一种新型的电磁加热器频率、相位、控制技术

背景：

　　目前，电磁感应加热技术在塑料机械、食品机械、原油加热输送、化工机械及其他加热行业中得到了广泛的应用。电磁感应加热设备相对于传统的电阻丝加热技术，具有加热速度快、热效率高、节能效果显著等特点，并且使用简单，维护方便。但是目前市场上的工业电磁感应加热器普遍存在着加热器板子容易被烧毁、功率不稳定等情况，导致加热行业改造的信心度下降。本文主要是就目前的电磁感应加热技术存在的问题，从技术上提出了一系列新颖、实用的解决方案，包括频率和相位跟踪、功率自适应等技术。

　　内容：

　　本发明的目的是为了解决当前市面上的电磁加热器普遍存在的易烧毁、功率不稳定等技术问题，主要分为下面几个部分

　　1． 频率和相位跟踪技术

　　目前电磁加热产品频率和相位跟踪主要可分为两类；一类是依靠纯硬件锁相环实现，系统框图如下：


　　此类方式结构简单，但是锁相环不能实现逐周期相位检测，且易受干扰出现无法锁定频率而导致烧毁的情况，功率输出也受输入电源影响，无法实现实现恒功率输出。

　　第二类依靠高性能处理器实现频率和相位跟踪，系统框图如下：


　　本电路利用预处理电路对输出电流、电压相位进行预处理，当频率和相位未锁定时，输出高电平，锁定时输出低电平，可以实现逐周期的相位检测，为电路的实现高可靠性提供了条件。微处理器根据高低脉冲信号进行计算，控制振荡器，实现频率和相位跟踪。由于对输出电流、电压相位进行预处理，减轻了微处理器的工作量，这样低性能的微处理也能胜任，大大降低了成本。

　　系统框图如下：



下面是技术验证模块：

　　采用变压器隔离驱动IGBT，可用于5KW半桥加热电路！


　　正常工作时，UCE-电流波形：


开机前，线圈强制短路，开机后保护过程波形：红色曲线为驱动芯片使能脚，蓝色为驱动波形。

　　工作时，线圈强制短路保护过程波形：红色曲线为驱动芯片使能脚，蓝色为驱动波形。


　　目前测试的工作频率是43KHz, 目标是300KHz以上，这样就能加热铜铝了，请多支持！