CN209517543U - 一种基于dsp的全数字控制的感应加热电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于DSP的全数字控制的感应加热电源，涉及感应加热电源技术领域，本实用新型包括整流电路、斩波电路、逆变电路、感应装置及DSP处理器，所述整流电路的输入端与三相电源连接，输出端与斩波电路的输入端连接，斩波电路的输出端分别DSP处理器的AD模块以及逆变电路的输入端连接，逆变电路的输出端连接有变压器T1的原边，变压器T1的副边与感应装置连接，变压器T1的原边与副边还分别与DSP处理器的捕获模块连接，所述DSP处理器的PWM脉冲调制模块分别与斩波电路及逆变电路连接，本实用新型电路结构简单，受环境温湿度、噪声及电磁场干扰小，可靠性高，并且具有使得感应加热电源具有很强的负载适应性，大大扩展了电源的应用范围。
Description
技术领域
本实用新型涉及感应加热电源技术领域，更具体的是涉及一种基于DSP的全数字控制的感应加热电源。
背景技术
感应加热电源是感应加热的核心设备，是随着电力电子技术、微电子技术和现代控制结束发展成熟的。自从感应加热技术应用于工业生产以来，人们对感应加热电源作了大量的研究，形成了多种多样的工作方式功率控制方式。目前，感应加热电源主要存在着电能转换效率低，装置单位体积功率密度低，EMI大等缺点。为了获得较高的电能转换效率，就要求电源装置具有较高的输入、输出功率因数，并实现电力电子器件的软开关，以降低开关损耗。为了获得较大的功率密度，就要求尽可能地减小电源装置的体积。为了减小***的EMI，就要保证电源***的电压和电流为正弦波，无高次谐波成份，电力电子器件的开关噪音小。由于目前功率控制方式及主电路拓扑结构的限制，使得在感应加热电源中同时实现以上要求变得非常困难，因此研究一种能够同时实现以上要求的、电路拓扑结构简单、功率控制方式方便的新型电源变得十分紧迫。
传统的感应加热电源控制多采用模拟电路的方式，电路结构复杂而且随着环境的变化，电路的可靠性明显降低；并且模拟电路还存在元器件老化、***升级改造困难等缺点
实用新型内容
本实用新型的目的在于：为了解决现有的感应加热电源多采用模拟电路进行控制，电路结构复杂且可靠性不高的问题，本实用新型提供一种基于DSP的全数字控制的感应加热电源。
本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种基于DSP的全数字控制的感应加热电源，包括整流电路、斩波电路、逆变电路、感应装置及DSP处理器，所述整流电路的输入端与三相电源连接，输出端与斩波电路的输入端连接，斩波电路的输出端分别DSP处理器的AD模块以及逆变电路的输入端连接，逆变电路的输出端连接有变压器T1的原边，变压器T1的副边与感应装置连接，变压器T1的原边与副边还分别与DSP处理器的捕获模块连接，所述DSP处理器的PWM脉冲调制模块分别与斩波电路及逆变电路连接。
进一步的，所述整流电路采用三相全桥不控整流电路，三相全桥不控整流电路包括型号为DF60AA120的整流二极管模块VB。
进一步的，所述斩波电路采用基于Buck变换器的直流调压电路，包括型号为IXSK35N120A型的IGBT0、续流二极管D0、滤波电感L0和滤波电容C0。
进一步的，所述逆变电路采用单相全桥逆变电路，包括型号为BSM50GB123DN2的IGBT以及电阻R、电容C。
进一步的，所述感应装置包括串联谐振逆变的逆变高频变压器T3、谐振电容C3和感应线圈L3。
进一步的，所述斩波电路与DSP处理器的AD模块之间连接有直流电压电流采样调理电路，所述直流电压电流采样调理电路将直流母线电压电流转换后送入DSP处理器的AD模块进行功率闭环控制。
进一步的，所述变压器T1的原边与副边连接有负载电压电流采样调理电路，负载电压电流采样调理电路将负载电压电流转换后送入DSP处理器的捕获模块进行频率跟踪控制。
进一步的，所述DSP处理器的PWM脉冲调制模块连接有驱动电路，驱动电路将PWM脉冲调制模块输出的控制脉冲隔离放大后，控制斩波电路及逆变电路中的功率开关器件。
