R109另端接地， IC E的 15脚接 R106， 106的另一端接地， IC E的 9脚接电阻 R124， R124的另一端接电源部分输出 5的正极，电解电容 C46的正极接电源部分输出 5的正极， C46的负极接地， IC E的 4脚接电容 C29， C29的另一端与地相联接， IC E的 5脚与电阻 R108联接， R108的另一端与地相联接， IC E 的 3脚与电阻 R100相联， R100的另一端与地相联接，二极管 D5—端与 IC E的 2脚相联，另一端与电阻 R37相联接， R37的另一端与地相联接， IC E的 7、 8、 12、 13 脚输出四组驱动波形， IC E的 7脚与 IC A的 3脚相联接， IC E的 12脚与电阻 R113 相联， R113的另一端与 IC J的 1脚相联接， IC E的 6脚接 U5的 3脚， U5的 2、 4 脚接地， U5的 1脚与 D6和 R46的联接点相联接。

③相位及电压锁定：该部分由集成块 IC A、电阻 R2、电容 Cl、 C7、 C12组成，集成块 IC E的 12脚接电阻 R118的一端，电阻 R118的另一端接到集成块 IC J的 1脚， IC J的 2、 3脚与电容 C11的一端相联，电容 C11与电阻 R49、电位器 R103的一端联接，电阻 R49与电位器 R103分别接 IC J的 4、 5脚， IC J的 6脚接至其 9脚， 8脚、 11脚相联接，其 10脚接到 IC F的 3脚， IC J的 1、 2接 DC电源， 7脚接地；调节电位器 R103, 集成块 IC E的 7脚接电容 C12联接，电容 C12的另一端接 IC A的 13脚，输出电压 U 接至集成块 IC A的 3脚相位比较器的一个输入端，与集成块 IC E第 8脚锁定；其中 IC A的 16脚接电源， 9脚与电容 Cl、电阻 R2相联，电阻另一端与电容 C7的一端相联，电容 C7的另一端接地， IC A的其他脚悬空。

④负载过小检测：

该部分由传感器，集成块 IC F、电阻 R98、 R17、 R13、 R14、 R75、 R107、 R18、电容 C42、 C16，集成块 IC B组成。

IC F为 16脚的相位电压比较器，其 1脚接电阻 R17的一端， R17与 R98串联接地，其 5、 8脚接地，其 6、 7脚之间串接了电容 C42， 13与 9脚串接了电阻 R13， 10、 11、 12脚分别接电阻 R107、 R75、 R14的一端， R107、 R75、 R14的另一端接地， IC F 的 14脚接至传感器的采样电路。

IC B的 1、 2脚相联接至电阻 R5的一端， R5的另一端接 R3， R3的另一端与 R8、 R9、 C21的一端相联接，电容 C21的另一端接地； IC B的 3脚与电阻 R10联接，电阻 R10的另一端接至 IC A的 9脚； IC B的 4接 DC电源， DC接 R11的一端， R11的另一端接 5脚，电容 C20的一端接 IC B的 5脚，另一端接地，电阻 R12与电容 C39串联后，电阻 R12的另一端接 IC B的 6、 7脚，电容 C39的另一端接地，电容 C36与电阻 R4串联后，电阻 R4的另一端接 IC B的 14脚，电容 C36的另一端接地； IC B的 13与 14脚之间串接了电阻 R6， IC B的 12脚接电阻 R7的一端， R7的另一端，接电容 C19、 R18的一端，电容 C19另一端接地，电阻 R8的另一端与 R9相联接。

⑤负载过大检测：

该部分由传感器，集成块 IC F、电阻 R98、 R17、 R13、 R14、 R75、 R107、 R18、电容 C42、 C16，集成块 IC K组成， IC F为 16脚的相位电压比较器，其 1脚接电阻 R17的一端， R17与 R98串联接地，其 5、 8脚接地，其 6、 7脚之间串接了电容 C42， 13与 9脚串接了电阻 R13， 10、 11、 12脚分别接电阻 R107、 R75、 R14的一端， R107、 R75、 R14的另一端接地， IC F的 14脚接至传感器的采样电路。

IC B的 1、 2脚相联接至电阻 R5的一端， R5的另一端接 R3， R3的另一端与 R8、 R9、 C21的一端相联接，电容 C21的另一端接地； IC B的 3脚与电阻 R10联接，电阻 RIO的另一端接至 IC A的 9脚； IC B的 4接 DC电源， DC接 Rl l的一端， R11的另一端接 5脚，电容 C20的一端接 IC B的 5脚，另一端接地，电阻 R12与电容 C39串联后，电阻 R12的另一端接 IC B的 6、 7脚，电容 C39的另一端接地，电容 C36与电阻 R4串联后，电阻 R4的另一端接 IC B的 14脚，电容 C36的另一端接地； IC B的 13与 14脚之间串接了电阻 R6， IC B的 12脚接电阻 R7的一端， R7的另一端，接电容 C19、 R18的一端，电容 C19另一端接地，电阻 R8的另一端与 R9相联接。

IC K的 1、 2脚与电阻 R114相联， R114的另一端与电容 C23、电阻 R76相联，电容 C23的另一端接地， IC K的 3脚与电阻 R68相联， R68的另一端与电容 C6、电阻 R72联接，电容 C6的另一端接地， R72的另一端与电容 C32相联至 IC F的 10脚，电容 C32的另一端接地， IC K的 4脚为电源输入端，其 5脚与 R72相联接， R72的另一端接至电容 C33及 IC E的 2脚，电容 C33的另端接地； IC K的 6、 7脚、电阻 R125、电容 C35相联接，电阻 R125与电阻 R80相联， R80与电容 C34的一端相联接， C34的另一端接地， IC K的 8脚与电阻 R22、 R23相联， R22的另一端接二极管 D8， D8的另一端接电阻 R26、电阻 R81及 IC I的 11脚， R13的另一端接 LED, LED的另一端接地， IC K的 9脚接电阻 R70， 10的另一端与电容 C47、电阻 R69相联接，电容 C47的另一端接地， R69的另一端与电容 C37、电阻 R45相联接至 IC K的 12脚，电阻 R45与电容的 C37的另一端接地， IC K的 11脚为接地端， IC K的 14脚与二极管 D7相联接， D7的另一端接至电阻 R81与二极管 D8的联接端。

