RU1800659C - Устройство дл индукционного нагрева - Google Patents

Abstract

Использование: в качестве источника питани  дл  электротехнологических установок , а также в качестве электронной части бытовых индукционных плит. Устройство содержит однофазный выпр митель на четырех диодах 1-4, подключенный к выходу генератора переменного напр жени  5, с индуктивно-емкостным фильтром на элементах 6,7 и инвертор в виде последовательной цепи из параллельного контура, образованного индуктором 8 и компенсирующим конденсатором 9, и ключевого элемента (транзистора) 10 с блоком управлени , выполненного в виде двух цепей , состо щих соответственно из мультивибратора 11, делител  напр жени  12, компаратора 13. усилител  14, выход которого соединен с управл ющим электродом 10, и схемы фиксированной задержки 15, интегратора 16с входом обнулени , второго компаратора 17, формировател  18. 1 ил.

Description

00

о

о ел ю

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питани  дл  электротехнологических установок, в частности в качестве источника питани  дл  бытовых индукционных электроплит.

Цель изобретени  - расширение диапазона регулировани  выходной мощности устройства дл  индукционного нагрева.

На чертеже приведена схема устройства дл  индукционного нагрева.

Устройство содержит однофазный выпр митель на четырех диодах 1-4, подключенный входом к выходу генератора переменного напр жени  Б, а выходом соединенный с входом индуктивно-емкостного фильтра на дросселе б и конденсаторе 7, выход которого соединен с входом инвертора , выполненного в виде последовательной цепи из параллельного контура, образованного индуктором 8 и компенсирующим конденсатором 9, и ключевого элемента 10, и блок управлени , выход которого соединен с управл вшем электродом ключевого эле- мента. Блок управлени  выполнен в виде мультивибратора 11, выход которого через делитель напр жени  12 соединен с неинвертирующим входом первого компаратора 13, выход которого соединен с входом усилител  14, выход мультивибратора соединен также с входом элемента фиксированной задержки 15 и первым входом интегратора 16, второй вход которого соединен с выходом элемента фиксированной задержки, а выход - с неин- вертирующмм входом второго компаратора 17, выход которого через формирователь 18 соединен с инвертирующим входом первого компаратора. Инвертирующий вход второго компаратора соединен с выходом блока задани  уровн  выходной мощности 19, Выход усилител  служит выходом блока управлени .

Устройство дл  индукционного нагрева работает следующим образом.

Переменное напр жение генератора 5 преобразуетс  выпр мителем в знакопосто нное , имеющее пульсацию с удвоенной частотой выходного напр жени  генератора 5. Напр жение с выхода выпр мител  фильтруетс  элементами фильтра 6,7 и подаетс  на вход инвертора. Ключевой элемент 10 инвертора включаетс  на положительных полупериодах выходного переменного напр жени  (положительный потенциал на обкладке компенсирующего конденсатора 9, подключенной к коллектору ключевого элемента 10). Интервал проводимости элемента 10  вл етс  регулируемым и измен етс  от минимального значени , соответствующего уровню минимальной выходной мощности , задаваемого элементом фиксированной задержки 15, до половины периода выходного переменного напр жени . Мультивибратор 11 вырабатывает импульсы

пр моугольной формы с частотой выходного переменного напр жени  устройства, равной частоте резонанса нагрузочного контура из элементов 8,9. Импульсы с выхода мультивибратора 11 поступают на входы де0 лител  напр жени  12, элемента фиксированной задержки 15 и первого входа (входа обнулени ) интегратора 16. С выхода делител  напр жени  12 импульсы уменьшенной амплитуды поступают на

5 неинвертирующий вход первого компаратора 13. С выхода элемента фиксированной задержки 15 импульсы, сдвинутые на интервал задержки, поступают на второй вход интегратора 16.

0 На выходе интегратора 16 в интервале действи  импульса напр жение нарастает линейно. Это напр жение поступает на неинвертирующий вход второго компаратора 17. На инвертирующий вход второго компа-.

