專利名稱：用于減小的開(kāi)關(guān)應(yīng)力的感應(yīng)加熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及感應(yīng)加熱系統(tǒng)，更具體涉及使用脈沖激發(fā)器的感應(yīng)加熱系統(tǒng)，以提供具有最小開(kāi)關(guān)應(yīng)力(switch stress)的有效加熱。
背景技術(shù)：
術(shù)語(yǔ)“感應(yīng)加熱”通常描述其中交流通過(guò)線圈以生成交流磁通量的過(guò)程。當(dāng)線圈放置在要加熱的金屬物體緊密附近或纏繞要加熱的金屬物體時(shí)，交流磁通量感應(yīng)地耦合到線圈的負(fù)載并在金屬物體內(nèi)生成渦流，導(dǎo)致金屬物體被加熱。由于它的功能，線圈經(jīng)常被稱為“工作線圈”或“感應(yīng)頭”(induction head)，而將被加熱的金屬物體稱為“負(fù)載”。感應(yīng)加熱可用于許多目的，包括彎曲粘合劑、金屬硬化、銅焊、焊接、熔接以及其他其中熱量是必須的媒介或催化劑的制造工藝。
認(rèn)為感應(yīng)加熱領(lǐng)域是完善的，具有已經(jīng)開(kāi)發(fā)用來(lái)控制供應(yīng)到感應(yīng)頭的功率以及因此在負(fù)載中產(chǎn)生的熱量的多種感應(yīng)加熱系統(tǒng)。一種類型的感應(yīng)加熱系統(tǒng)，通常被稱為諧振系統(tǒng)，通常包括電源、通常由工作線圈和電容器形成的諧振感應(yīng)頭、以及某些其它類型的開(kāi)關(guān)裝置來(lái)控制電源將功率傳遞到諧振感應(yīng)頭。通常，開(kāi)關(guān)裝置是閉合的，以使得電源將電流提供給諧振感應(yīng)頭，導(dǎo)致將能量存儲(chǔ)在工作線圈內(nèi)。當(dāng)開(kāi)關(guān)裝置是開(kāi)啟的時(shí)，感應(yīng)頭開(kāi)始諧振并生成振蕩電壓和相應(yīng)的振蕩電流，以及所存儲(chǔ)的能量被放電到負(fù)載作為熱量。
在振蕩的第一半周期期間，最大量的能量被從感應(yīng)頭傳遞到負(fù)載。因此，為提供負(fù)載的最迅速的和最有效的加熱，通常將傳統(tǒng)感應(yīng)加熱系統(tǒng)配置為當(dāng)在第一半周期結(jié)束，振蕩電壓達(dá)到零時(shí)，通過(guò)操作開(kāi)關(guān)裝置將所存儲(chǔ)的能量補(bǔ)充到感應(yīng)頭。然而，在開(kāi)關(guān)裝裝置處這經(jīng)常不與零電壓相符合，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)裝置的潛在應(yīng)力，或者需要復(fù)雜的開(kāi)關(guān)裝置來(lái)工作。
感應(yīng)加熱系統(tǒng)，特別是那些使用諧振感應(yīng)頭的那些，將從簡(jiǎn)化的方案中受益，該簡(jiǎn)化的方案基本上最小化開(kāi)關(guān)的應(yīng)力，同時(shí)還提供迅速和有效的負(fù)載加熱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供感應(yīng)加熱系統(tǒng)。該感應(yīng)加熱系統(tǒng)包括電源開(kāi)關(guān)、諧振加熱電路以及脈沖激發(fā)器。將諧振加熱電路配置為響應(yīng)于DC脈沖輸入而生成振蕩電壓。該脈沖激發(fā)器位于橫跨電源開(kāi)關(guān)并配置為監(jiān)測(cè)橫跨電源開(kāi)關(guān)的電壓，并當(dāng)在振蕩電壓的第一周期期間檢測(cè)到橫跨電源開(kāi)關(guān)的基本零電壓時(shí)啟動(dòng)將隨后的DC脈沖應(yīng)用于諧振加熱電路。


包括附圖以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并將附圖合并在此以構(gòu)成本說(shuō)明的一部分。

了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并連同說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本發(fā)明的原理。當(dāng)連同附圖研究時(shí)，參照下面的詳細(xì)說(shuō)明，將容易地理解本發(fā)明的其他實(shí)施例和本發(fā)明的許多期望優(yōu)勢(shì)，在整個(gè)附圖中相同參考標(biāo)號(hào)指代相似部件。
