資源描述：
《高頻電磁加熱》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、高頻電磁加熱采用以STC12C5A16AD單片機作為控制電路的高頻電磁加熱系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。當水箱內的溫度傳感器采集到的水溫低于設定溫度時，單片機端口接收、處理并輸出電信號，由同步振蕩和鋸齒波產生電路接收單片機的輸出信號隨之產生鋸齒波，共同完成給諧振逆變電路的IGBT以驅動信號，完成諧振電路的自主觸發(fā)從而實現(xiàn)高頻電磁加熱。當加熱達到設定溫度后蜂鳴器會發(fā)出聲音以警示，電磁加熱部分隨之停止。單片機STC12C5A16AD兩級放大78M05+5V直流穩(wěn)壓電源PT100采集水溫驅動模塊驅動模塊蜂鳴器同步
2、振蕩及鋸齒波產生高頻電磁加熱模塊同步振蕩及鋸齒波產生圖1電磁加熱系統(tǒng)原理框圖高頻電磁加熱利用電磁感應原理將電能轉換成磁熱能，在控制器內由整流電路將220V、頻率為50Hz的交流電壓變?yōu)?80V的直流電壓，再由勵磁線圈L與諧振電容C及IGBT管組成諧振逆變電路將直流電轉化為頻率為20KHz~30KHz高頻交變電流，快速變化的電流通過線圈時會產生高速度的磁場，當磁場內部的磁力線通過特定的材質的金屬容器時產生無數(shù)小渦流，使金屬容器自行快速加熱。以單片機為微控制器，按設定溫度自行起停，使得高頻電磁加熱與其他傳
3、統(tǒng)的電加熱，燃氣加熱的技術相比，具有水電分離，快速加熱及節(jié)能的優(yōu)勢。1.電磁加熱的電路系統(tǒng)框圖圖2電磁加熱的電路系統(tǒng)框圖2.高頻電磁加熱電路圖圖3電磁加熱電路圖220V、頻率為50Hz的交流電壓經(jīng)整流電路轉換變?yōu)?80V的直流電壓后指示燈LED發(fā)亮，由電感L、電容C組成LC濾波電路，用于平滑從整流器出來的脈沖直流電，使此直流電源更接近理想直流電，同時濾除高頻電磁熱水電路在交流變直流的逆變工作過程中產生的高頻諧波，防止其污染電網(wǎng)。電感L取300~400H、電容C取5F時濾波效果最好。半橋諧振變換電路是高
4、頻電磁加熱電路的核心，其作用是使直流電逆變?yōu)楦哳l交流電，以滿足電磁感應加熱的要求。電壓諧振變換電路是低開關損耗的零電壓型變換電路，主開關元件S1、S2是功率晶體管，常稱為功率開關管，功率開關管的開關動作是由控制電路控制，并通過為滿足功率開關管驅動條件的驅動電路而完成的。功率晶體管多采用IGBT(絕緣柵雙極晶體管)，IGBT元件本身與以往用于家用電熱水器的電力電子器件相比，具有耐壓高、輸出功率大(上KW或更高)、輸入阻抗大、電壓驅動功率小、工作頻率高(20KHZ)、綜合性能高等特點。考慮到高頻電磁熱水器
5、工作電壓高、電流密度大、高輸出功率的特點，同時為提高熱水器的工作頻率，降低開關損耗，本系統(tǒng)選用富士U系列第五代的IGBT模塊2MBl75UA-120，富士U系列第五代的IGBT模塊通過完善的設計降低了損耗，在實現(xiàn)了較高的環(huán)保效益的同時產品的功率周期壽命也獲得大大提升。3、半橋諧振電路工作過程半橋諧振電路工作過程如下圖3所示，通過S1、S2的開通和導通，感應線圈電感和半橋電路的電容在各自的回路形成諧振。在穩(wěn)態(tài)工作下根據(jù)開關管、負載、電容上電壓電流的波形，電路在一個運行周期中分4個工作模式圖4半橋諧振電路
6、工作過程模式1如圖（a）所示開關管S1開通，電流經(jīng)S1，R，L，C2形成回路，S1開通時電壓為零，減小了開關損耗，實現(xiàn)了零電壓開通。模式2如圖（b）所示開關管S1關斷，負載電壓反向，電流通過D2續(xù)流，此時S1上的電壓為零，流經(jīng)S1的電流為零。模式3如圖（c）所示開關管S2開通，線圈中電流反向，S2在電壓為零時開通，電流流經(jīng)C1，L，R，S2。模式4如圖（d）所示開關管S1、S2均關斷，電流流經(jīng)C1、L、R、D1，S2此時S2上的電壓為零，流經(jīng)S2的電流為零。4、同步振蕩和鋸齒波產生電路同步振蕩和鋸齒波
7、產生電路兩部分構成的電路如圖5所示，其主要作用是從LC振蕩回路中取得同步信號，同時產生同步鋸齒波，為IGBT管導通提供驅動波形,電路輸出信號為鋸齒波。具體電路結構如圖5所示。P14為單片機輸出端口，該端口有以下作用：LC振蕩回路工作正常后，LC并聯(lián)諧振電路由同步控制電路自主控制工作。但自主振蕩需要觸發(fā)啟動，也就是IGBT需要一個觸發(fā)的信號，以使LC諧振回路獲得初始振蕩能量。在高頻電磁熱水器啟動后，P14口為輸出端口，此時將會在LM339比較器的輸出引腳1產生一個負脈沖，此負脈沖經(jīng)過后續(xù)電路將形成IGB
8、T初始觸發(fā)脈沖啟動半橋諧振電路。圖5同步振蕩和鋸齒波產生電路同步信號由LM339比較器產生，其信號取自LC振蕩電路的諧振電容兩端的分壓。經(jīng)電阻R2與R3分壓后輸入到比較器的負輸入端為V-，電阻R1輸入到比較器的正輸入端分壓為V+。高頻電磁熱水器在插電開機后，單片機端口給同步電路一啟動脈沖，使IGBT管啟動導通。IGBT管導通后，由于勵磁線圈電感的作用，這時V-分壓大于V+分壓，LM339比較器輸出低電平，經(jīng)后續(xù)電路整形后IGBT管繼續(xù)導通，當電感蓄能完畢
