一種并聯(lián)感應(yīng)加熱電源過壓保護電路及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及感應(yīng)加熱電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種并聯(lián)感應(yīng)加熱電源過壓保護電路及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，直流過壓保護電路是并聯(lián)感應(yīng)加熱電源中的一個重要組成部分。用在設(shè)計容量大于10kW的感應(yīng)加熱電源中。在感應(yīng)加熱電源工作的過程中，由于電抗器的存在，晶閘管關(guān)斷引起的過電壓，可達工作電壓峰值的5?6倍，有可能將IGBT逆變橋損毀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服【背景技術(shù)】中的不足，本發(fā)明提供一種并聯(lián)感應(yīng)加熱電源過壓保護電路及方法。
[0004]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用技術(shù)方案如下:
一種并聯(lián)感應(yīng)加熱電源過壓保護電路，包括:直流電壓采樣電路、過電壓比較判斷電路、保護晶閘管驅(qū)動電路，所述直流電壓采樣電路連接至并聯(lián)感應(yīng)加熱電源的逆變器直流電壓輸入端，直流電壓采樣電路輸出端連接至過電壓比較判斷電路，過電壓比較判斷電路通過保護晶閘管驅(qū)動電路與保護晶閘管觸發(fā)端相連。此外，該并聯(lián)感應(yīng)加熱電源過壓保護電路還與感應(yīng)加熱電源的主控/驅(qū)動電路相連，用于發(fā)送保護報警信號和接收外部保護信號。
[0005]—種并聯(lián)感應(yīng)加熱電源過壓保護電路，所述直流電壓采樣電路由串聯(lián)的電阻與阻容電路串聯(lián)連接組成，串聯(lián)的電阻與阻容電路的連接點為電壓采樣輸出端。
[0006]—種并聯(lián)感應(yīng)加熱電源過壓保護電路，所述過電壓比較判斷電路包括:比較電路、過電壓的正向電壓電路和過電壓的負向電壓電路、判斷電路，
所述比較電路由集成電路U8、U9元件連接構(gòu)成，集成電路U8、U9型號為LM111;
所述過電壓的正向電壓電路由撥碼開關(guān)SW1、電阻R5、R6、R7、可變電阻RP1、電阻R12、電容Cl 4元件電連接組成；
所述過電壓的負向電壓電路由撥碼開關(guān)SW2、電阻R25、R26、R27、R28、C25、可變電阻RP2元件電連接組成；
所述判斷電路由發(fā)光電路TX1、光接收電路RXl、電流驅(qū)動芯片U10、集成芯片Ull電連接組成，電流驅(qū)動芯片UlO型號為ICL7667，集成芯片1]11型號為!《^1^400。
[0007]—種并聯(lián)感應(yīng)加熱電源過壓保護電路，所述保護晶閘管驅(qū)動電路由反相集成芯片U6、U7通過轉(zhuǎn)換開關(guān)JPl與可控硅組電路輸入端相連組成，可控硅組電路由可控硅Ql通過串聯(lián)的電阻R21、R22與可控硅Q2連接組成，串聯(lián)電阻R21、R22的端點分別通過接口與外接保護晶閘管的門極相連。
[0008]—種并聯(lián)感應(yīng)加熱電源的過壓保護方法，其步驟如下:
I)、直流電壓采樣電路對電抗器和逆變橋之間的直流電壓進行采樣，直流電壓經(jīng)R23、尺24、1?8、1?9、1?10、1?11工24進行分壓，在1?23、1?24、024兩端獲得一個較低的直流電壓，采樣分壓后電壓送至過電壓比較判斷電路的輸入端接口 J6;
2)、當并聯(lián)感應(yīng)加熱電源的主電路直流電壓正常時，輸入端接口J6送至U8同相輸入端的電壓小于反相輸入端電壓，U8的7腳輸出負電壓，D2和D13截止;輸入端接口 J6送至U9反相輸入端的電壓大于同相輸入端電壓，U9的7腳也輸出負電壓，D3和D14截止；
3)、此時只要光電接收裝置RXl沒有接收到報警信號，D15也截止，電流驅(qū)動芯片UlO(1(^7667)的4腳通過1?30接地，獲得一個低電平，1]10的5輸出+ 15￥，經(jīng)1?1、201、了乂1、016分壓，光電發(fā)射裝置TXl發(fā)光通過光纖送至主控電路，表明此時電壓正常；
當并聯(lián)感應(yīng)加熱電源出現(xiàn)故障，過壓保護電路能夠觸發(fā)保護晶閘管；