⑥限压保护：

该部分由集成块 IC D、 IC G、 IC H、 IC I、 Ul 及传感器组成，采样电路接于 J4， J4的一端接地，另一端与二极管 D10联接， D10的另一端接电解电容 C10的正极、电容 C27、电位器 R115的一端，电容 C10、 C27、电位器 R115的另一端接地，电位器的中点与 U1的 1脚相联， U1的 2脚接地， U1的 3脚接， 4脚接电阻 R92后接至 IC D 的 8脚； R60与 R28串联后接至 IC K的 1脚与 14脚之间， R93与 R29串联后接至 2 脚与 13脚之间， R59与 R88串联后，接至 IC D的 2、 4脚， IC D的 5脚，接 R27的一端， R27的另一端与 R89、 C3相联， C3另一端接地， R89的另一端接 R86与 R34的联接点， IC D的 6脚与二极管 Dl、 D2、电容 C15、电阻 R52相联接，电容 C15、电阻 R52的另一端接地，二极管 D1与 D2的两端与传感器的相联， R56的一端与 IC的 9脚相联接，另一端接至电容 C10、电阻 R84、 R85的联接点， R58的一端与 IC的 11脚相联接，另一端接至电容 Cl l、电阻 R86、 R34的联接点， IC D的 12脚接地。

电阻 R43接至 IC G的 1脚，另一端接至 IC I的 2脚，电阻 R44—端接至 IC G 的 2脚，另一端接至 IC H的 4脚， IC G的 3脚接到电容 C22与 R35的联接点，电容 C22接受电源， R35接地， IC G的 4脚接地， IC G的 5脚为电源输入端， IC G的 6 脚，接电阻 R97，电阻 R97的另一端接地， IC G的 7脚接电容 C26与电阻 R36的联接点，电阻的另一端接地，电容的另一端接电源， IC G的 8脚接地，电阻 R40—端接 IC G的 9脚，另一端接 IC H的 3脚，电阻 R39—端接 IC G的 10脚，另一端接 IC H 的 1脚， IC G的 11脚接至电容 C18与 R32的联接点，电容 C18的另一端接电源，电阻 R32的另一端接地，电阻 R94接 IC G的 12脚，另一端接地， IC G的 13悬空， IC G 的 14脚接地， IC G的 15脚接至电阻 R31与电容 C17的联接点，电容 C17另一端接电源，电阻 R31的另一端接地； IC G的 16脚为电源输入端。

IC H的 2脚与 IC I的 10相联接， IC H的 5、 7脚接地， IC H的 6脚、 8脚相联接，电阻 R41、 R61与 IC H的 8脚联接，电阻 R41的另一端接地，电阻 R61的另一端与电容 C24相联，电容 C24另一端接地； IC H的 10、 12相联接， IC H的 11、 13脚相联接， IC H的 14脚为电源的输入端； IC I的 7、 8脚接地， 9、 13脚相联接， 14 脚为电源的输入端。

⑦限流保护：

该部分由集成块 IC C、 IC G、 IC H、 IC I及传感器电流釆样构成，传感器的电流采样线圈与 J1的 1、 2相联接后，联接于电位器 R102的 1端， R102的 3端与地联接， R102的 2端接于电阻 R51与电容 C13的联接点， C13的另一端接地， R51与 IC C 的 4脚相联接，电阻 R54与 IC C的 5脚相联接，另一端接于电阻 R55与 R82的联接点， R55的另一端接电源， R82的另一端接地 ·' IC C的 3脚电源输入端，电阻 R48 一端接于 IC C的 2脚，另一端接于 IC C的 4脚， IC C的 2脚与电阻 R25、 R26与电容 C8的联接点联接， R25的另一端接电源，电阻 R26与电容 C8的另一端接地。

⑧软启动部分：

软启动部分由 IC E 内部集成与外部由电容 C45构成， C45的正极与 IC E的 6脚联接， C45的负极接地。

⑨温度保护：

温度保护由温控开关 J3、集成块 IC G、 IC H、 IC I构成，温控开关 J3—端接电源，另一端接二极管 D9， D9的另一端接电阻 R81与二极管 D8的联接点。

二、功率部分-

①核心部分：

该核心部分由功率管 IGBT的全桥组成，三相电 A、 B、 C接至三相全桥 D的输入端的整流桥，整流桥的正极与电抗器一端联接，电抗器的另一端与串联的滤波电容 C1 和 C2， C3和 C4， C5和 C6的正极相联， C2、 C4、 C6的负极接至整流桥的负极，功率管 Ql的 E极和 Q2的 Q极、 Q3的 E极和 Q4的 Q极串接后分别接至 Ql、 Q3的 Q极和 Q2、 Q4的 E极分别与三相整流桥的正极与负极联接，负载一端接至 Q1的 E极，另一端接至传感器，传感器的另一端接 Q3的 E极。

