串聯(lián)諧振中頻電源周期tot控制電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種串聯(lián)諧振中頻電源周期TOT控制電路，其特征在于：第二反相器分別與比較器、第三反相器、第五反相器、第六與非門和第七與非門相連，定時器通過二極管與運算放大器相連，定時器還與第八與非門相連，第八與非門分別與第六與非門和第七與非門相連。其優(yōu)點在于由逆變電流的過零點為控制點，每個周期都控制TOT的時間，在熔煉系統(tǒng)負載變化很大的情況下，有效地保證了每一個逆變周期內(nèi)的TOT時間可靠地小于可控硅的關(guān)斷時間，避免了因為負載突變導(dǎo)致的TOT失控。
【專利說明】串聯(lián)諧振中頻電源周期TOT控制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種串聯(lián)諧振中頻電源周期TOT控制電路，特別涉及一種應(yīng)用在金屬熔煉設(shè)備中的串聯(lián)諧振中頻電源周期TOT控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]串聯(lián)諧振中頻電源的逆變工作主回路電感和電容為串聯(lián)模式，逆變工作頻率為中頻的電源，逆變工作觸發(fā)脈沖采用周期(cycle by cycle)的TOT (turn off time)控制。由于串聯(lián)諧振中頻電源的直流端采用不控整流，線路簡單，直流端功率因數(shù)高，對電網(wǎng)的干擾?。蝗菀讍?，適用于頻繁啟動的場合；電流為正弦波，開關(guān)損耗??；所以在鑄造和鋼鐵行業(yè)，串聯(lián)中頻電源應(yīng)用廣泛。串聯(lián)諧振中頻電源，逆變側(cè)觸發(fā)脈沖一般采用PWM的方式產(chǎn)生，工作過程中不會針對每一個逆變工作周期內(nèi)的逆變觸發(fā)脈沖單獨進行周期控制。
[0003]現(xiàn)有可控硅半橋串聯(lián)諧振中頻電源普遍采用PWM產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，控制逆變可控硅工作，產(chǎn)生逆變電流，根據(jù)設(shè)定功率調(diào)節(jié)PWM的頻率。逆變電流的過零點和觸發(fā)脈沖的時間間隔為TOT時間。在負載變化不大或者恒定的情況下，采用PWM控制不會帶來災(zāi)難性的后果。但是在熔煉行業(yè)，負載的變化很大，在負載突變的情況下，如果采用PWM控制，一個周期的觸發(fā)脈沖發(fā)送沒有根據(jù)負載變化調(diào)節(jié)，就會導(dǎo)致TOT時間短于可控硅的最小TOT時間限制，導(dǎo)致逆變側(cè)可控硅短路，損壞可控硅。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的提供的一種串聯(lián)諧振中頻電源周期TOT控制電路，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
[0005]本實用新型提供一種串聯(lián)諧振中頻電源周期TOT控制電路，具有這樣的特征具有:比較器Ul正輸入端與接地端GND相連，負輸入端與逆變電流輸入端⑶RRENT相連，輸出端通過第一電阻Rl與電壓端V相連；第二反相器U2輸出端分別與第七與非門U7第一輸入端相連、通過第四電阻R4與第六與非門U6第一輸入端相連、與第三反相器U3輸入端相連，輸入端與比較器Ul輸出端相連；第七與非門U7第二輸入端與第五反相器U5輸出端相連；輸出端與第八與非門U8第一輸入端相連；第六與非門U6第一輸入端分別與第五反相器U5輸入端相連、通過第一電容Cl與接地端GND相連,第二輸入端與第三反相器U3輸出端相連，輸出端與第八與非門U8第二端相連；運算放大器U4同相輸入端通過第二電阻R2與接地端GND相連，反相輸入端通過第三電阻R3與控制電壓輸入端CONTROL相連，輸出端通過第六電阻R6與二極管Dl正極相連，同相輸入端還與二極管Dl正極相連；第五電阻R5兩端分別與運算放大器U4反相輸入端和輸出端相連；定時器U9低觸發(fā)端Tri與第八與非門U8輸出端相連，控制電壓端CV通過第二電容C2與接地端GND相連，放電端Dis通過第七電阻R7與定時器U9高觸發(fā)端Thr相連，高觸發(fā)端Thr分別與二極管Dl負極相連、通過第三電容C3與接地端GND連接，輸出端OUT與驅(qū)動端DRIVE相連，重置端Re與電壓端V相連。
[0006]進一步，本實用新型提供一種串聯(lián)諧振中頻電源周期TOT控制電路，還可以具有這樣的特征:比較器Ul為LM339比較器。
