[实用新型]一种用于调节脉冲密度输出功率的控制电路

说明书

本实用新型公开了一种用于调节脉冲密度输出功率的控制电路，涉及电源输出功率控制技术领域，控制电路连接有逆变电路，控制电路包括依次连接的采样电路、信号处理电路、信号转换电路、脉冲密度控制电路，采样电路还连接有频率跟踪电路，频率跟踪电路连接脉冲密度控制电路后连接逆变电路。通过在逆变电路处增加输出功率闭环控制电路，以采集逆变电路直流侧电流方式实现闭环功率调节，进而实现逆变电路输出功率不变。通过对输出功率进行平均化处理，进一步减小了输出电流纹波和电流偏置，克服了传统脉冲密度控制输出功率非线性和离散性的缺点。

技术领域

本实用新型涉及电源输出功率控制技术领域，具体涉及一种用于调节脉冲密度输出功率的控制电路。

背景技术

感应加热电源主电路结构包括依次连接的整流电路、滤波电路、逆变电路、负载以及与整流电路和逆变电路连接的控制电路。整流器将一定频率的交流电转换为直流电DC，直流电DC经过滤波电路减小直流电流的波动后，送往逆变电路，逆变电路将平滑的直流电转换为感应加热负载所需频率的交流电AC。控制电路完成可控整流电路移相控制触发脉冲信号的产生、逆变电路驱动脉冲信号形成、频率跟踪以及电流过电压保护等任务。

在感应加热处理中，根据工艺要求的不同，需要对逆变电路的输出功率进行控制，从而能够在一定的时间内达到设定的温度值。但同时负载等效参数会随着加热过程中温度的变化而改变，因此需要对感应加热电源进行功率调节，保证电源输出功率能够根据负载的变化而自动改变。根据控制环节的不同，感应加热功率调节方式主要分为：整流侧功率控制、直流侧功率控制和逆变侧功率控制。整流侧功率主要采用三相可控硅相控整流调压调功，直流侧功率控制通常采用直流斩波调节来改变逆变电路输入直流电压，逆变侧功率控制主要包括脉冲频率调节、脉冲移相调节和脉冲密度控制。

脉冲频率调节方式适用于较高的负载品质因数场合或者输出功率调节范围不大的场合，在高频低负载情况下，换流时容易出现开关器件拖尾电流大或者流过二极管电流比较大，开关损耗比较可观，设备效率低。对于脉冲移相调节方式来说，当负载的谐振频率变化不大，尤其当负载品质因数较高时，逆变电路的工作频率基本保持恒定。脉冲移相调节较脉冲频率调节方法负载适应性更强，具有更小的开关损耗，但轻载时移相角较大、输出电压脉冲宽度小、输出电压和电流谐波含量高，而且会产生近似为三角波的电流波形畸变。而脉冲密度控制方式，对应功率开关器件通常工作在零电压和零电流开关状态，开关损耗和电磁干扰小，输出功率因数接近于1，适合于开环工作场合。当需要功率闭环控制时，工作稳定性差，轻载时负载电流易出现波动甚至断续，使逆变电路无法完成对负载谐振频率的跟踪，给相位锁定带来困难。目前提出的均匀脉冲密度控制方式进一步拓宽了负载电流连续工作的范围，提高了负载输出功率的调节精度，但是仍然无法避免脉冲密度控制功率输出有级性和负载电流断续的缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为解决通过脉冲密度控制方式对感应加热功率调节，在开环方式下难以保证输出功率的稳定性的问题，提供了一种用于调节脉冲密度输出功率的控制电路。通过增加输出功率闭环控制电路，以采集逆变电路直流侧电流方式实现闭环功率调节，进而实现逆变电路输出功率不变。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于调节脉冲密度输出功率的控制电路，控制电路连接有逆变电路，控制电路包括依次连接的采样电路、信号处理电路、信号转换电路、脉冲密度控制电路，采样电路还连接有频率跟踪电路，频率跟踪电路连接脉冲密度控制电路后连接逆变电路。

进一步地，所述信号处理电路的具体连接方式如下：

二极管D1、D3一端共同连接后连接电阻R1，二极管D2、D4一端共同连接够连接电阻R2；电阻R1另一端分别连接电阻R3、电容C1和电感L1，电感L1的另一端分别连接电容C2、电阻R4，电阻R4的另一端分别连接电容C3、电阻R5、二极管D5和运算放大器U1，电阻R2、R3、R5及电容C1、C2、C3另一端共同连接后接地；