进一步的，所述DSP处理器还连接有***电路，所述***电路包括故障检测电路、功率设定电路、键盘和液晶显示屏以及PC机，故障检测电路、键盘和液晶显示屏通过DSP处理器的I/O接口与DSP处理器实现通讯，功率设定电路与DSP处理器的AD模块连接，PC机通过DSP处理器的串口Uart与DSP处理器实现信息的相互传输。
进一步的，所述整流电路与斩波电路之间连接有滤波电容C5，确保了给斩波电路提供较平稳的直流电压，并且滤波电容C5两端并联有高频电容Cfh，用于滤掉高频分量。
本实用新型的有益效果如下：
1、本实用新型采用DSP处理器对感应加热电源进行全数字控制，电路结构简单，受环境温湿度、噪声及电磁场干扰小，可靠性高，并且具有使得感应加热电源具有很强的负载适应性，大大扩展了电源的应用范围。
2、本实用新型的整流电路采用三相全桥不控整流电路以及斩波电路采用基于Buck变换器的直流调压电路，采用不控整流加直流斩波的调功方式，成熟可靠，供电功率因数高，对电网的谐波干扰小，能够减轻逆变电路的负担，有利于较高频率的频率跟踪。
3、本实用新型的逆变电路采用单相全桥逆变电路起动容易，对负载槽路的布线要求低，并且适用于高频应用。
附图说明
图1是本实用新型的感应加热电源框图。
图2是本实用新型的流电路、斩波电路、逆变电路及感应装置的电路连接原理图。
具体实施方式
为了本技术领域的人员更好的理解本实用新型，下面结合附图和以下实施例对本实用新型作进一步详细描述。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例提供一种基于DSP的全数字控制的感应加热电源，包括整流电路、斩波电路、逆变电路、感应装置及DSP处理器，本实施例的DSP处理器的型号为TMS320LF240TA，所述整流电路的输入端与三相电源ABC连接，输出端与斩波电路的输入端连接，斩波电路的输出端分别DSP处理器的AD模块以及逆变电路的输入端连接，逆变电路的输出端连接有变压器T1的原边，变压器T1的副边与感应装置连接，变压器T1的原边与副边还分别与DSP处理器的捕获模块连接，所述DSP处理器的PWM脉冲调制模块分别与斩波电路及逆变电路连接；
所述整流电路采用三相全桥不控整流电路，三相全桥不控整流电路包括型号为DF60AA120的整流二极管模块VB，所述整流二极管模块VB由六只二极管组成，所述斩波电路采用基于Buck变换器的直流调压电路，包括型号为IXSK35N120A型的IGBT0、续流二极管D0、滤波电感L0和滤波电容C0，所述IGBT0分别与续流二极管D0的阴极以及滤波电感L0连接，滤波电感L0的另一端与滤波电容C0连接，滤波电容C0的另一端与续流二极管D0的阳极连接；
所述逆变电路采用单相全桥逆变电路，包括型号为BSM50GB123DN2的4个IGBT，VT1、VT2、VT3和VT4以及分别与它们对应的电阻R、电容C，所述感应装置包括串联谐振逆变的逆变高频变压器T3、谐振电容C3和感应线圈L3；所述整流电路与斩波电路之间连接有滤波电容C5，确保了给斩波电路提供较平稳的直流电压，并且滤波电容C5两端并联有高频电容Cfh，用于滤掉高频分量。
实施例2
本实施例在实施例1的基础之上进一步优化，具体是：
所述斩波电路与DSP处理器的AD模块之间连接有直流电压电流采样调理电路，所述直流电压电流采样调理电路将直流母线电压电流转换后送入DSP处理器的AD模块进行功率闭环控制；所述变压器T1的原边与副边连接有负载电压电流采样调理电路，负载电压电流采样调理电路将负载电压电流转换后送入DSP处理器的捕获模块进行频率跟踪控制；所述DSP处理器的PWM脉冲调制模块连接有驱动电路，驱动电路将PWM脉冲调制模块输出的控制脉冲隔离放大后，控制斩波电路及逆变电路中的功率开关器件；所述DSP处理器还连接有***电路，所述***电路包括故障检测电路、功率设定电路、键盘和液晶显示屏以及PC机，故障检测电路、键盘和液晶显示屏通过DSP处理器的I/O接口与DSP处理器实现通讯，功率设定电路与DSP处理器的AD模块连接，PC机通过DSP处理器的串口Uart与DSP处理器实现信息的相互传输。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种基于DSP的全数字控制的感应加热电源，其特征在于：包括整流电路、斩波电路、逆变电路、感应装置及DSP处理器，所述整流电路的输入端与三相电源连接，输出端与斩波电路的输入端连接，斩波电路的输出端分别DSP处理器的AD模块以及逆变电路的输入端连接，逆变电路的输出端连接有变压器T1的原边，变压器T1的副边与感应装置连接，变压器T1的原边与副边还分别与DSP处理器的捕获模块连接，所述DSP处理器的PWM脉冲调制模块分别与斩波电路及逆变电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于DSP的全数字控制的感应加热电源，其特征在于：所述整流电路采用三相全桥不控整流电路，三相全桥不控整流电路包括型号为DF60AA120的整流二极管模块VB。
