关键词:
可控硅中频电源
信号检测
可控硅驱动
工程化
摘要:
感应加热电源利用电磁感应原理对金属器件进行非接触式加热,具有高效、清洁的特点,现已广泛应用于工业加热领域。随着感应加热电源负载种类越来越多,加热方式、环境越来越复杂,对可控硅中频电源的工程化应用提出了更高的要求。本文以基于超前负载电压过零时刻特定时间进行逆变换相的可控硅中频电源为研究对象,分析了影响信号检测与可控硅驱动的因素,针对工程化中相序适应、量程兼容、检测参数线性化、可控硅驱动抗干扰等问题做了以下工作:针对工程化应用中相序适应问题,设计了耐高压的光耦测量电路,在省去同步变压器简化电路结构的基础上,完成了正序、反序、缺项等工作状态以及周期、相位等信号的检测,使得系统能自动适应供电电源相序的变化。针对不同工况尤其是重载情况下启动时负载电压较小、频率跟踪比较困难等问题,设计了基于恒流管与光耦组合的耐高压低导通门限比较电路,过零比较时刻抖动区间更小,容错能力更强。中频电源负载频率多变,模拟滤波网络在降低干扰幅值的同时会带来相位偏移,对频率检测的通用性带来了很大的麻烦,在采用高输入电压比较电路的同时,采用取抖动中间值与类施密特性质的数字滤波电路来逼近真实过零点,从而准确识别出负载频率与相位。针对中频电压、供电电流在整个幅值量程内,检测电路参数难以线性化、高低量程不兼容的问题,设计了双通道幅值检测电路,将幅值检测分段线性化处理。在分析可控硅驱动条件以及工程应用中抗干扰需求的基础上,本文设计了强触发抗干扰的可控硅驱动电路,省去了脉冲变压器,能产生较强的触发与维持导通效果,类推挽的结构能有效的滤除干扰脉冲,同时基于FPGA设计的移相控制电路,调试方面,复用灵活。论文对信号检测电路与可控硅驱动电路进行了测试,结果表明,本文设计的信号检测电路与可控硅驱动电路能够满足中频电源工程应用中的相序适应需求;幅值检测参数线性度得到改善,复杂工况下高低量程下都能识别负载频率;能有效滤除工程应用中的电磁干扰驱动可控硅。