5 ратора 17 подаетс  напр жение задани  уровн  выходной мощности с выхода блока задани  19. До тех пор,.пока напр женнее выхода интегратора 16 по уровню ниже напр жени  с выхода блока задани  19, на

0 выходе второго компаратора 17 напр жение  вл етс  отрицательным, а на выходе формировател  18 положительным (близким к нулевому уровню). Выход формировани  18 соединен с инвертирующим входом

5 первого компаратора 13. Напр жение на выходе первого компаратора 13  вл етс  положительным, Это напр жение усиливаетс  усилителем 14 и подаетс  на управл ющий электрод ключевого элемента 10.

0 Ключевой элемент 10 переходит в открытое состо ние. После того, как напр жение на выходе интегратора 16 превысит напр жение на выходе блока задани  уровн  выходной мощности 19, на выходе второго

5 компаратора 17 напр жение станет положительным , Это приведет к переключению первого компаратора 13, так как уровень напр жени  на его инвертирующем входе превысит уровень напр жени  на неинвер0 тирующем входе. При переключении первого компаратора. 13 ключевой элемент 10 переходит в запертое состо ние. Интегратор 16 обнул етс  на отрицательных полупериодах выходного переменного

5 напр жени  устройства. При этом на неинвертирующем входе первого компаратора 13 напр жение равно нулю, а на инвертирующем входе имеет место небольшое положительное напр жение, удерживающее первый компаратор 13 в состо нии отрицательного напр жени  на выходе. В результате ключевой элемент 10 продолжает находитьс  в запертом состо нии.

Измен   уровень напр жени  на выходе блока задани  уровн  выходной мощности 19, регулируют интервал включенного состо ни  ключевого элемента 10 на периоде выходной частоты от минимального значени , определ емого интервалом задержки элемента 15, до максимального, равного полови- не периода выходного переменного напр жени  устройства. При этом выходна  частота устройства дл  индукционного нагрева остаетс  неизменной, а выходна  мощность регулируетс  в широких пределах.

Делитель напр жени  12 выполн етс  на основе резистивной схемы. Его применение позвол ет использовать в блоке управлени  источник питани  с одним уровнем напр жени . Формирователь 18 может быть выполнен на основе выпр мительной схемы. Блок задани  уровн  выходной мощности 19 представл ет собой резистивный делитель с переменным коэффициентом передачи . Остальные элементы блока управ- лени  выполн ютс  на основе интегральных схем 119 ГГ, 553, 554, 564 серий.

По сравнению с прототипом за вл емое устройство дл  индукционного нагрева имеет в 1.8-1,9 раза более широкий диапазон регулировани  выходной мощности. Глубокое регулирование мощности в за вл емом устройстве осуществл етс  без изменени  выходной частоты. При этом минимальный уровень выходной мощности определ етс  длительностью минимального интервала включенного состо ни  ключевого элемента на периоде выходного переменного напр жени . Диапазон регу- лировани  выходной мощности за вл емого устройства может достигать 90-95% от уровн  максимальной выходной мощности. Диапазон регулировани  выходной мощности устройства, выбранного за прототип, при частотном регулировании ограничиваетс  требовани ми стандарта и возможностью перехода в область звуковых частот и составл ет 50-55% от уровн  максимальной мощности.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  индукционного нагрева, содержащее однофазный выпр митель, подключенный входом к выходу генератора переменного напр жени , а выходом соединенный с входом индуктивно-емкостного фильтра, выход которого соединен с входом инвертора, выполненного в виде последовательной цепи из ключевого элемента и параллельного контура, образованного компенсирующим конденсатором и индуктором , и блок управлени , выход которого соединен с управл ющим электродом ключевого элемента,отличающеес  тем. что, с целью расширени  диапазона регулировани  выходной мощности, блок управлени  выполнен в виде мультивибратора, выход которого соединен через делитель напр жени  с неинвертирующим входом первого компаратора, с входом элемента фиксированной задержки и входом обнулени  интегратора, второй вход которого соединен с выходом элемента фиксированной задержки, а выход - с неинвертирующим входом второго компаратора, инвертирующий вход которого соединен с выходом блока задани  уровн  выходной мощности, а выход через формирователь соединен с инвертирующим входом первого компаратора, соединенного выходом со входом усилител , выход которого служит выходом блока управлени .