圖1是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)加熱系統(tǒng)的一個(gè)示例性實(shí)施例的框圖。
圖2是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)加熱系統(tǒng)的一個(gè)示例性實(shí)施例的原理框圖。
圖3是說(shuō)明橫跨根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的感應(yīng)加熱系統(tǒng)的電源開(kāi)關(guān)的電壓的示例性曲線圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，通常用20指代根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)加熱系統(tǒng)。感應(yīng)加熱系統(tǒng)20包括整流器22、諧振加熱電路24、電源開(kāi)關(guān)26、脈沖控制器28、以及脈沖激發(fā)器30。將感應(yīng)加熱系統(tǒng)20配置為感應(yīng)地連接到外部電氣導(dǎo)電負(fù)載34并操作為控制電源開(kāi)關(guān)26的開(kāi)關(guān)，以使得提供負(fù)載34的基本上最大的加熱，同時(shí)并發(fā)地基本上最小化電源開(kāi)關(guān)26的開(kāi)關(guān)應(yīng)力。
整流器22可經(jīng)由第一輸入結(jié)點(diǎn)38和第二輸入結(jié)點(diǎn)40連接到A/C電源36，并配置為在輸出結(jié)點(diǎn)42提供DC電壓電平。諧振加熱電路24連接在整流器輸出節(jié)點(diǎn)42和節(jié)點(diǎn)44之間，以及電源開(kāi)關(guān)26連接在節(jié)點(diǎn)44和接地節(jié)點(diǎn)46之間。脈沖控制器28配置為經(jīng)由通路48向電源開(kāi)關(guān)26提供開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，以使得電源開(kāi)關(guān)26首先閉合，然后在預(yù)設(shè)持續(xù)時(shí)間之后開(kāi)啟，以由此將DC脈沖提供給諧振加熱電路24。該預(yù)設(shè)持續(xù)時(shí)間是基于諧振加熱系統(tǒng)24能夠存儲(chǔ)而沒(méi)有持續(xù)損壞(sustaining damage)的最大能量值。諧振加熱電路24響應(yīng)于DC脈沖而生成震蕩電壓和相關(guān)聯(lián)的振蕩電流和交流磁通量，以由此加熱感應(yīng)地連接的外部負(fù)載34。
脈沖激發(fā)器30并聯(lián)地連接并配置為監(jiān)測(cè)橫跨電源開(kāi)關(guān)26的電壓。當(dāng)在振蕩電壓的第一周期期間，橫跨電源開(kāi)關(guān)26的電壓基本上等于零時(shí)，脈沖激發(fā)器30還配置為經(jīng)由通路50將脈沖啟動(dòng)信號(hào)提供給脈沖控制器30，以使得脈沖控制器25啟動(dòng)將后續(xù)的DC脈沖施加到諧振加熱電路24。通過(guò)當(dāng)在振蕩電壓的第一周期期間，橫跨電源開(kāi)關(guān)26的電壓基本上等于零時(shí)閉合電源開(kāi)關(guān)26，根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)加熱系統(tǒng)30基本上最大化外部負(fù)載34的加熱并且基本上最小化電源開(kāi)關(guān)26的開(kāi)關(guān)應(yīng)力。