②传感器：

传感器集成了电流采样、电流相位采样、电压采样电路。

所述的电抗器为无功功率补偿的电感。

所述的采样为采样线圈。

本发明的加热电源电路采用三相四线的输入方式，整流后，通过电抗器进行无功功率补偿及谐波的处理，从而改善了功率因数，大大的减少了无功功率，再经过电容滤波，其核心部分为大功率的 IGBT全桥组成。本发明控制部分采用四组驱动，使大功率的功率管，保持在零电压开关状态，损耗最小，安全区大，进一步地提高了工作效率；并通过传感器，由锁相环完成相位同步的自动控制，自动跟踪金属导体的固有频率及其参数的变化，控制部分通过传感器对负载进行电流采样、电流相位釆位、电压采样、缺相采样，温度采样，并综合了各种保护电路，使该加热电源工作处于安全且效率高的方式中，从而避免了传统电阻丝加热方式存在的各种安全隐患。

本发明的产品可以广泛地应用到塑料用的吹膜机、拉丝机、注塑机、造粒机，橡胶用挤出机、硫化机、电缆挤出机、石油加热，以及人们日常生活中的澡堂加热等方方面面。

本发明的有益效果是：由于本发明采用了 LC串联谐振的方式，工作时，功率输出部分把直流电压逆变成 25KHz的超音频交变磁场。该超音频交变磁场产生的磁力线通过保温绝缘材料后，通过负载作用到金属材料制成的被加热物体上。该金属物体在感应到超音频交变磁场后在金属内部产生涡流，发热升温，从而对金属导体进行了热处理，热损耗小，替代了传统以电阻丝的加热方式。因此，本发明的产品负载线圈本身不发热，线圈不会因为本身发热而起安全隐患。同时本发明综合了各种保护电路，产品的寿命更长久；负载以电磁感应的方式对金属导体进行热处理，热损耗小，加热效果好；工作频率设定为 25KHz左右的超音频范围，不会产生影响生产环境的噪音，也不会对人体产生影响；采用保温系统，进一步提高热能的利用率，进一步的节省了电能。

附图说明

以下通过附图和具体实施例对本发明进行进一步描述。

图 1为本发明的方框图。

图 2为本发明开关电源电路视图。图中 1为输出 1、 2为输出 2、 3为输出 3、 4为输出 4、 5为输出 5，其中输出 1、输出 2、输出 3和输出 4输出 25VDC电压，输出 5输出 12VDC电压。

图 3为本发明功率板 IGBT驱动电路视图。

图中 6为驱动脉冲， 7为功率板 IGBT驱动。

图 4为本发明功率板电路视图。

图中 A、 B、 C为三相线； 8为电抗器， 9为负载输出， 10为传感器， 11为驱动 1， 12为驱动 2， 13驱动 3， 14为驱动 4。

图 5为本发明加热电源主控部分电路视图。

图中 IC A、 F为相位电压比较器， IC B、 C、 D、 K为比较器， IC Ε为 PWM控制器， IC G为 RS触发器， IC H、 I为异或门， IC J为非门。

具体实施方式

实施例 1 :

请参阅各视图，本实施例由主控电路部分与功率电路部分构成。

一、主控部分：

①开关电源及驱动部分：

市电 AC 220V经过温度保险 R12及负温度系数的热敏电阻 Rl l，联接到电容 C11 的两端及共模电感 T1两端，共模电感的另外两端接至电容 C12两端，滤除了共模干扰与差模干扰后，再联接到整流桥 B交流输入端进行整流，整流桥输出 +与电解电容 C4的 '+ ' 相联接，整流桥 B的 '-' 与电解电容 C4的 '-' 相联接至热地，从而进行滤波，电阻 R3与电解电容 C4的两端相联、电容 C5、电阻 R3与齐纳二极管 D5的一端相联接接至变压器 T2的初级绕组，另一端相联接至二极管 D4，二极管 D4的另一端接至变压器 T2初级绕组的另一端，接至开关管 U1的 3脚，开关变压器 T1的 12V DC次级绕组一端接到二极管 D6，二极管 D6的一端接电解电容 C7的 '+'，开关变压器的 12V DC次级绕组的另一端为 12V DC冷地，经过二极管 D6整流，电容 C7、电感 L2、电解电容 C8滤波后，输出 12V的直流电压， 12V DC电压通过电阻 R15串接 R16进行采样，高精度稳压二极管 TL431进行稳压后，通过电阻 R5、 R10, 电容 C6反馈，接至光耦 U2的 1脚，反馈绕组的一端接至热地，另一端接到二极管 D2的一端， D2的另一端接到 U2的 3脚， U2的 4脚，接到电解电容 C15的 '+，及电容 C9的一端，接到开关管 U1的 2脚，电解电容 C15的 '-'与电阻 R9相联接， R9与 C9的另一端接至热地，其他四组次级输出，只介绍其中的一组，一组次级绕组的一端接至二极管 D1的一端， D1的另一端接电感 L1的一端， L1的另一端接电解电容 C2的 '+'、 Cl、 R1的一端，变压器的该绕组的另一端与 C2的负极、 C1及 R1的另一端相联,次级绕组 II的一端接至二极管 D12的一端， D12的另一端接电感 L12的一端， L12的另一端接电解电容 C22 的正极、 C32、 R32的一端，变压器的该绕组的另一端与 C22的负极、 C32及 R32的另一端相联，次级绕组 I I I的一端接至二极管 D13的一端， D13的另一端接电感 L13的一端， L31的另一端接电解电容 C32的正极、 C23、 R33的一端，变压器的该绕组的另一端与 C32的负极、 C23及 R33的另一端相联，次级绕组 IV的一端接至二极管 D14的一端， D14的另一端接电感 L14的一端， L14的另一端接电解电容 C34的正极、 C24、 R34的一端，变压器的该绕组的另一端与 C34的负极、 C24及 R34的另一端相联，再接电解电容 C3的 '+'及 U4的 1脚输入端， U4的 3脚接电阻 R17、二极管 D9的一端，电阻 R17与二极管 D9的另一端接到 U4的 2脚，电解电容 C16的 '+ ' 与 R18的一端与 U4的 2端，电解电容 C16的 '-' 与 R18的一端接至 C12的 '-' 端，即该绕组的冷地端，输出 4组约 25V的直流电压，这四组电压经过由集成块 U4及电阻 R17、 R18、二极管 D9组成的外部稳压电路，将四组 25V的电压稳压在 20V，由振荡电路产生的四组驱动脉冲，通过 IGBT专驱芯片 U3进行放大后，输出四组驱动，分别与功率板的驱动 1、驱动 2、驱动 3、驱动 4相联接。

