[发明专利]一种基于Atmega128单片机的电磁感应加热控制器及控制方法

说明书

本发明涉及一种基于Atmega128单片机的电磁感应加热控制器及控制方法，属于电磁感应加热设备技术领域。技术方案是：220V交流电（1）、整流滤波电路（2）、逆变电路（3）、滤波及谐振电路（4）和电磁感应加热线圈（5）依次连接，电源模块（6）的输入端与整流滤波电路（2）互相连接，输出端分别与驱动电路（7）、隔离电路（8）和控制电路（9）连接，电磁感应加热线圈（5）与控制电路（9）互相连接。本发明的有益效果是：电路简单、经济适用，使IGBT的开关频率跟随谐振频率的变化而变化，保证了感应加热电源的最大功率输出，并且减少了开关管的损耗。

技术领域

本发明涉及一种基于Atmega128单片机的电磁感应加热控制器及控制方法，属于电磁感应加热设备技术领域。

背景技术

电磁感应加热技术是一种新型的加热技术，它根据电磁感应原理，是利用工件中涡流产生的热量来进行加热的，和传统的加热方式相比，它加热效率高、速度快、可靠性高，易于实现高温和局部的加热，并且在工业加热领域已经得到了广泛的应用。但感应加热电源在运行过程中，由于负载温度的变化和炉料熔化等因素的影响，

会造成负载的等效参数发生变化，从而引起负载固有谐振频率发生变化，使加热电源功率因数降低，有功功率输出减少，开关损耗增大。

发明内容

本发明目的是提供一种基于Atmega128单片机的电磁感应加热控制器及控制方法，以AVR单片机ATmega128为核心、充分利用高性能AVR单片机的片内资源，使IGBT（能源变换与传输的核心器件）的开关频率跟随谐振频率的变化而变化，保证了感应加热电源的最大功率输出，并且减少了开关管的损耗，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：一种基于Atmega128单片机的电磁感应加热控制器，包含220V交流电、整流滤波电路、逆变电路、滤波及谐振电路、电磁感应加热线圈、电源模块、驱动电路、隔离电路和控制电路，所述220V交流电、整流滤波电路、逆变电路、滤波及谐振电路和电磁感应加热线圈依次连接，电源模块的输入端与整流滤波电路互相连接，输出端分别与驱动电路、隔离电路和控制电路连接，电磁感应加热线圈与控制电路互相连接。

所述控制电路包含温度与电流信号采集单元、热敏电阻及电流互感器、A/D（模拟/数字）采集单元、键盘模块、 Atmega128单片机、 控制IGBT通断单元、显示单元、谐振电路和指示灯和风扇驱动单元，控制电路通过温度与电流信号采集单元与电磁感应加热线圈连接，温度与电流信号采集单元、热敏电阻及电流互感器、A/D采集单元、Atmega128单片机、控制IGBT通断单元和谐振电路依次连接，键盘模块的输出端与Atmega128单片机连接，Atmega128单片机的输出端分别与显示单元和指示灯和风扇驱动单元互相连接。

一种基于Atmega128单片机的电磁感应加热控制方法，采用上述控制器，步骤如下：220V交流电经过整流滤波电路转化为直流电，直流电通过逆变电路转化为高频交流电，高频交流电作用于滤波及谐振电路，使系统产生高频电磁场作用于电磁感应加热线圈产生涡流最终使线圈加热；其中电源模块采集整流电路信号，作用于控制电路、隔离电路和驱动电路，使滤波谐振电路达到最佳谐振点，保证感应加热电源的最大功率输出，并减少开关管的损耗；同时，控制电路监测电磁感应加热线圈的温度信号，设定温度限制，实现加热器的自动开通与关断，实现自动控制；所述控制电路，温度与电流信号采集单元采集电磁感应加热线圈当前温度，经过热敏电阻及电流互感器转化为模拟量，在经过A/D采集单元将信号转化为数字量，Atmega128单片机根据采集来的信号来控制谐振频率作用于IGBT驱动模块来驱动控制IGBT通断，达到控制谐振频率的效果，使系统工作于最佳谐振点，显示单元显示当前系统工作频率。

同时键盘模块还可以输入频率、温度等指令，与Atmega128单片机通讯，来达到自己想要的温度与频率范围。系统还有指示灯和风扇驱动单元来监测控制器当前工作状态。