圖2是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)加熱系統(tǒng)20的一個(gè)示例性實(shí)施例的原理框圖60。整流器22是標(biāo)準(zhǔn)的二極管橋接整流器，包括四個(gè)二極管62、64、66和68。第一二極管62具有連接到第一輸入節(jié)點(diǎn)38的陽(yáng)極和連接到輸出節(jié)點(diǎn)42的陰極。第二二極管64具有連接到第二輸入節(jié)點(diǎn)40的陽(yáng)極和連接到輸出節(jié)點(diǎn)42的陰極。第三二極管66具有連接到地46的陽(yáng)極和連接到第一輸入節(jié)點(diǎn)38的陰極。第四二極管68具有連接到地46的陽(yáng)極和連接到第二輸入節(jié)點(diǎn)40的陰極。整流器22可連接到外部A/C源36并配置為在輸出節(jié)點(diǎn)42提供DC電壓電平。
諧振加熱電路24包括諧振電容器70和工作磁頭(working head)72，該工作磁頭72包括纏繞鐵氧體磁芯76的感應(yīng)加熱線圈74。諧振電容器與感應(yīng)加熱線圈74并聯(lián)地連接，并具有連接到整流器輸出節(jié)點(diǎn)42的第一端和連接到節(jié)點(diǎn)44的第二端。諧振加熱電路24響應(yīng)于DC電壓脈沖生成振蕩電壓和相關(guān)聯(lián)的振蕩電流以及鐵氧體磁芯76內(nèi)的交流磁通量，以由此加熱感應(yīng)地連接的外部負(fù)載34。在一個(gè)實(shí)施例中，工作磁頭72使用柔性引線連接到諧振電容器70，能夠使得工作磁頭72相對(duì)于感應(yīng)加熱系統(tǒng)20可移動(dòng)，并與例如負(fù)載34的要加熱的遠(yuǎn)程負(fù)載相接觸。在一個(gè)實(shí)施例中，工作磁頭72不包括鐵氧體磁芯76。
電源開(kāi)關(guān)26包括絕緣柵雙極晶體管(IGBT)，該絕緣柵雙極晶體管包括柵極80、連接到節(jié)點(diǎn)44的集電極82、以及連接到地46的射極。在其他實(shí)施例中，電源開(kāi)關(guān)26包括場(chǎng)效應(yīng)管(FET)、雙極結(jié)晶體管(BJT)、或硅控整流器(SCR)。脈沖控制器28配置為經(jīng)由通路48將開(kāi)關(guān)控制信號(hào)提供給電源開(kāi)關(guān)26，以使得電源開(kāi)關(guān)26首先閉合，然后在預(yù)設(shè)持續(xù)時(shí)間之后開(kāi)啟，以由此將DC電壓脈沖提供給諧振加熱電路24。該預(yù)設(shè)持續(xù)時(shí)間基于在持續(xù)損壞之前諧振加熱電路24能夠存儲(chǔ)的最大能量。脈沖控制器28配置為在感應(yīng)加熱系統(tǒng)20的初始啟動(dòng)之后關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)26，以由此啟動(dòng)第一DC電壓脈沖到諧振加熱電路24，并且隨后閉合電源開(kāi)關(guān)26以基于經(jīng)由通路50從脈沖激發(fā)器30接收脈沖啟動(dòng)信號(hào)而啟動(dòng)隨后的DC電壓脈沖到諧振加熱電路24。
脈沖激發(fā)器30與電源開(kāi)關(guān)26并聯(lián)連接，并包括分壓器90和電平開(kāi)關(guān)92。分壓器90包括降壓電阻94、監(jiān)測(cè)電阻96、以及多個(gè)二極管98。降壓電阻94具有連接到節(jié)點(diǎn)44的第一端和連接到監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)100的第二端。監(jiān)測(cè)電阻96在監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)100和地46之間連接。多個(gè)二極管100陰極對(duì)陽(yáng)極地串連，并且與監(jiān)測(cè)電阻96并聯(lián)，并且多個(gè)二極管的第一個(gè)二極管的陽(yáng)極連接到監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)100以及多個(gè)二極管的最后一個(gè)二極管的陰極連接到地46，并且用于將橫跨監(jiān)測(cè)電阻96的電壓限定為最大電平。