[0007]進一步，本實用新型提供一種串聯(lián)諧振中頻電源周期TOT控制電路，還可以具有這樣的特征:第二反相器U2、第三反相器U3和第五反相器U5為⑶4090反相器。
[0008]進一步，本實用新型提供一種串聯(lián)諧振中頻電源周期TOT控制電路，還可以具有這樣的特征:運算放大器U4為LF347運算放大器。
[0009]進一步，本實用新型提供一種串聯(lián)諧振中頻電源周期TOT控制電路，還可以具有這樣的特征:定時器U9為555定時器。
[0010]進一步，本實用新型提供一種串聯(lián)諧振中頻電源調(diào)壓調(diào)頻控制電路，還可以具有這樣的特征:二極管為1N4148快恢復(fù)二極管。
[0011]實用新型的有益效果
[0012]根據(jù)本實用新型提供的串聯(lián)諧振中頻電源周期TOT控制電路，逆變電流經(jīng)過比較器變?yōu)榉讲ㄐ盘枺俳?jīng)過反相器和與非門將方波信號的上升沿和下降沿變?yōu)槊}沖信號，輸入到定時器U9低觸發(fā)端Tri引腳，控制電壓信號經(jīng)過運算放大器U4變?yōu)殡娏餍盘?，輸入到定時器放電端Dis引腳，控制定時器U9的充放電時間，當(dāng)檢測到逆變電流過零點時，定時器收到一個低脈沖信號，觸發(fā)第三電容C3開始充電,定時器U9輸出高電平,高電平維持時間由控制電壓輸入端CONTROL的電壓決定，從而得到逆變觸發(fā)脈沖的時間間隔TOT ;所以，由逆變電流的過零點為控制的關(guān)鍵節(jié)點，每個周期都控制TOT的時間，在熔煉系統(tǒng)負載變化很大的情況下，有效地保證了每一個逆變周期內(nèi)的TOT時間可靠地小于可控硅的關(guān)斷時間，避免了因為負載突變導(dǎo)致的TOT失控，不僅保證整個系統(tǒng)的安全而且還提高了中頻電源的負載匹配性，提高了生產(chǎn)效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是串聯(lián)諧振中頻電源周期TOT控制電路圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步的描述。
[0015]圖1是串聯(lián)諧振中頻電源周期TOT控制電路圖。
[0016]如圖1所示，串聯(lián)諧振中頻電源周期TOT控制電路如下:
[0017]比較器Ul正輸入端與接地端GND相連。比較器Ul負輸入端與逆變電流輸入端⑶RRENT相連。比較器Ul輸出端通過第一電阻Rl與電壓端V相連。
[0018]第二反相器U2輸出端與第七與非門U7第一輸入端相連。第二反相器U2輸出端通過第四電阻R4與第六與非門U6第一輸入端相連。第二反相器U2輸出端與第三反相器U3輸入端相連。第二反相器U2輸入端與比較器Ul輸出端相連。
[0019]第七與非門U7第二輸入端與第五反相器U5輸出端相連。第七與非門U7輸出端與第八與非門U8第一輸入端相連。
[0020]第六與非門U6第一輸入端與第五反相器U5輸入端相連。第六與非門U6第一輸入端通過第一電容Cl與接地端GND相連。第六與非門U6第二輸入端與第三反相器U3輸出端相連。第六與非門U6輸出端與第八與非門U8第二端相連。
[0021]運算放大器U4同相輸入端通過第二電阻R2與接地端GND相連。運算放大器U4反相輸入端通過第三電阻R3與控制電壓輸入端CONTROL相連。運算放大器U4輸出端通過第六電阻R6與二極管Dl正極相連。運算放大器U4同相輸入端還與二極管Dl正極相連。
[0022]第五電阻R5兩端分別與運算放大器U4反相輸入端和輸出端相連。
[0023]定時器U9低觸發(fā)端Tri與第八與非門U8輸出端相連。定時器U9控制電壓端CV通過第二電容C2與接地端GND相連。定時器U9放電端Dis通過第七電阻R7與定時器U9高觸發(fā)端Thr相連。定時器U9高觸發(fā)端Thr與二極管Dl負極相連。定時器U9高觸發(fā)端Thr通過第三電容C3與接地端GND連接。定時器U9輸出端OUT與驅(qū)動端DRIVE相連。定時器U9重置端Re與電壓端V相連。
[0024]比較器Ul為LM339比較器。
[0025]第二反相器U2、第三反相器U3和第五反相器U5為⑶4090反相器。
[0026]運算放大器U2為LF347運算放大器。
[0027]定時器U9為555定時器。
[0028]二極管為1N4148快恢復(fù)二極管。
[0029]串聯(lián)諧振中頻電源調(diào)壓調(diào)頻控制電路圖工作原理如下:
[0030]逆變電流輸入端⑶RRENT為逆變電流，經(jīng)過比較器Ul變?yōu)榉讲ㄐ盘?，方波信號?jīng)過第二反相器U2、第三反相器U3、第六與非門U6、第七與非門U7、第八與非門U8將方波信號的上升沿和下降沿變?yōu)槊}沖信號，輸入到定時器U9低觸發(fā)端Tri引腳?？刂齐妷狠斎攵薈ONTROL為系統(tǒng)功率控制電壓信號，經(jīng)過運算放大器U4變?yōu)殡娏餍盘枺斎氲蕉〞r器放電端Dis引腳，控制定時器U9的充放電時間。當(dāng)檢測到逆變電流過零點時，定時器U9低觸發(fā)端Tri引腳收到一個低脈沖信號，觸發(fā)第三電容C3開始充電，并在定時器U9輸出端OUT引腳輸出高電平，高電平維持時間由控制電壓輸入端CONTROL的電壓決定，從而得到逆變觸發(fā)脈沖的時間間隔Τ0Τ。
[0031]串聯(lián)諧振中頻電源周期TOT控制采用相反的策略，控制初始時采用PWM輸出一組初始逆變觸發(fā)脈沖，一旦檢測到逆變電流的過零點。就將控制權(quán)由PWM控制轉(zhuǎn)移到周期TOT控制。以逆變電流過零點為起點計時，計時TOT時間，由TOT的時間決定功率的大小。根據(jù)設(shè)定功率調(diào)節(jié)TOT的時間。TOT時間長，則功率低，TOT時間短則功率高，限制TOT的時間最短為可控硅的最小關(guān)斷時間。每一個逆變電流過零點都觸發(fā)Τ0Τ，即每一個周期TOT計時的初始是由上一個觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的逆變電流過零點來觸發(fā)。每一個周期都確保TOT的計時寬度，工作穩(wěn)定可靠。
【權(quán)利要求】
1.一種串聯(lián)諧振中頻電源周期TOT控制電路，其特征在于具有: 比較器(Ul)正輸入端與接地端(GND)相連，負輸入端與逆變電流輸入端(CTRRENT)相連，輸出端通過第一電阻(Rl)與電壓端(V)相連； 第二反相器(U2)輸出端分別與第七與非門(U7)第一輸入端相連、通過第四電阻(R4)與第六與非門(U6)第一輸入端相連、與第三反相器(U3)輸入端相連,輸入端與比較器(Ul)輸出端相連； 第七與非門(U7)第二輸入端與第五反相器(U5)輸出端相連；輸出端與第八與非門(U8)第一輸入端相連； 第六與非門(U6)第一輸入端分別與第五反相器(U5)輸入端相連、通過第一電容(Cl)與接地端(GND)相連，第二輸入端與第三反相器(U3)輸出端相連，輸出端與第八與非門(U8)第二端相連； 運算放大器(U4)同相輸入端通過第二電阻(R2)與接地端(GND)相連，反相輸入端通過第三電阻(R3)與控制電壓輸入端(CONTROL)相連，輸出端通過第六電阻(R6)與二極管(Dl)正極相連，同相輸入端還與二極管(Dl)正極相連； 第五電阻(R5)兩端分別與運算放大器(U4)反相輸入端和輸出端相連； 定時器(U9)低觸發(fā)端(Tri)與第八與非門(U8)輸出端相連，控制電壓端(CV)通過第二電容(C2)與接地端(GND)相連，放電端(Dis)通過第七電阻(R7)與定時器(U9)高觸發(fā)端(Thr)相連，高觸發(fā)端(Thr)分別與二極管(Dl)負極相連、通過第三電容(C3)與接地端(GND)連接，輸出端(OUT)與驅(qū)動端(DRIVE)相連，重置端(Re)與電壓端(V)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)諧振中頻電源周期TOT控制電路，其特征在于: 其中，所述比較器(Ul)為LM339比較器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)諧振中頻電源周期TOT控制電路，其特征在于: 其中，所述第二反相器(U2)、所述第三反相器(U3)和所述第五反相器(U5)為CD4090反相器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)諧振中頻電源周期TOT控制電路，其特征在于: 其中，所述運算放大器(U4)為LF347運算放大器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)諧振中頻電源周期TOT控制電路，其特征在于: 其中，所述定時器(U9)為555定時器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)諧振中頻電源周期TOT控制電路，其特征在于: 其中，所述二極管(Dl)為1N4148快恢復(fù)二極管。
【文檔編號】H02M1/08GK203416159SQ201320540473
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】郭威, 李俊, 馮強 申請人:上海新研工業(yè)設(shè)備有限公司