②振荡激励部分：

振荡激励部分由集成块 IC E ，电阻 R83、 R64、 R105 , 电容 C40，集成块 IC E是 20脚为专用控制芯片，集成块 IC E的 16、 10脚为电源部分输出 5的的电源输入端， IC E的 20脚接地， IC E的 19脚接电容 C40的一端，另一端接地， IC E的 18 脚接、 R105、 R64、 R83的一端， R105的另一端接地， R64、 R83的另一端相联后，接光耦 U2的 3脚， U2的 4脚接地， IC E的 17脚接 R109， R109另端接地， IC E的 15 脚接 R106， R106的另一端接地， IC E的 9脚接电阻 R124, R124的另一端接电源部分输出 5的 '+ ' ，电解电容 C46的 '+ ' 接电源部分输出 5的 '+' ， C46的 '-' 接地， IC E的 4脚接电容 C29， C29的另一端与地相联接， IC E的 5脚与电阻 R108联接， R108的另一端与地相联接， IC E的 3脚与电阻 R100相联， R100的另一端与地相联接，二极管 D5—端与 IC E的 2脚相联，另一端与电阻 R37相联接， R37的另一端与地相联接， IC E振荡激励后， IC E的 7、 8、 12、 13脚输出四组驱动波形， IC E的 7脚与 IC A的 3脚相联接， IC E的 12脚与电阻 R113相联， R113的另一端与 IC J的 1脚相联接， IC E的 6脚接 U5的 3脚， U5的 2、 4脚接地， U5的 1脚与 D6和 R46的联接点相联接。

③相位及电压锁定：

该部分由集成块 IC A、电阻 R2、电容 Cl、 C7、 C12组成，集成块 IC E 的 12脚产生的一路驱动脉冲， IC E的 12脚接电阻 R118的一端，电阻 R118的另一端接到集成块 IC J的 1脚， IC J的 2、 3脚与电容 C11的一端相联，电容 C11与电阻 R49、电位器 R103的一端联接，电阻 R49与电位器 R103分别接 IC J的 4、 5脚， IC J的 6 脚接至其 9脚， 8脚、 11脚相联接，其 10脚接到 IC F的 3脚， IC J的 1、 2接电源部分输出 5的的 '+ ' DC电源， 7脚接地。调节电位器 R103从而对工作点进行调节，集成块 IC E的 7脚接电容 C12联接，电容 C12的另一端接 IC A的 13脚，输出电压 U 接至集成块 IC A的 3脚相位比较器的一个输入端，与集成块 IC E第 8脚驱动脉冲进行了频率与相位的锁定。其中 IC A的 16脚接电源， 9脚与电容 Cl、电阻 R2相联，电阻另一端与电容 C7的一端相联，电容 C7的另一端接地， IC A的其他脚悬空。

④负载过小检测：

IC F为 16脚的专用相位电压比较器，其 1脚接电阻 R17的一端， R17与 R98串联接地，其 5、 8脚接地，其 6、 7脚之间串接了电容 C42， 13与 9脚串接了电阻 R13， 10、 11、 12脚分别接电阻 R107、 R75、 R14的一端， R107、 R75、 R14的另一端接地， IC F的 14脚接至传感器的采样电路。

IC B的 1、 2脚相联接至电阻 R5的一端， R5的另一端接 R3， R3的另一端与 R8、 R9、 C21的一端相联接，电容 C21的另一端接地。 IC B的 3脚与电阻 R10联接，电阻 R10的另一端接至 IC A的 9脚。 IC B的 4接电源部分输出 5的的 '+' DC电源，电源部分输出 5的的 '+ ' DC接 R11的一端， R11的另一端接 5脚，电容 C20的一端接 IC B的 5脚，另一端接地，电阻 R12与电容 C39串联后，电阻 R12的另一端接 IC B 的 6、 7脚，电容 C39的另一端接地，电容 C36与电阻 R4串联后，电阻 R4的另一端接 IC B的 14脚，电容 C36的另一端接地。 IC B的 13与 14脚之间串接了电阻 R6， IC B的 12脚接电阻 R7的一端， R7的另一端，接电容 C19、 R18的一端，电容 C19另一端接地，电阻 R8的另一端与 R9相联接。

经过传感器对功率输出部分进行电压及相位采样，经过集成块 IC F的 14脚比较后，进行电压及相位的锁定，若采样的电压高，负载过小保护起作用，主机不工作，指示灯 LED 1闪烁。

