[发明专利]电磁功率设备的测控装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁功率设备的测控装置。

背景技术

在目前的电磁感应加热产品中，功率的控制与调整还是一个关键的技术，这不仅涉及到软件的算法，更重要的就是对电流和电压信号的取样处理。而目前的大多数的电磁加热产品中，对电流的取样方式有两种：一种就是通过电流互感器把信号取出后整流取样，别一种就是通过康铜丝把信号取出再经放大器放大后取样。这两种方法虽然都能达到电流取样的要求，但成本相对较高，在价格上没有优势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够方便简单的实现同时对电流监视和电磁功率设备的功率控制。

对此，本发明提供一种电磁功率设备的测控装置，包括： 

电源模块，用于提供直流电源；

谐振模块，包括：相互耦合成回路的功率线圈和谐振电容，用于以电磁谐振方式产生功率输出；

电流采样模块，分别与所述电源模块和所述谐振模块相耦合，获取监视电流信号；

绝缘栅双极型晶体管，其输入端耦合于驱动信号，其输出端分别耦合于谐振模块，用于控制所述谐振模块的功率输出；以及，

控制模块，对所述电流采样模块所采集的监视电流信号进行分析处理，以输出驱动信号以控制所述绝缘栅双极型晶体管。

在电磁感应加热的产品中，感性负载线圈在LC振荡过程中，会不断的产生感生电动势形成感生电流，而此感生电流与输出功率成正比。

采用上述技术方案，根据上述原理，能够简便的实现对感生电流进行取样处理，以达到对功率的控制。

具体来说，当绝缘栅双极型晶体管（即IGBT）饱和导通时，电流由电源模块经过功率线圈、IGBT到地电平，电流由零开始线性增加，当IGBT关断时，此时电流最大，功率线圈的磁能最大。而在IGBT关断时，由于功率线圈自感电动势的存在，电流不会立即减小到零，电流相位不变，向谐振电容充电，产生充电电流。当充电电流为零时，此时磁场能量全部转化为电能，在谐振电容两端就形成压差，IGBT的集电极达到峰值电压，随后谐振电容通过功率线圈进行放电，电流相位反向，当电容两端压差为零，电容放电完成时，电能全部转化为磁能，此时放电电流达到最大值，由于感抗作用，电流不能立即减小为零，于是功率线圈两端自感电动势反向，由于IGBT阻尼管的存在，谐振电容不能反向充电，而是通过阻尼管把磁能释放掉。当功率线圈开路，LC就无法构成振荡，也无法产生自感电动势，就没有自感电流存在。同时达到检测功率线圈开路的检测目的。

与现有技术相比，本发明的优点在于，完满的实现同时对电流监视和电磁功率设备的功率控制，而且结构简单，电路易于实现，成本也比较低。

优选的，所述控制模块包括：

模数转换单元，用于将所述监视电流信号转换为相应的数字信号；

脉宽调制单元，用于输出驱动信号以控制所述绝缘栅双极型晶体管；以及，

数据处理单元，对所述模数转换单元输出的数字信号进行相应的处理，并控制所述脉宽调制单元的输出。

进一步的，所述数据处理单元采用单片机。

优选的，所述绝缘栅双极型晶体管的输入端分别与第三电阻和第四电阻连接，所述第三电阻的另一端与所述驱动信号连接，所述第四电阻的另一端连接到地电平。

优选的，所述电源模块包括：整流桥、整流电感和整流电容；市电接入所述整流桥的输入端，所述整流桥的输出端连接所述整流电感的一端，所述整流电感另一端连接所述整流电容的一端，所述整流电容的另一端连接到地电平。

进一步的，所述电流采样模块包括：第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第五电阻、第一二极管和第二二极管；所述第一电容的一端分别连接所述整流电感和整流电容，其另一端分别连接第一电阻、第二电阻和第一二极管的负极，所述第一电阻、第二电阻的另一端和第一二极管的正极分别连接地电平；所述第二二极管的正极连接地电平，其负极连接所述第五电阻和第二电容，并输出监视电流信号，所述第五电阻和第二电容的另一端分别连接地电平。

附图说明

图1是本发明电磁功率设备的测控装置一种实施例的结构示意图；

图2是图1所示实施例中A点的电流-电压波形示意图；

图3是图1所示实施例的电流处理流程图；

图4是图1所示实施例的功率线圈检测流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明：

如图1所示的电磁功率设备的测控装置，包括： 

电源模块，用于提供直流电源；