3.根据权利要求1所述的一种基于DSP的全数字控制的感应加热电源，其特征在于：所述斩波电路采用基于Buck变换器的直流调压电路，包括型号为IXSK35N120A型的IGBT0、续流二极管D0、滤波电感L0和滤波电容C0。
4.根据权利要求1所述的一种基于DSP的全数字控制的感应加热电源，其特征在于：所述逆变电路采用单相全桥逆变电路，包括型号为BSM50GB123DN2的IGBT以及电阻R、电容C。
5.根据权利要求1所述的一种基于DSP的全数字控制的感应加热电源，其特征在于：所述感应装置包括逆变高频变压器T3、谐振电容C3和感应线圈L3。
6.根据权利要求3所述的一种基于DSP的全数字控制的感应加热电源，其特征在于：所述斩波电路与DSP处理器的AD模块之间连接有直流电压电流采样调理电路，所述直流电压电流采样调理电路将直流母线电压电流转换后送入DSP处理器的AD模块进行功率闭环控制。
7.根据权利要求1所述的一种基于DSP的全数字控制的感应加热电源，其特征在于：所述变压器T1的原边与副边连接有负载电压电流采样调理电路，负载电压电流采样调理电路将负载电压电流转换后送入DSP处理器的捕获模块进行频率跟踪控制。
8.根据权利要求1所述的一种基于DSP的全数字控制的感应加热电源，其特征在于：所述DSP处理器的PWM脉冲调制模块连接有驱动电路，驱动电路将PWM脉冲调制模块输出的控制脉冲隔离放大后，控制斩波电路及逆变电路中的功率开关器件。
9.根据权利要求1所述的一种基于DSP的全数字控制的感应加热电源，其特征在于：所述DSP处理器还连接有***电路，所述***电路包括故障检测电路、功率设定电路、键盘和液晶显示屏以及PC机，故障检测电路、键盘和液晶显示屏通过DSP处理器的I/O接口与DSP处理器实现通讯，功率设定电路与DSP处理器的AD模块连接，PC机通过DSP处理器的串口Uart与DSP处理器实现信息的相互传输。
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| CN201822164211.5U CN209517543U (zh) | 2018-12-20 | 2018-12-20 | 一种基于dsp的全数字控制的感应加热电源 |
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| CN (1) | CN209517543U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111478596A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-07-31 | 华中科技大学 | 一种电子枪灯丝电源、电子加速器及其控制方法 |
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2018
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| CN111478596A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-07-31 | 华中科技大学 | 一种电子枪灯丝电源、电子加速器及其控制方法 |
| CN111478596B (zh) * | 2020-01-15 | 2021-04-20 | 华中科技大学 | 一种电子枪灯丝电源、电子加速器及其控制方法 |
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