⑤负载过大检测：

IC K的 1、 2脚与电阻 R114相联， R114的另一端与电容 C23、电阻 R76相联，电容 C23的另一端接地， IC K的 3脚与电阻 R68相联， R68的另一端与电容 C6、电阻 R72联接，电容 C6的另一端接地， R72的另一端与电容 C32相联至 IC F的 10脚，电容 C32的另一端接地， IC K的 4脚为电源输入端，其 5脚与 R72相联接， R72的另一端接至电容 C33及 IC E的 2脚，电容 C33的另端接地。 IC K的 6、 7脚、电阻 R125、电容 C35相联接，电阻 R125与电阻 R80相联， R80与电容 C34的一端相联接， C34的另一端接地， IC K的 8脚与电阻 R22、 R23相联， R22的另一端接二极管 D8， D8的另一端接电阻 R26、电阻 R81及 IC I的 11脚， R13的另一端接 LED, LED的另一端接地， IC K的 9脚接电阻 R70， 10的另一端与电容 C47、电阻 R69相联接，电容 C47的另一端接地， R69的另一端与电容 C37、电阻 R45相联接至 IC K的 12脚，电阻 R45与电容的 C37的另一端接地， IC K的 11脚为接地端， IC K的 14脚与二极管 D7相联接， D7的另一端接至电阻 R81与二极管 D8的联接端，经过传感器对功率输出部分进行电压及相位采样，经过集成块 IC F比较后，进行电压及相位的锁定，若采样的电压低，负载过大保护起作用，主机不工作，指示灯 A3闪烁。

⑥限压保护：

此部分由集成块 IC D、 IC G、 IC H、 IC I、 Ul 及传感器组成，下面介绍一下各部分外围电路联接关系。

采样电路接于 J4， J4的一端接地，另一端与二极管 D10联接， D10的另一端接电解电容 C10的 ' + '、电容 C27、电位器 R115的一端，电容 C10、 C27、电位器 R115的另一端接地，电位器的中点与 U1的 1脚相联， U1的 2脚接地， U1的 3脚接电源部分输出 5的的 '+ ' ， 4脚接电阻 R92后接至 IC D的 8脚。 R60与 R28串联后接至 IC K 的 1脚与 14脚之间， R93与 R29串联后接至 2脚与 13脚之间， R59与 R88串联后，接至 IC D的 2、 4脚， IC D的 5脚，接 R27的一端， R27的另一端与 R89、 C3相联， C3另一端接地， R89的另一端接 R86与 R34的联接点， IC D的 6脚与二极管 Dl、 D2、电容 C15、电阻 R52相联接，电容 C15、电阻 R52的另一端接地，二极管 D1与 D2的两端与传感器的相联， 56的一端与 IC的 9脚相联接，另一端接至电容 C10、电阻 R84、 R85的联接点， R58的一端与 IC的 11脚相联接，另一端接至电容 Cl l、电阻 R86、 R34 的联接点， IC D的 12脚接地。

电阻 R43接至 IC G的 1脚，另一端接至 IC I的 2脚，电阻 R44—端接至 IC G 的 2脚，另一端接至 IC H的 4脚， IC G的 3脚接到电容 C22与 R35的联接点，电容 C22接受电源， R35接地， IC G的 4脚接地， IC G的 5脚为电源输入端， IC G的 6 脚，接电阻 R97，电阻 R97的另一端接地， IC G的 7脚接电容 C26与电阻 R36的联接点，电阻的另一端接地，电容的另一端接电源， IC G的 8脚接地，电阻 R40—端接 IC G的 9脚，另一端接 IC H的 3脚，电阻 R39—端接 IC G的 10脚，另一端接 IC H 的 1脚， IC G的 11脚接至电容 C18与 R32的联接点，电容 C18的另一端接电源，电阻 R32的另一端接地，电阻 R94接 IC G的 12脚，另一端接地， IC G的 13悬空， IC G 的 14脚接地， IC G的 15脚接至电阻 R31与电容 C17的联接点，电容 C17另一端接电源，电阻 R31的另一端接地。 IC G的 16脚为电源输入端。

IC H的 2脚与 IC I的 10相联接， IC H的 5、 7脚接地， IC H的 6脚、 8脚相联接，电阻 R41、 R61与 IC H的 8脚联接，电阻 R41的另一端接地，电阻 R61的另一端与电容 C24相联，电容 C24另一端接地。 IC H的 10、 12相联接， IC H的 11、 13脚相联接， IC H的 14脚为电源的输入端。 IC I的 7、 8脚接地， 9、 13脚相联接， 14 脚为电源的输入端。

经过传感器对整流后的电压进行采样，采样后经整流滤波取得电压，当增加到一定程度时，光耦 U1的导通，集成块 IC D、 IC G、 IC H、 IC I 组成的保护电路起作用，从而限压保护起作用，主机处于限压保护状态，主机仍然正常工作。

⑦限流保护：

该部分由集成块 IC C、 IC G、 IC H、 IC I及传感器电流采样构成，传感器的电流采样线圈与 J1的 1、 2相联接后，经全桥整流后，联接于电位器 R102的 1端， R102 的 3端与地联接， R102的 2端接于电阻 R51与电容 C13的联接点， C13的另一端接地， R51与 IC C的 4脚相联接，电阻 R54与 IC C的 5脚相联接，另一端接于电阻 R55与 R82的联接点， R55的另一端接电源， R82的另一端接地。 IC C的 3脚电源输入端，电阻 R48—端接于 IC C的 2脚，另一端接于 IC C的 4脚， IC C的 2脚与电阻 R25、 R26与电容 C8的联接点联接， R25的另一端接电源，电阻 R26与电容 C8的另一端接地。经过传感器对电流进行采样，全波整流后，采样后经过电位器 R102 与基准电压进行比较，当调节电位器 R102时，经过集成块 IC C进行比较，若采样的电流信号过大，限流保护起作用，主机处于限流保护状态，主机仍然正常工作。