當(dāng)電源開(kāi)關(guān)26位于關(guān)閉位置時(shí)，節(jié)點(diǎn)44連接到地，這有效地將脈沖激發(fā)器30從系統(tǒng)中除去，同時(shí)將DC電壓脈沖施加到諧振加熱電路24。當(dāng)通過(guò)開(kāi)啟電源開(kāi)關(guān)26而將DC電壓脈沖從諧振加熱電路24中除去時(shí)，諧振加熱電路24開(kāi)始生成振蕩電壓。在DC輸出節(jié)點(diǎn)42上的DC電壓電平和由諧振電路24生成的振蕩電壓的總和呈現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)44，或集電極82，到地46，并且在下文中被稱為VC(集電極82到地的電壓)。當(dāng)諧振加熱電路24生成振蕩電壓時(shí)，VC出現(xiàn)為具有基本上等于在DC輸出節(jié)點(diǎn)42的DC輸出電平的DC偏移的振蕩波形。VC還呈現(xiàn)為橫跨分壓器90的降壓電阻94和監(jiān)測(cè)電阻96，大部分該電壓橫跨降壓電阻94，以及橫跨監(jiān)測(cè)電阻96的從節(jié)點(diǎn)100到地56的監(jiān)測(cè)電壓。當(dāng)VC振蕩時(shí)，橫跨監(jiān)測(cè)電阻96的監(jiān)測(cè)電壓也振蕩。在下面的圖3中更加詳細(xì)地圖形說(shuō)明VC。
電平開(kāi)關(guān)92是反向互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)施密特觸發(fā)器102，具有連接到監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)100并接收監(jiān)測(cè)電壓的輸入104，以及經(jīng)由通路28連接到脈沖控制器28的輸出106。施密特觸發(fā)器102配置為具有磁滯，使得具有低電壓設(shè)置點(diǎn)和高電壓設(shè)置點(diǎn)。施密特觸發(fā)器102配置為比較監(jiān)測(cè)電壓和低和高電壓設(shè)置點(diǎn)，并在輸出106提供脈沖啟動(dòng)信號(hào)，導(dǎo)致當(dāng)監(jiān)測(cè)電壓基本上等于低電壓設(shè)置點(diǎn)時(shí)，脈沖控制器28啟動(dòng)將隨后的DC脈沖施加到諧振電路24。在一個(gè)實(shí)施例中，低電壓設(shè)置點(diǎn)是遞增地大于零的預(yù)設(shè)值，使得當(dāng)考慮到包括在脈沖激發(fā)器30和脈沖控制器28中的固有傳播延遲時(shí)，電源開(kāi)關(guān)26實(shí)際上在監(jiān)測(cè)電壓，并且因此VC具有基本上等于零的值時(shí)閉合，所述脈沖激發(fā)器30將脈沖啟動(dòng)信號(hào)提供給脈沖控制器18，而所述脈沖控制器28將開(kāi)關(guān)控制信號(hào)提供給電源開(kāi)關(guān)26。
圖3是橫跨電源開(kāi)關(guān)從集電極82到地的電壓的示例性曲線圖120，該電壓在下文中稱為VC，并旨在幫助描述感應(yīng)加熱系統(tǒng)20的操作。在時(shí)間t0，沒(méi)有A/C電源施加到第一和第二輸入節(jié)點(diǎn)38和40，VC等于零，如122所示。在時(shí)間t1，如124所示，A/C電源36橫跨第一和第二輸入節(jié)點(diǎn)38和40被施加，導(dǎo)致整流器22提供DC電壓電平(VDC)并產(chǎn)生基本上等于VDC的從集電極82到地46的DC電壓。在感應(yīng)加熱系統(tǒng)20的初始啟動(dòng)之后，脈沖控制器28配置為經(jīng)由線路110將電源開(kāi)關(guān)控制信號(hào)提供給柵極80，以使得IGBT78變?yōu)榍跋蚱貌⒔?jīng)由射極84將集電極接地46，如在126的時(shí)間t2所示。脈沖控制器28配置為在從t2到時(shí)間t3期間(Δt)128將IGBT78保持在前向偏置條件下。在該持續(xù)時(shí)間期間，經(jīng)由射極84將集電極82短路到地46，使得具有基本上等于VDC的幅度和持續(xù)時(shí)間Δt的DC電壓脈沖橫跨諧振加熱電路24施加，并導(dǎo)致在感應(yīng)線圈74內(nèi)積累電荷。持續(xù)時(shí)間Δt128確定在感應(yīng)線圈74內(nèi)所積累的電荷的幅度。
