本发明专利技术是关于一种电磁感应加热装置及其方法，电磁感应加热装置包括微处理器、调制电路、驱动电路、IGBT半桥电路、主震荡回路和同步器电路，调制电路的输入端与微处理器的输出端I/O口联接，调制电路的输出端与驱动电路联接；驱动电路的输出端与所述IGBT半桥电路的控制端联接；IGB半桥电路的输出端与主震荡回路的控制端联接；同步电路的输入端串联在主震荡回路中，同步电路的输出端与驱动电路联接，本发明专利技术的加热效率比传统半桥电路高，改进型的半桥串联逆变电路，相对于全桥电路成本大大降低，采用恒功率控制和温度控制相结合的控制策略，具有较好的瞬态性能和稳态性能，又具有较高的精度和反应灵敏度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种加热装置，特别是涉及一种半桥串联逆变电磁加热装置及其方法。
技术介绍
电磁感应加热技术起源于德国，并在20世纪初应用于工业部门。自投入应用以来，由于它具有效率高、能耗小、加热速度快、加热区域易控制、纯净无污染、易于实现自动化等一系列优点，在短短的100年间得到了快速发展。例如美国1976年的加热设备1/4是以电磁感应加热技术为基础的，30年来安装功率数翻了近三番。德国早就过渡到以电磁感应加热和天然气加热为主的时期。日本的制造厂近几年使用感应加热设备的比重占到了 40%以上，并致力于纯正节能技术的研发。我国的电磁感应加热技术在汽车制造业中的应用也已经进入到世界先进水平的行列。但是，由于电磁感应加热技术在我国起步比较晚，总体上来讲和国外有很大差距。现在的大功率高频电磁感应加热器常用的一种做法是基于IGBT的全桥设计，采用双路驱动技术。全桥设计虽然能输出很高的功率，但是控制电路设计复杂、故障率高，而且成本也高，后来的很多改进多采用单管调谐电路，虽然故障率降低了，但是加热功率和效率也随之降低。由此可见，上述现有的电磁感应加热器在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决电磁感应加热器存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。有鉴于上述现有的电磁感应加热器存在的缺陷，本专利技术人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的半桥串联逆变电磁加热装置，能够改进一般现有的电磁感应加热器，不仅能减少IGBT的使用数量，节约成本，而且其控制电路简单，故障率低，更有利于推广使用，特别适用于几千瓦到几十千瓦的高频电磁感应加热系统。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，克服现有的电磁感应加热器存在的缺陷，而提供一种新型结构的半桥串联逆变电磁加热装置，所要解决的技术问题是使其加热效率高，且成本低， 从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种电磁感应加热装置，包括提供电能的主电源和联接在所述主电源的输出端的方波电路，它还包括微处理器、调制电路、驱动电路、IGBT半桥电路、主震荡回路和同步器电路，所述主电源的输入端接电网电源，所述主电源的输出端与主震荡回路的电源端联接； 所述调制电路的输入端与微处理器的输出端I/O 口联接，所述调制电路的输出端与驱动电路联接；所述驱动电路的输出端与所述IGBT半桥电路的控制端联接； 所述IGB半桥电路的输出端与所述主震荡回路的控制端联接；同步电路的输入端串联在主震荡回路中，同步电路的输出端与驱动电路联接；前述的电磁感应加热装置，其中，所述调制电路包括PWM调制电路和开关控制及软启动电路，所述PWM调制电路的输入端与所述微处理器的输出端I/O 口联接，所述PWM调制电路的输出端与所述驱动电路联接，所述开关控制及软启动电路的输入端与微处理器的输出端I/O 口联接，开关控制及软启动电路输出端与驱动电路联接。前述的电磁感应加热装置，其中，它还包括保护模块，所述保护模块包括电流检测模块、电压监控模块、IGBT温度检测电路和浪涌电压检测电路，所述电流检测模块的输入端串联在所述主电源的输出端，所述电流检测的输出端与微处理器的输入端A/D 口联接；所述电压监控模块的输入端并联在主电源的输出回路中，所述电压监控模块的输出端与微处理器的输入端A/D 口联接；所述IGBT温度检测电路和所述微处理器相联接；所述浪涌电压检测电路的输入端与主电源的输出端联接，所述浪涌电压检测电路的输出端分别与微处理器和驱动电路的电源端联接。前述的电磁感应加热装置，其中，它还包括与所述微处理器相联接的报警电路和散热系统，所述散热系统的散热片上安装固定有所述IGBT温度检测电路和所述IGBT半桥电路。