⑧软启动部分：

软启动部分由 IC E 内部集成与外部有电容 C45构成， C45的 '+' 与 IC E的 6 脚联接， C45的 '-' 接地， IC E的 6脚在集成的电路，对外部电容 C45进行了充放电的过程，在 IC E的 6脚形成了锯齿波， C45电容容量选择要适当，以避免启动过快或过缓。

⑨温度保护：

温度保护由温控开关 J3、集成块 IC G、 IC H、 IC I构成，温控开关 J3—端接电源，另一端接二极管 D9， D9的另一端接电阻 R81与二极管 D8的联接点，当功率部分的温度过高时，温度开关处于导通状态，此时，温度保护电路工作，指示灯 A4亮，主机处于温度保护状态，主机不工作。

二、功率部分：

①核心部分：

该核心部分由功率管 IGBT的全桥组成，三相电 A、 B、 C接至三相全桥 D的输入端，整流后，整流桥的 ' + ' 与电抗器一端联接，电抗器的另一端与串联的滤波电容 C1和 C2， C3和 C4， C5和 C6的 '+，相联， C2、 C4、 C6的 '_' 接至整流桥的 ' -，，功率管 Q1的 E极和 Q2的 Q极、 Q3的 E极和 Q4的 Q极串接后分别接至 Ql、 Q3的 Q 极和 Q2、 Q4的 E极分别与三相整流桥的 '+，与 '-，联接，负载一端接至 Q1的 E极，另一端接至传感器，传感器的另一端接 Q3的 E极，通过电抗器进行无功功率补偿及谐波的处理，从而改善了功率因数，大大的减少了无功功率，再经过电容 Cl、 C2、 C3、 C4、 C5、 C6滤波，其核心部分为大功率的 IGBT全桥组成。

②传感器：

传感器集成了电流采样、电流相位采样、电压采样电路，将其信息反馈到主控部分上，使主机正常工作。

Claims

权利要求书

1、由主控部分与功率部分构成的一种感应加热电源电路，其特征是：主控部分有开关电源及驱动部分、振荡激励部分、相位及电压锁定、负载过小检测、负载过大检测、限压保护、限流保护、软启动部分、温度保护部分组成；功率部分由全桥功率管组成的核心部分与传感器组成；

一、主控部分：

①开关电源及驱动部分：

市电 AC经过 R12及电阻 Rl l，联接到电容 C11的两端及共模电感 T1两端，共模电感 T1 的另外两端接至电容 C12两端，再联接到整流桥 B，整流桥 B正极与电解电容 C4的正极相联接，整流桥 B的负极与电解电容 C4的负极相联接至热地，电阻 R3与电解电容 C4的两端相联、电容 C5、电阻 R3与齐纳二极管 D5的一端相联接接至变压器 T2的初级绕组，另一端相联接至二极管 D4，二极管 D4的另一端接至变压器 T2初级绕组的另一端，接至开关管 U1的 3脚，开关变压器 T1的 DC次级绕组一端接到二极管 D6，二极管 D6的一端接电解电容 C7的正极，开关变压器的 DC次级绕组的另一端为 DC冷地，经过二极管 D6，电容 C7、电感 L2、电解电容 C8后， DC电压通过电阻 R15串接 R16，经稳压二极管 TL431后，通过电阻 R5、 R10, 电容 C6反馈，接至光耦 U2的 1脚，反馈绕组的一端接至热地，另一端接到二极管 D2的一端， D2的另一端接到 U2的 3脚， U2的 4脚，接到电解电容 C15的正极及电容 C9的一端，接到开关管 U1的 2脚，电解电容 C15的负极与电阻 R9相联接， R9与 C9的另一端接至热地，次级绕组 I的一端接至二极管 D11的一端， D11的另一端接电感 L1的一端， L1的另一端接电解电容 C2的正极、 Cl、 R1的一端，变压器的该绕组的另一端与 C2的负极、 C1及 R1的另一端相联，次级绕组 I I的一端接至二极管 D12的一端， D12的另一端接电感 L12的一端， L12的另一端接电解电容 C22的正极、 C32、 R32的一端，变压器的该绕组的另一端与 C22的负极、 C32 及 R32的另一端相联，次级绕组 I I I的一端接至二极管 D13的一端， D13的另一端接电感 L13 的一端， L31的另一端接电解电容 C32的正极、 C23、 R33的一端，变压器的该绕组的另一端与 C32的负极、 C23及 R33的另一端相联，次级绕组 IV的一端接至二极管 D14的一端， D14 的另一端接电感 L14的一端， L14的另一端接电解电容 C34的正极、 C24、 R34的一端，变压器的该绕组的另一端与 C34的负极、 C24及 R34的另一端相联，再接电解电容 C3的正极及 U4 的 1脚输入端， U4的 3脚接电阻 R17、二极管 D9的一端，电阻 R17与二极管 D9的另一端接到 U4的 2脚，电解电容 C16的正极与 R18的一端与 U4的 2端，电解电容 C16的负极与 R18 的一端接至 C12的负极端，即该绕组的冷地端，输出 4组的直流电压，四组电压经过由集成块 U4及电阻 R17、 R18、二极管 D9组成的外部稳压电路，将四组的脉冲通过 IGBT芯片 U3后，分别与功率板的驱动 1、驱动 2、驱动 3、驱动 4相联接； ②振荡激励部分：