在時(shí)間t3，如在130所示，脈沖控制器28將電源開(kāi)關(guān)控制信號(hào)提供給柵極80，以使得IGBT78變?yōu)榉聪蚱?，?dǎo)致IGBT78不再傳導(dǎo)到地并因此終止DC電壓脈沖到諧振電路24。在時(shí)間t3130，感應(yīng)線圈74開(kāi)始放電到諧振電容器70，并且諧振加熱電路24開(kāi)始生成振蕩電壓，其反過(guò)來(lái)在鐵氧體磁芯76內(nèi)生成相應(yīng)的振蕩通量以加熱外部負(fù)載34。由諧振加熱電路24生成的振蕩電壓與VDC結(jié)合以形成振蕩電壓，該振蕩電壓具有基本上等于從集電極82到地46的橫跨電源開(kāi)關(guān)26的VDC的DC偏移，如在132所示。如果沒(méi)有附加的DC脈沖施加到振蕩加熱電路24，橫跨電源開(kāi)關(guān)26的振蕩波形將在DC偏移周圍逐漸衰減，或者“離去”，如虛線的波形136所示。
然而，當(dāng)電源開(kāi)關(guān)26在t3130開(kāi)啟時(shí)，電壓VC從節(jié)點(diǎn)44到地46設(shè)置，并且因此橫跨降壓電阻94和監(jiān)測(cè)電阻96，并由此在CMOS施密特觸發(fā)器102的輸入104提供監(jiān)測(cè)電壓(VMON)。由于VC從在t3130的基本上零電壓的值升高到峰值138，橫跨監(jiān)測(cè)電阻96的電壓升高，但是不限制于通過(guò)限制二極管98規(guī)定的最大值。由于VC經(jīng)過(guò)峰值138，VC的值降為限制二極管98不再前向偏置的點(diǎn)，以及降壓電阻94和偏壓電阻96用作傳統(tǒng)分壓器。
VC繼續(xù)下降，直到在140的時(shí)間t4，其達(dá)到啟動(dòng)電壓電平(VI)，如在142所示，在該點(diǎn)上在輸入104上的VMON基本上等于施密特觸發(fā)器102的低電壓設(shè)置點(diǎn)。當(dāng)VMON基本上等于該低電壓設(shè)置點(diǎn)時(shí)，施密特觸發(fā)器102在輸出106經(jīng)由通路50將脈沖啟動(dòng)信號(hào)提供給脈沖控制器28，使得脈沖控制器28將開(kāi)關(guān)控制信號(hào)提供給柵極80，其反過(guò)來(lái)使得IGBT78閉合，以由此啟動(dòng)隨后的DC脈沖到諧振加熱電路24。脈沖控制器28將IGBT78保持在前向偏置條件下第二持續(xù)時(shí)間(Δt)，在144所指示，從t4140到在146所指示的t5，以由此將隨后的DC脈沖施加到諧振加熱電路24。然后因?yàn)榧訜嶝?fù)載34所必須，重復(fù)上述過(guò)程，導(dǎo)致VC具有電壓波形，包括如峰138和148指示的一系列峰。
在上述說(shuō)明中已經(jīng)闡述了本發(fā)明的各種特征和優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然，應(yīng)該理解本發(fā)明在許多方面僅僅是說(shuō)明性的?？梢栽诓考睦缧螤睢⒊叽绾团帕械鹊募?xì)節(jié)上做出改變，而不超過(guò)本發(fā)明的范圍。由下面的權(quán)利要求的文字限定本發(fā)明范圍。
權(quán)利要求
1.一種感應(yīng)加熱系統(tǒng)，包括電源開(kāi)關(guān)；諧振加熱電路，配置為響應(yīng)于DC電壓脈沖輸入生成振蕩電壓；脈沖激發(fā)器，橫跨電源開(kāi)關(guān)，并配置為監(jiān)測(cè)橫跨電源開(kāi)關(guān)的電壓，以及當(dāng)在振蕩電壓的第一周期期間檢測(cè)到橫跨電源開(kāi)關(guān)的基本為零的電壓時(shí)，啟動(dòng)將隨后的DC電壓脈沖施加到諧振加熱電路。
2.如權(quán)利要求1的感應(yīng)加熱系統(tǒng)，其中電源開(kāi)關(guān)配置為閉合和開(kāi)啟以提供DC電壓脈沖。
3.如權(quán)利要求2的感應(yīng)加熱系統(tǒng)，其中電源開(kāi)關(guān)配置為響應(yīng)于開(kāi)關(guān)控制信號(hào)開(kāi)啟和閉合。
