Устройство для индукционного нагрева

 

Использование: в качестве источника питания для электротехнологических установок , а также в качестве электронной части бытовых индукционных плит. Устройство содержит однофазный выпрямитель на четырех диодах 1-4, подключенный к выходу генератора переменного напряжения 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 управления, выполненного в виде двух цепей , состоящих соответственно из мультивибратора 11, делителя напряжения 12, компаратора 13. усилителя 14, выход которого соединен с управляющим электродом 10, и схемы фиксированной задержки 15, интегратора 16с входом обнуления, второго компаратора 17, формирователя 18. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4874575/07 (22) 15.10.90 (46) 07.03.93. Бюл, ¹ 9 (75) С.В.Дзлиев, Е.M Ñèëêèí, С.Н.Тазихин, Ю,П.Качан, Г.В.Мизин, Л,И.Пахалин и

В.П.Огнев (56) 1. Патент Японии ¹ 3.63-10.549, кл, Н 05 В 6/12, 1988, 2. Патент Японии N 3.63-10548, кл. Н 05 В 6/12, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО .

НАГРЕВА (57) Использование: в качестве источника питания для электротехнологических установок, а также в качестве электронной части бытовых индукционных плит. Устройство

„„5U ÄÄ 1800659 А1 (51)5 Н 05 В 6/06, Н 02 M 5/45 содержит однофазный выпрямитель на четырех диодах 1 — 4, подключенный к выходу генератора переменного напряжения 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 управления, выполненного в виде двух цепей, состоящих соответственно из мультивибратора 11, делителя напряжения 12, компаратора 13, усилителя 14, выход которого соединен с управляющим электродом

10, и схемы фиксированной задержки 15, интегратора 16 с входом обнуления, второго компаратора 17, формирователя 18. 1 ил.

1800659

50

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питания для электротехнологических установок, в частности в качестве источника питания для бытовых индукционных электроплит.

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования выходной мощности устройства для индукционного нагрева.

На чертеже приведена схема устройства для индукционного нагрева.

Устройство содержит однофазный выпрямитель нэ четырех диодах 1 — 4, подключенный входом к выходу генератора переменного напряжения 5, а выходом соединенный с входом индуктивна-емкостного фильтра на драсселе 6 и конденсаторе 7, выход которого соединен с входам инвертора, выполненного в виде последовательной цепи из параллельного контура, образованного индуктаром 8 и компенсирующим конденсатором 9, и ключевого элемента 10, и блок управления, выход которого соединен с управляющим электродом ключевого элемента, Блок управления выполнен в вида мультивибратора 11, выход каторага через делитель напря>кения 12 соединен с неинвертиру ащим входам первого кампэратарэ 13, выход которого соединен с входом усилителя

14, выход мультивибратора соединен также с входом элемента фиксированной задержки

15 и первым входом интег ратора 16, второй вход которого соединен с выходом элемента фиксированной задержки, а выход — с неинвертирующим входом второго кампэратара

17, выход которого через формирователь 18 соединен с инвертирующим входом первого компаратара, Инвертирующий вход второго кампаратара соединен с выходом блока задания уровня выходной мощности 19, Выход усилителя служит выходом блока управления.

Устройство для индукционного нагрева работает следующим образом.

Переменное напря>кение генератора 5 преобразуется выпрямителем в знакопастоянное, имеющее пульсацию с удвоенной частотой выходного напря>кения генератора

5, Напряжение с выхода выпрямителя фильтруется элементами фильтра 6,7 и падается на вход инвертара. Ключевой элемент 10 инвертора включается на положительных полупериодах выходного переменного напрях<ения (положительный потенциал на обкладке компенсирующего конденсатора 9, подключенной к коллектору ключевого элемента 10). Интервал проводимости элемента 10 является регулируемым и изменяется от минимэльнага значения, соответствующего уровню минимальной выходной мащности, задаваемого элементом фиксированной задержки 15, да половины периода выходного переменного напряжения.

Мультивибратар 11 вырабатывает импульсы прямоугольной формы с частотой выходного переменного напряжения устройства, равной частоте резонанса нагрузочного контура из элементов 89. Импульсы с выхода мультивибратора 11 поступают на входы делителя напряжения 12, элемента фиксированной задержки 15 и первого входа (входа обнуления) интегратора 16. С выхода делителя напряжения 12 импульсы уменьшенной амплитуды поступают на неинвертирующий вход первого кампаратора 13. С выхода элемента фиксированной задержки 15 импульсы, сдвинутые на интервал задержки, поступают на второй вход интегратора 16.