振荡激励部分由集成块 IC E的 20脚接地， IC E的 19脚接电容 C40的一端，另一端接地， IC E的 18脚接、 R105、 R64、 R83的一端， R105的另一端接地， R64、 R83的另一端相联后，接光耦 U2的 3脚， U2的 4脚接地， IC E的 17脚接 R109， R109另端接地， IC E的 15 脚接 R106， R106的另一端接地， IC E的 9脚接电阻 R124， R124的另一端接电源部分输出 5 的正极，电解电容 C46的正极接电源部分输出 5的正极， C46的负极接地， IC E的 4脚接电容 C29， C29的另一端与地相联接， IC E的 5脚与电阻 R108联接， R108的另一端与地相联接， IC E的 3脚与电阻 R100相联， R100的另一端与地相联接，二极管 D5—端与 IC E的 2脚相联，另一端与电阻 R37相联接， R37的另一端与地相联接， IC E的 7、 8、 12、 13脚输出四组驱动波形， IC E的 7脚与 IC A的 3脚相联接， IC E的 12脚与电阻 R113相联， R113的另一端与 IC J的 1脚相联接， IC E的 6脚接 U5的 3脚， U5的 2、 4脚接地， U5的 1脚与 D6 和 R46的联接点相联接；

③相位及电压锁定：

集成块 IC E的 12脚接电阻 R118的一端，电阻 R118的另一端接到集成块 IC J的 1脚， IC J的 2、 3脚与电容 C11的一端相联，电容 C11与电阻 R49、电位器 R103的一端联接，电阻 R49与电位器 R103分别接 IC J的 4、 5脚， IC J的 6脚接至其 9脚， 8脚、 11脚相联接，其 10脚接到 IC F的 3脚， IC J的 1、 2接 DC电源， 7脚接地；调节电位器 R103, 集成块 IC E的 7脚接电容 C12联接，电容 C12的另一端接 IC A的 13脚，输出电压 U接至集成块 IC A 的 3脚相位比较器的一个输入端，与集成块 IC E第 8脚锁定；其中 IC A的 16脚接电源， 9 脚与电容 Cl、电阻 R2相联，电阻另一端与电容 C7的一端相联，电容 C7的另一端接地， IC A 的其他脚悬空；

④负载过小检测：

集成块 IC F的 1脚接电阻 R17的一端， R17与 R98串联接地， IC F的 5、 8脚接地， IC F 的 6、 7脚之间串接了电容 C42， 13与 9脚串接了电阻 R13， 10、 11、 12脚分别接电阻 R107、 R75、 R14的一端， R107、 R75、 R14的另一端接地， IC F的 14脚接至传感器的采样电路；集成块 IC B的 1、 2脚相联接至电阻 R5的一端， R5的另一端接 R3， R3的另一端与 R8、 R9、 C21的一端相联接，电容 C21的另一端接地； IC B的 3脚与电阻 R10联接，电阻 R10的另一端接至 IC A的 9脚； IC B的 4接 DC电源， DC接 R11的一端， R11的另一端接 5脚，电容 C20的一端接 IC B的 5脚，另一端接地，电阻 R12与电容 C39串联后，电阻 R12的另一端接1 8的6、 7脚，电容 C39的另一端接地，电容 C36与电阻 R4串联后，电阻 R4的另一端接 IC B的 14脚，电容 C36的另一端接地； IC B的 13与 14脚之间串接了电阻 R6， IC B 的 12脚接电阻 R7的一端， R7的另一端，接电容 C19、 R18的一端，电容 C19另一端接地，电阻 R8的另一端与 R9相联接；

⑤负载过大检测：

集成块 IC F的 1脚接电阻 R17的一端， R17与 R98串联接地， IC F的 5、 8脚接地， IC F 的 6、 7脚之间串接了电容 C42， 13与 9脚串接了电阻 R13， 10、 11、 12脚分别接电阻 R107、 R75、 R14的一端， R107、 R75、 R14的另一端接地， IC F的 14脚接至传感器的采样电路；集成块 IC B的 1、 2脚相联接至电阻 R5的一端， R5的另一端接 R3， R3的另一端与 R8、 R9、 C21的一端相联接，电容 C21的另一端接地； IC B的 3脚与电阻 R10联接，电阻 R10的另一端接至 IC A的 9脚； IC B的 4接 DC电源， DC接 R11的一端， R11的另一端接 5脚，电容 C20的一端接 IC B的 5脚，另一端接地，电阻 R12与电容 C39串联后，电阻 R12的另一端接 8的6、 7脚，电容 C39的另一端接地，电容 C36与电阻 R4串联后，电阻 R4的另一端接 IC B的 14脚，电容 C36的另一端接地； IC B的 13与 14脚之间串接了电阻 R6， IC B 的 12脚接电阻 R7的一端， R7的另一端，接电容 C19、 18的一端，电容 C19另一端接地，电阻 R8的另一端与 R9相联接；

集成块 IC K的 1、 2脚与电阻 R114相联， R114的另一端与电容 C23、电阻 R76相联，电容 C23的另一端接地， IC K的 3脚与电阻 R68相联， R68的另一端与电容 C6、电阻 R72联接，电容 C6的另一端接地， R72的另一端与电容 C32相联至 IC F的 10脚，电容 C32的另一端接地， IC K的 4脚为电源输入端，其 5脚与 R72相联接， R72的另一端接至电容 C33及 IC E的 2脚，电容 C33的另端接地； IC K的 6、 7脚、电阻 R125、电容 C35相联接，电阻 R125与电阻 R80相联， R80与电容 C34的一端相联接， C34的另一端接地， IC K的 8脚与电阻 R22、 R23 相联， R22的另一端接二极管 D8， D8的另一端接电阻 R26、电阻 R81及 IC I的 11脚， R13 的另一端接 LED, LED的另一端接地， IC K的 9脚接电阻 R70， R10的另一端与电容 C47、电阻 R69相联接，电容 C47的另一端接地， R69的另一端与电容 C37、电阻 R45相联接至 IC K 的 12脚，电阻 R45与电容的 C37的另一端接地， IC K的 11脚为接地端， IC K的 14脚与二极管 D7相联接， D7的另一端接至电阻 R81与二极管 D8的联接端；