4.如權(quán)利要求3的感應(yīng)加熱系統(tǒng)，還包括脈沖控制器，位于脈沖激發(fā)器和電源開(kāi)關(guān)之間，并配置為將開(kāi)關(guān)控制信號(hào)提供給電源開(kāi)關(guān)，其中開(kāi)關(guān)控制信號(hào)使得電源開(kāi)關(guān)響應(yīng)于在振蕩電壓的第一周期期間脈沖激發(fā)器檢測(cè)到橫跨電源開(kāi)關(guān)的基本為零的電壓而閉合，并且在某持續(xù)時(shí)間之后開(kāi)啟，以由此將隨后的DC電壓脈沖施加到諧振加熱電路。
5.如權(quán)利要求4的感應(yīng)加熱系統(tǒng)，其中該持續(xù)時(shí)間固定在基本上等于最大允許持續(xù)時(shí)間的值上，該最大允許持續(xù)時(shí)間是基于諧振加熱電路的最大能量存儲(chǔ)容量的預(yù)設(shè)值。
6.如權(quán)利要求1的感應(yīng)加熱系統(tǒng)，其中脈沖激發(fā)器包括分壓器，橫跨電源開(kāi)關(guān)并配置為提供代表橫跨電源開(kāi)關(guān)的電壓的檢測(cè)電壓；以及電平開(kāi)關(guān)，配置為接收檢測(cè)電壓并且當(dāng)檢測(cè)電壓的電平基本上等于預(yù)設(shè)正閥值電平時(shí)，啟動(dòng)施加隨后的DC電壓脈沖。
7.如權(quán)利要求6的感應(yīng)加熱系統(tǒng)，其中分壓器包括第一電阻和第二電阻，橫跨電源開(kāi)關(guān)而串聯(lián)，其中監(jiān)測(cè)電壓是橫跨第二電阻的電壓；以及多個(gè)二極管，陽(yáng)極對(duì)陰極地橫跨第二電阻而串聯(lián)，用于限制橫跨第二電阻的電壓，以使得不損壞電平開(kāi)關(guān)。
8.如權(quán)利要求7的感應(yīng)加熱系統(tǒng)，其中二極管包括具有低電容的高速開(kāi)關(guān)開(kāi)啟二極管。
9.如權(quán)利要求1的感應(yīng)加熱系統(tǒng)，其中諧振加熱電路包括諧振電容器；以及感應(yīng)加熱線圈，與諧振電容器并聯(lián)連接。
10.如權(quán)利要求1的感應(yīng)加熱系統(tǒng)，其中電源開(kāi)關(guān)包括具有柵極、集電極和射極的絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。
11.一種感應(yīng)加熱系統(tǒng)的操作方法，包括操作電源開(kāi)關(guān)以將DC電壓脈沖橫跨諧振電路施加；使諧振電路響應(yīng)于DC電壓脈沖生成振蕩電壓；當(dāng)在振蕩電壓的第一周期期間檢測(cè)到橫跨電源開(kāi)關(guān)的基本零電壓時(shí)，將隨后的DC電壓脈沖施加到諧振電路。
12.如權(quán)利要求11的方法，其中操作電源開(kāi)關(guān)包括閉合和開(kāi)啟電源開(kāi)關(guān)。
13.如權(quán)利要求11的方法，其中檢測(cè)橫跨電源開(kāi)關(guān)的基本零電壓包括提供表示橫跨電源開(kāi)關(guān)的電壓的檢測(cè)電壓；當(dāng)檢測(cè)電壓基本上等于預(yù)設(shè)閥值時(shí)，閉合電源開(kāi)關(guān)。
14.一種可連接到AC電源的感應(yīng)加熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括整流器，可連接到AC電源并配置為在DC輸出節(jié)點(diǎn)提供DC電壓；電源開(kāi)關(guān)。具有第一端、連接到地的第二端、以及控制柵；諧振電路，在DC輸出節(jié)點(diǎn)和電源開(kāi)關(guān)的第一端之間連接；脈沖控制器，配置為將控制信號(hào)提供給電源開(kāi)關(guān)控制柵以閉合和開(kāi)啟開(kāi)關(guān)，以由此將DC電壓脈沖提供給諧振電路并導(dǎo)致諧振電路生成振蕩電壓；以及脈沖激發(fā)器，橫跨電源開(kāi)關(guān)端連接，并配置為檢測(cè)橫跨電源開(kāi)關(guān)的振蕩電壓以及將控制信號(hào)提供給脈沖控制器，指示脈沖控制器當(dāng)橫跨電源開(kāi)關(guān)的振蕩電壓達(dá)到預(yù)設(shè)閥值時(shí)閉合電源開(kāi)關(guān)，以使得當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)橫跨電源開(kāi)關(guān)的電壓基本上等于零。