前述的电磁感应加热装置，其中，所述IGBT半桥电路包括两个IGBT元件以及和其相联接的两个容值相同的电容。前述的电磁感应加热装置，其中，在所述两个IGBT元件的发射极和集电极之间分别并联有电阻和电容。前述的电磁感应加热装置，其中，它还包括与所述微处理器5相联接的键盘。前述的电磁感应加热装置，其中，所述主震荡回路8谐振频率为21KHz。本专利技术的另一目的在于，提供一种电磁感应加热的方法，所要解决的技术问题是使其采用恒功率控制和温度控制相结合的控制策略，使系统既具有较好的瞬态性能和稳态性能，又具有较高的精度和反应灵敏度。，从而更加适于实用。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种电磁感应加热的方法，包括进行如下步骤A、电磁感应加热前，首先对微处理器的程序进行初始化；B、经历过A步骤后，进行负载感知，当无负载或者负载短路时，应及时关断PWM调制电路；C、通过微处理器进行恒功率和温度控制相结合的加热方式对负载进行加热。前述的电磁感应加热的方法，其中，在进行步骤B的过程中，采用发送小间隔低频驱动信号的方式来试探负载是否存在或正常，并通过传感器检测到的电流大小确定，当电流小于此设定值时，判定无负载，通过报警电路驱动蜂鸣器给出短叫声提示。借由上述技术方案，本专利技术至少具有下列优点(1)本专利技术的加热效率比传统半桥电路高，改进型的半桥串联逆变电路，相对于全桥电路成本大大降低，有效的提升了系统的安全性、可靠性。(2)本专利技术采用恒功率控制和温度控制相结合的控制策略，使系统既具有较好的瞬态性能和稳态性能，又具有较高的精度和反应灵敏度。( 3 )本专利技术的电磁感应加热装置，适应功率为几千瓦到几十千瓦。综上所述，本专利技术特殊结构的，具有加热效率高，且成本低的优点。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在结构上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的电磁感应加热装置具有增进的多项功效， 从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本专利技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。附图说明图1为本专利技术电磁感应加热装置原理结构图。图2为本专利技术电磁感应加热装置的主震荡回路原理图。图3为本专利技术电磁感应加热装置的驱动电路原理图。图4为本专利技术电磁感应加热装置的主程序流程图。图5为本专利技术电磁感应加热装置的模糊-PID复合恒功率控制流程图。图6为本专利技术电磁感应加热装置的模糊自适应PID温度控制流程图。图7恒功率控制原理框图。图8为本专利技术电磁感应加热装置的负载感知程序流程图。 具体实施例方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的其具体实施方式、 结构、特征及其功效，详细说明如后。如图1所示，电磁感应加热装置包括微处理器5、键盘6、主电源7、主震荡回路8、 同步电路9、报警电路10、散热系统11、IGB半桥电路12、驱本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种电磁感应加热装置，包括提供电能的主电源（７）和联接在所述主电源（７）的输出端的方波电路（１），其特征在于，它还包括微处理器（５）、调制电路、驱动电路（１３）、ＩＧＢＴ半桥电路（１２）、主震荡回路（８）和同步器电路（９），所述主电源（７）的输入端接电网电源，所述主电源（７）的输出端与主震荡回路（８）的电源端联接；所述调制电路的输入端与微处理器（５）的输出端Ｉ／Ｏ口联接，所述调制电路的输出端与驱动电路（１３）联接；所述驱动电路（１３）的输出端与所述ＩＧＢＴ半桥电路（１２）的控制端联接；所述ＩＧＢ半桥电路（１２）的输出端与所述主震荡回路（８）的控制端联接；同步电路（９）的输入端串联在主震荡回路（８）中，同步电路（９）的输出端与驱动电路（１３）联接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张金波，宋佳佳，孙继强，黎胜，邵通广，陈振娇，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：32
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