⑥限压保护：

该部分由集成块 IC D、 IC G、 IC H、 IC I、 Ul 及传感器组成，采样电路接于 J4， J4的一端接地，另一端与二极管 D10联接， D10的另一端接电解电容 C10的正极、电容 C27、电位器 R115的一端，电容 C10、 C27、电位器 R115的另一端接地，电位器的中点与 U1的 1脚相联， U1的 2脚接地， U1的 3脚接， 4脚接电阻 R92后接至 IC D的 8脚； R60与 R28串联后接至 IC K的 1脚与 14脚之间， R93与 R29串联后接至 2脚与 13脚之间， R59与 R88串联后，接至 IC D的 2、 4脚， IC D的 5脚，接 R27的一端， R27的另一端与 R89、 C3相联， C3另一端接地， R89的另一端接 R86与 R34的联接点， IC D的 6脚与二极管 Dl、 D2、电容 C15、电阻 R52相联接，电容 C15、电阻 R52的另一端接地，二极管 D1与 D2的两端与传感器的相联， R56的一端与 IC的 9脚相联接，另一端接至电容 C10、电阻 R84、 R85的联接点， R58的一端与 IC的 11脚相联接，另一端接至电容 Cl l、电阻 R86、 R34的联接点， IC D的 12脚接地；电阻 R43接至 IC G的 1脚，另一端接至 IC I的 2脚，电阻 R44—端接至 IC G的 2脚，另一端接至 IC H的 4脚， IC G的 3脚接到电容 C22与 R35的联接点，电容 C22接受电源， R35接地， IC G的 4脚接地， IC G的 5脚为电源输入端， IC G的 6脚，接电阻 R97，电阻 R97 的另一端接地， IC G的 7脚接电容 C26与电阻 R36的联接点，电阻的另一端接地，电容的另一端接电源， IC G的 8脚接地，电阻 R40—端接 IC G的 9脚，另一端接 IC H的 3脚，电阻 R39一端接 IC G的 10脚，另一端接 IC H的 1脚， IC G的 11脚接至电容 C18与 R32的联接点，电容 C18的另一端接电源，电阻 R32的另一端接地，电阻 R94接 IC G的 12脚，另一端接地， IC G的 13悬空， IC G的 14脚接地， IC G的 15脚接至电阻 R31与电容 C17的联接点，电容 C17另一端接电源，电阻 R31的另一端接地； IC G的 16脚为电源输入端；

集成块 IC H的 2脚与 IC I的 10相联接， IC H的 5、 7脚接地， IC H的 6脚、 8脚相联接，电阻 R41、 R61与 IC H的 8脚联接，电阻 R41的另一端接地，电阻 R61的另一端与电容 C24相联，电容 C24另一端接地； IC H的 10、 12相联接， IC H的 11、 13脚相联接， IC H的 14脚为电源的输入端； IC I的 7、 8脚接地， 9、 13脚相联接， 14脚为电源的输入端；

⑦限流保护- 该部分由集成块 IC C、 IC G、 IC H、 IC I及传感器电流采样构成，传感器的电流采样线圈与 J1的 1、 2相联接后，联接于电位器 R102的 1端， R102的 3端与地联接， R102的 2端接于电阻 R51与电容 C13的联接点， C13的另一端接地， R51与 IC C的 4脚相联接，电阻 R54 与 IC C的 5脚相联接，另一端接于电阻 R55与 R82的联接点， R55的另一端接电源， R82的另一端接地； IC C的 3脚电源输入端，电阻 R48—端接于 IC C的 2脚，另一端接于 IC C 的 4脚， IC C的 2脚与电阻 R25、 R26与电容 C8的联接点联接， R25的另一端接电源，电阻 R26与电容 C8的另一端接地；

⑧软启动部分- 软启动部分由 IC E 内部集成与外部由电容 C45构成， C45的正极与 IC E的 6脚联接， C45的负极接地；

⑨温度保护：

温度保护由温控开关 J3、集成块 IC G、 IC H、 IC I构成，温控开关 J3—端接电源，另一端接二极管 D9， D9的另一端接电阻 R81与二极管 D8的联接点；

二、功率部分：

① 核心部分：该核心部分由功率管 IGBT的全桥组成，三相电 A、 B、 C接至三相全桥 D的输入端的整流桥，整流桥的正极与电抗器一端联接，电抗器的另一端与串联的滤波电容 C1和 C2， C3和 C4， C5和 C6的正极相联， C2、 C4、 C6的负极接至整流桥的负极，功率管 Q1的 E极和 Q2的 Q极、 Q3的 E极和 Q4的 Q极串接后分别接至 Ql、 Q3的 Q极和 Q2、 Q4的 E极分别与三相整流桥的正极与负极联接，负载一端接至 Q1的 E极，另一端接至传感器，传感器的另一端接 Q3的 E 极；

②传感器：

传感器集成了电流采样、电流相位采样、电压采样电路。

2、根据权利要求 1所述的一种感应加热电源电路，其特征是：所述的振荡激励部分集成块 IC E 的 20脚为控制芯片，集成块 IC E的 16、 10 J脚为电源输入端。

3、根据权利要求 1所述的一种感应加热电源电路，其特征是：所述的负载过小检测的集成块 IC F为 16脚的锁相环。

4、根据权利要求 1所述的一种感应加热电源电路，其特征是：所述的负载过大检测的集成块 IC F为 16脚的锁相环。

5、根据权利要求 1所述的一种感应加热电源电路，其特征是：所述的核心部分的电抗器为无功功率补偿的电感。

6、根据权利要求 1所述的一种感应加热电源电路，其特征是：所述的传感器的采样为采样线圈。