15.如權(quán)利要求14的感應(yīng)加熱系統(tǒng)，其中電源開(kāi)關(guān)包括IGBT，具有配置為接收控制電壓的柵極、連接到諧振電路的集電極、以及連接到地的射極。
16.如權(quán)利要求14的感應(yīng)加熱系統(tǒng)，其中脈沖激發(fā)器包括分壓器電路，橫跨電源開(kāi)關(guān)端連接，并配置為提供表示橫跨電源開(kāi)關(guān)的振蕩電壓的監(jiān)測(cè)電壓；以及電平開(kāi)關(guān)，配置為接收監(jiān)測(cè)電壓，并且當(dāng)監(jiān)測(cè)電壓的電平基本上等于預(yù)設(shè)閥值時(shí)將控制信號(hào)提供給脈沖控制器。
17.如權(quán)利要求16的感應(yīng)加熱系統(tǒng)，其中分壓器包括監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，連接到電平開(kāi)關(guān)；第一電阻，在電源開(kāi)關(guān)的第一端和監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)之間連接；第二電阻，在監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)和地之間連接，其中橫跨第二電阻的電壓是監(jiān)測(cè)電壓；以及串聯(lián)的多個(gè)二極管，第一個(gè)串聯(lián)二極管的陽(yáng)極連接到監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)以及最后一個(gè)串聯(lián)二極管的陰極連接到地，其中二極管限制橫跨第二電阻的電壓。
18.如權(quán)利要求17的感應(yīng)加熱系統(tǒng)，其中二極管包括具有低電容的高速開(kāi)關(guān)開(kāi)啟二極管。
19.如權(quán)利要求16的感應(yīng)加熱系統(tǒng)，其中電平開(kāi)關(guān)包括具有磁滯并且具有基本上等于預(yù)設(shè)閥值的低閥值電壓和高閥值電壓的反向CMOS施密特觸發(fā)器。
20.如權(quán)利要求14的感應(yīng)加熱系統(tǒng)，其中諧振電路包括并聯(lián)諧振電路，包括電容器，具有連接到DC輸出節(jié)點(diǎn)的第一端和連接到電源開(kāi)關(guān)的第一端的第二端；以及感應(yīng)加熱線圈，與電容器并聯(lián)連接。
21.如權(quán)利要求20的感應(yīng)加熱系統(tǒng)，其中感應(yīng)加熱線圈感應(yīng)地連接到工作磁頭。
22.如權(quán)利要求14的感應(yīng)加熱系統(tǒng)，其中脈沖控制器還配置為在預(yù)設(shè)最大持續(xù)時(shí)間之后開(kāi)啟開(kāi)關(guān)，其中該最大持續(xù)時(shí)間基于諧振加熱電路的最大能量存儲(chǔ)容量。
23.如權(quán)利要求14的感應(yīng)加熱系統(tǒng)，其中脈沖控制器配置為基于感應(yīng)加熱系統(tǒng)的初始啟動(dòng)閉合電源開(kāi)關(guān)，并且隨后基于脈沖激發(fā)控制信號(hào)閉合開(kāi)關(guān)。
全文摘要
提供了一種感應(yīng)加熱系統(tǒng)(20)。該感應(yīng)加熱系統(tǒng)(20)包括電源開(kāi)關(guān)(26)、諧振加熱電路(24)、以及脈沖激發(fā)器(30)。諧振加熱電路(24)配置為響應(yīng)于DC脈沖輸入生成振蕩電壓。脈沖激發(fā)器(30)橫跨電源開(kāi)關(guān)(26)，并配置為檢測(cè)橫跨電源開(kāi)關(guān)的電壓以及當(dāng)在振蕩電壓的第一周期期間檢測(cè)到橫跨電源開(kāi)關(guān)(26)的基本零電壓時(shí)，啟動(dòng)將隨后的DC脈沖施加到諧振加熱電路(24)。
文檔編號(hào)H05B6/08GK1857032SQ200480027652
公開(kāi)日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2004年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月25日
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