一种单片机控制高频感应加热电源的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及高频感应加热电源技术领域，尤其是指一种单片机控制高频感应加热电源。
【背景技术】
[0002]纸基液体无菌灌装生产过程中，需要对包装材料进行封口加工，使其形成固定形状的密闭容器，以方便液体的保存和运输，目前采用的封口方法是，通过高频感应加热电源对纸基包装材料封口处进行加热，高频感应加热电源将热量传导给纸基包装材料封口处的PE薄膜层，让其熔化，同时在封口处施加压力，使得PE薄膜层相互融合，形成封口。利用电磁高频感应加热电源对纸基包装材料进行封口时，通过选择合适的高频输出功率、高频持续时间(即加热时间)和封口压力等参数，可以获得良好的封口密闭性和生产效率。高频感应加热电源为纸基包装材料封口加工提供快速和精准的加热电源，其性能好坏，直接影响纸基包装材料封口的质量和生产效率。
[0003]目前用于纸基包装材料封口的高频感应加热电源通常采用金属氧化膜绝缘栅极晶体管(MOSFET)与电容和电感等器件组成谐振式逆变主电路，由集成运算放大器为主要器件组成模拟控制器，对谐振式逆变主电路进行逆变频率和输出功率的调节与控制，其主要存在的问题是一致性和稳定性较差，受到电路其他元器件的精度、工作环境的温度等等多种因素的影响，容易产生工作点漂移，因此需要采取大量的补偿电路来抑制漂移，从而增加了电路复杂性，可维护性差。且目前的高频感应加热电源工作在变频单级功率调节方式，当需改变逆变主电路的输出功率时，是直接通过改变逆变频率偏离谐振电路的固频率的远、近来改变逆变主电路输出的电压与电流的幅值和相位差的大、小，从而改变逆变主电路的输出功率的，而改变逆变频率会引起电压与电流的幅值和相位差两个输出量的同时变化，因此，该工作方式功率调节曲线线性差(呈非线性状态)，逆变频率偏离谐振电路的固有频率工作，逆变器开关管不能实现零电压开关，因此造成功耗增大，逆变效率降低等问题。
【发明内容】
[0004]本发明主要涉及一种单片机控制高频感应加热电源，该电源采用单片机控制实现功率调节，电路简单，可维护性好，且功率调节线性度好和精确度高，并可使逆变频率始终工作在谐振电路的固有频率附近，可实现逆变器开关管的零电压开关，减少了逆变器开关管的损耗，提高了逆变效率。
[0005]本发明所采用的技术方案为:
[0006]—种单片机控制高频感应加热电源，包括依次连接的电磁干扰滤波电路、工频整流电路、工频滤波电路、斩波电路、斩波滤波电路、逆变电路、谐振电路以及加热负载电路，该电磁干扰滤波电路的输入端接入电网三相电源，还包括相位监测电路、环路滤波电路、功率运算电路和单片机控制单元，该单片机控制单元包括电压电流采样ADC、比较器、功率采样ADC、功率补偿器、电压补偿器、电压调整DPWM、相位采样ADC、相位补偿器、相位调整DPWM，其中，在该斩波滤波电路的输出端设有第一电流采样装置、第一电压采样装置，该第一电流采样装置、第一电压采样装置均与该电压电流采样ADC的输入端连接，该电压电流采样ADC、比较器、电压调整DPWM、斩波电路依次连接，该电压电流采样ADC、电压补偿器、电压调整DPWM、斩波电路依次连接，在谐振电路的输出端设有第二电流采样装置、第二电压采样装置，该第二电流采样装置、第二电压采样装置均与该功率运算电路的输入端连接，该功率运算电路、功率采样ADC、功率补偿器、电压补偿器依次连接;且该第二电流采样装置、第二电压采样装置均与该相位监测电路的输入端连接，该相位监测电路、环路滤波电路、相位采样ADC、相位补偿器、相位调整DPWM、逆变电路依次连接。
[0007]本发明提供的单片机控制的高频感应加热电源，由第二电流采样装置、第二电压采样装置对谐振电路的输出电压和输出电流进行信号采样，采样后的信号经相位监测电路计算出相位差信号，通过环路滤波电路平滑处理，经由相位采样ADC量化为数字量，经相位补偿器进行数字运算，计算出为缩小谐振电路的输出电压与输出电流的相位差所需的逆变电路下一周期的工作频率值，结果由相位调整DPffM输出，并驱动逆变电路工作，形成谐振电路相位跟踪闭环控制，实现相位跟踪控制功能，从而使高频感应加热电源始终稳定在谐振电路的固有频率附近，大大提高了工作的稳定性；另外，由第二电流采样装置、第二电压采样装置采集到的谐振电路的输出电压、输出电流通过功率运算电路后转换成相应的功率信号，该功率信号经由功率采样ADC进行数字量化，量化结果数字功率值作为功率补偿器的运算依据，计算出功率调整值，送入电压补偿器进行运算，而第一电流采样装置、第一电压采样装置对斩波电路的输出电压和输出电流进行信号采样，采样后的信号由电压电流采样ADC进行数字量化，并经比较器、电压调整DPffM进行过压过流保护，且经电压电流采样ADC数字化的斩波电路输出电压信号数字量化值送入电压补偿器进行运算，电压补偿器根据功率调整值和斩波电路输出电压信号数字量化值计算出下一周期斩波电路开关管的导通比，即脉冲宽度，由电压调整DPWM进行输出，并驱动斩波电路工作，通过调电压实现对功率调节，实现了输出功率的数字闭环控制，从而获得良好的功率调节线性度和精确度。