На выходе интегратора 16 в интервале действия импульса напряжение нарастает линейно. Это напряжение поступает на неинвертирующий вход второго кампаратора

17. На инвертирующий вход второго компа-, ратора 17 подается напряжение задания уровня выходной мощности с выхода блока задания 19, До тех пар, пока напряжение с выхода интегратора 16 по уровню ниже йапряжения с выхода блока задания 19, на выходе второго компаратора 17 напряжение является отрицательным; а на выходе формирователя 18 положительным {близким к нулевому уровню). Выход формирования 18 соединен с инвертирующим входом первого кампаратора 13. Напря>кение на выходе первого кампаратора 13 является положительным, Это напряжение усиливается усилителем 14 и подается на управляющий электрод ключевого элемента 10.

Ключевой элемент 10 переходит в открытое состояние. После того, как напряжение на выходе интегратора 16 превысит напряжение на выходе блока задания уровня выходной мощности 19, на выходе второго компаратора 17 напряжение станет положительным, Эта приведет к переключению первого кампаратора 13, так как уровень напряжения на его инвертирующем входе превысит уровень напряжения на неинвертирующем входе. При переключении nepsoro компаратара. 13 ключевой элемент 10 переходит в запертое состояние. Интегратор 16 обнуляется на отрицательных полупериодах выходного переменного напряжения устройства, При этом на неинвертирующем входе первого компаратора

13 напряжение равно нулю, а на инвертирующем входе имеет место небольшое положительное напряжение, удерживающее первый кампаратор 13 в состоянии отрица6

1800659

Составитель E.Ñèëêèí

Техред М.Моргентал

Редактор

Корректор М.Керецман

Заказ 1176 Тираж Подписное

P. НКХПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 тельного напряжения на выходе. В результате ключевой элемент 10 продолжает находиться в запертом состоянии.

Изменяя уровень напряжения на выходе блока задания уровня выходной мощности 5

19, регулируют интервал включенного состояния ключевого элемента 10 на периоде выходной частоты от минимального значения, определяемого интервалом задержки элемента 15, до максимального, равного полови- 10 не периода выходного переменного напряжения устройства. При этом выходная частота устройства для индукционного нагрева остается неизменной. а выходная мощность регулируется в широких пределах. 15

Делитель напряжения 12 выполняется на основе резистивной схемы. Его применение позволяет использовать в блоке управлфния источник питания с одним уровнем напряжения. Формирователь 18 может 20 быть выполнен на основе выпрямительной схемы. Блок задания уровня выходной мощности 19 представляет собой резистивный делитель с переменным коэффициентом передачи, Остальные элементы блока управ- 25 ления выполняются на основе интегральных схем 119 ГГ, 553, 554, 564 серий.

По сравнению с прототипом заявляе. мое устройство для индукционного нагрева 30 . имеет в 1,8 — 1,9 раза более широкий диапазон регулирования выходной мощности., Глубокое регулирование мощности в заявляемом устройстве осуществляется без изменения выходной частоты. При этом 35 минимальный уровень выходной мощности

ОПределяется длительностью минимального интервала включенного состояния ключевого элемента на периоде выходного переменного напряжения. Диапазон регу- 40 лирования выходной мощности заявляемого устройства может достигать 90-957; От уровня максимальной выходной мощности, Диапазон регулирования выходной мощности устройства, выбранного за прототип, при частотном регулировании ограничивается требованиями стандарта и возможностью перехода в область звуковых частот и составляет 50-55 от уровня максимальной

МОЩНОСТИ.

Формула изобретения

Устройство для индукционного нагрева, содержащее однофазный выпрямитель, подключенный входом к выходу генератора переменного напряжения, 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 управления, выход которого соединен с управляющим электродом ключевого элемента,отл ича ю щее ся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования выходной мощности, блок управления выполнен в виде мультивибратора, выход которого соединен через делитель напряжения с неинвертирующим входом первого компаратора, с входом элемента фиксированной задержки и входом обнуления интегратора, второй вход которого соединен с выходом элемента фиксированной задержки. а выход — с неинвертирующим входом второго компаратора, инвертирующий вход которого соединен с выходом блока задания уровня выходной мощности, а выход через формирователь соединен с инвертирующим входом первого компаратора, соединенного выходом со входом усилителя, выход которого служит выходом блока уп равления,