第一、當并聯(lián)感應(yīng)加熱電源的主電路直流電壓超出正向允許值時，輸入端接口 J6送至U8同相輸入端的電壓大于反相輸入端電壓，U8的7腳輸出正電壓，D2和D13導(dǎo)通;U9電路不受影響;一方面電流驅(qū)動芯片U10(ICL7667)的4腳通過R30接地，獲得一個高電壓，UlO的5腳輸出低電平，TXl不發(fā)光，表明此時電壓異常；
并聯(lián)感應(yīng)加熱電源的主控電路會將主接觸器切斷；另一方面，UlO的7腳輸出低電平，送至光耦1]5、譏1(!?^2400)，1]5的6腳輸出+5￥，1]11的6腳輸出-1(^;
U5 的 6 腳輸出+5V，U11 的 6腳輸出-10V，分別經(jīng) U6、U7 反相，Q1(IRF9530)、Q2(IRF530)的柵極獲得低電平，Ql為P溝道MOSFET，Q2為N溝道MOSFET ； Ql導(dǎo)通，Q2截止，C0N3的GK之間獲得一個高電壓，送至保護晶閘管，將電抗器中的能量瞬間釋放掉，避免損壞逆變橋；
第二、當并聯(lián)感應(yīng)加熱電源的主電路直流電壓超出負向允許值時，輸入端接口 J6送至U9反相輸入端的電壓小于同相輸入端電壓，U9的7腳輸出正電壓，D3和D14導(dǎo)通;U8電路不受影響;其他電路的工作狀態(tài)和正向超電壓時一樣；
第三、當并聯(lián)感應(yīng)加熱電源出現(xiàn)除過壓的超溫、頻率失鎖、過流、冷卻水壓超限故障時，RXl會從主控電路中接收到故障信號，D15導(dǎo)通，在R30的上端獲得一個高電平，通過U10、U5、U6、Ql、Q2去觸發(fā)保護晶閘管。
[0009]由于采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性:
一種并聯(lián)感應(yīng)加熱電源過壓保護電路及方法，是在電抗器和逆變橋之間設(shè)置直流過壓保護電路，在電抗器和逆變橋之間對直流電壓進行檢測，如果出現(xiàn)過電壓的情況，將保護晶閘管開通，同時通過主控電路將主接觸器斷開，以免損壞逆變橋。
[0010]【【附圖說明】】
圖1是并聯(lián)感應(yīng)加熱電源過壓保護電路的方框示意圖；
圖2是過壓保護電路的直流電壓采樣電路原理圖；
圖3是過壓保護電路的過電壓比較判斷電路原理圖；
圖4是過壓保護電路的保護晶閘管驅(qū)動電路原理圖；
【【具體實施方式】】
如圖1、2、3、4所示，一種并聯(lián)感應(yīng)加熱電源過壓保護電路，包括:直流電壓采樣電路、過電壓比較判斷電路、保護晶閘管驅(qū)動電路，所述直流電壓采樣電路連接至并聯(lián)感應(yīng)加熱電源的逆變器直流電壓輸入端，直流電壓采樣電路輸出端連接至過電壓比較判斷電路，過電壓比較判斷電路通過保護晶閘管驅(qū)動電路與保護晶閘管觸發(fā)端相連;保護晶閘管驅(qū)動電路通過主控/驅(qū)動電路與并聯(lián)感應(yīng)加熱電源的逆變橋輸入端相連。
[0011]所述直流電壓采樣電路由串聯(lián)的電阻與阻容電路串聯(lián)連接組成，串聯(lián)的電阻與阻容電路的連接點為電壓采樣輸出端。
[0012]所述過電壓比較判斷電路包括:比較電路、過電壓的正向電壓電路和過電壓的負向電壓電路、判斷電路，所述比較電路由集成電路U8、U9元件連接構(gòu)成，集成電路U8、U9型號為LMl 11;所述過電壓的正向電壓電路由撥碼開關(guān)SWl、電阻R5、R6、R7、可變電阻RPl、電阻R12、電容C14元件電連接組成;所述過電壓的負向電壓電路由撥碼開關(guān)SW2、電阻R2 5、R26、R27、R28、C25、可變電阻RP2元件電連接組成；所述判斷電路由發(fā)光電路TX1、光接收電路RXl、電流驅(qū)動芯片U10、集成芯片Ull電連接組成，電流驅(qū)動芯片UlO型號為ICL7667，集成芯片Ull型號為HCPL2400。見圖3描述。
[0013]所述保護晶閘管驅(qū)動電路由反相集成芯片U6、U7通過轉(zhuǎn)換開關(guān)JPl與可控硅組電路輸入端相連組成，可控硅組電路由可控硅QI通過串聯(lián)的電阻R21、R22與可控硅Q2連接組成，串聯(lián)電阻R21、R22的端點分別通過接口與外接保護晶閘管的門極相連;見圖4描述。
[0014]—種并聯(lián)感應(yīng)加熱電源的過壓保護方法，其步驟如下:
1、直流電壓采樣電路對電抗器和逆變橋之間的直流電壓進行采樣，直流電壓經(jīng)R23、