本发明采用了定频率调电压的两级功率调整方式，从而使逆变电路始终工作在谐振电路固有频率附近，减少了逆变器开关管的损耗，提高了逆变效率。
[0008]斩波滤波电路包括相互串联的第一电感LI和第一电容Cl，其中，逆变电路与斩波滤波电路的连接点设置在第一电容Cl的两端;谐振电路包括第二电感L2、第二电容C2、第三电容C3和隔离变压器T，其中，该第二电感L2、第二电容C2、第三电容C3相串联，该隔离变压器T的一端与该第三电容C3并联，该隔离变压器T的另一端与加热负载电路连接。
[0009]第一电压采样装置包括第一电阻Rl和第二电阻R2，第一电阻Rl的一端与第二电阻R2的一端连接，第一电阻Rl的另一端、第二电阻R2的另一端分别与第一电容Cl的两端相连接，该电压电流采样ADC的电压采样端设置在第一电阻Rl和第二电阻R2之间，第一电流采样装置为设在第一电容Cl与第二电阻R2之间的电流变压器CTl。
[0010]第二电流采样装置为设在逆变电路与第三电容C3之间的电流变压器CT2，第二电压采样装置包括相并联的第三电阻R3和绕组，该绕组与隔离变压器T连接，该第三电阻R3的一端接地，该第三电阻R3的另一端为第二电压采样装置的输出端。
[0011]在电磁干扰滤波电路的输出端与单片机控制单元之间设有缺相检查电路。该缺相检查电路检测通过电磁干扰滤波电路处理后的电网三相电源，检测结果馈入单片机控制单元，当三相输入中任何一相电压缺相时，缺相检查电路输出缺相告警信号给单片机控制单元，该单片机控制单元对应作出相应的处理，以保证电路安全。
[0012]在单片机控制单元上外接有+24V电源，该+24V电源通过开关稳压电源电路与单片机控制单元连接。开关稳压电源电路对外部输入的+24V电源进行降压、稳压、滤波处理，从而为单片机控制单元和其他功能电路提供稳定的电源电压。
[0013]在单片机控制单元上设有通信接口。单片机控制单元通过通信接口与其他控制器进行联系，实现更多控制与监测功能，如工作参数的设定，工作状态的读取等等。
[0014]本发明所带来的有益效果为:
[0015]1、本发明通过单片机控制单元实现了谐振电路的相位数字闭环跟踪控制，从而使感应加热电源输出频率始终稳定在谐振电路的固有频率附近，大大提高了工作的稳定性；
[0016]2、本发明通过单片机控制单元实现了输出功率的数字闭环控制，从而获得良好的功率调节线性度和精确度；
[0017]3、本发明采用定频率调电压的两级功率调整方式，从而使逆变频率始终稳定在谐振电路的固有频率附近，减少了逆变器开关管的损耗，提高了高频感应电压的效率，提高了加热负载电路的功率因数；
[0018]4、本发明结构简单，控制有效，能够很好的自动适应不同加热负载电路的阻抗和固有频率的变化，提高纸基包装材料的封口质量和生产效率。
【附图说明】
[0019]图1为本发明实施例的系统原理框图；
[0020]附件标记:
[0021 ] 1、电磁干扰滤波电路;2、工频整流电路;3、工频滤波电路;4、斩波电路;5、逆变电路;6、加热负载电路;7、缺相检查电路;8、电压调整DP丽;9、比较器；10、电压电流采样ADC、
11、相位调整DPffM; 12、相位补偿器;13、相位采样ADC; 14、环路滤波电路;15、相位监测电路；16、功率运算电路；17、功率采样ADC; 18、功率补偿器；19、电压补偿器;20、通信接口； 21、开关稳压电源电路;22、单片机控制单元。
【具体实施方式】
[0022]—种单片机控制高频感应加热电源，包括依次连接的电磁干扰滤波电路1、工频整流电路2、工频滤波电路3、斩波电路4、斩波滤波电路、逆变电路、谐振电路以及加热负载电路6，该电磁干扰滤波电路I的输入端接入电网三相电源ABC，还包括相位监测电路15、环路滤波电路14、功率运算电路16和单片机控制单元22，该单片机控制单元22包括电压电流采样ADC10、比较器9