專利名稱：一種超高頻電源電磁加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電磁加熱裝置，特別是涉及一種采用超高 頻電源、電磁加熱線圈對金屬、及通過金屬間接對其它材料進(jìn)行電 磁感應(yīng)加熱的加熱裝置。
背景技術(shù)：
目前，較為流行使用的加熱電源一般為工頻(50Hz)或中頻 (1000Hz)電源，熱效率較低(電磁感應(yīng)加熱的電熱轉(zhuǎn)換率與通過 電磁線圈的電流I及電源的頻率f成正比)。采用電熱板或電熱棒加熱， 因其易漏電、使用壽命短，電熱轉(zhuǎn)換效率一般不超過30%，且用電 量大，浪費(fèi)能源，使用費(fèi)用高，維護(hù)也比較頻繁與困難。如果采用 一種較為先進(jìn)的技術(shù)，把電源的頻率提升，這將會使加熱電源的電 熱轉(zhuǎn)換效率得到明顯提高。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種一種超高頻電源電磁加熱裝置， 實(shí)現(xiàn)移相全橋軟開關(guān)控制，在零電壓零電流條件下進(jìn)行開關(guān)轉(zhuǎn)換，使 得本加熱電源的工作頻率可以升到100KHz以上，甚至還可以達(dá)到 lMHz,實(shí)現(xiàn)超高頻工作；再采用高頻變壓器進(jìn)行隔離變換，得到所 需要的電壓，這樣既提高了電源效率又減小了整機(jī)體積。由于電能/ 熱能轉(zhuǎn)換效率高，可節(jié)省能源，提高熱效率，降低使用費(fèi)用，不破壞 環(huán)境。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 一種超高頻電源電磁加熱裝置，包括有控制器、功率驅(qū)動器、
線圈、電容、變壓器、被加熱金屬物體，本裝置為100KHz lMhz
的高頻移相控制器、全橋功率驅(qū)動器、諧振線圈與換相電容相聯(lián)組
成零電壓零電流的開關(guān)轉(zhuǎn)換；在高頻變壓器的次級直接相聯(lián)輸出高
頻電壓；高頻電壓再相聯(lián)電磁線圈裝設(shè)在被加熱金屬物體上、或再 通過金屬物體與其它被加熱介質(zhì)相聯(lián)。
所述的一種超高頻電源電磁加熱裝置，裝置中電源與輔助電源 相連接；輔助電源又分別與移相控制器和功率因數(shù)校正器相連接； 輔助電源輸出15伏直流電壓與移相控制器和功率因數(shù)校正器相通； 功率因數(shù)校正器與電源相連接，功率因數(shù)校正器又與功率驅(qū)動器相 連接，功率因數(shù)校正器與市電整流后相通為直流高壓電，直流高壓 電與功率驅(qū)動器相通供電；功率驅(qū)動器與移相控制器相連接，由移 相控制器提供100KHz至lMHz的PWM脈寬調(diào)制脈沖與功率驅(qū)動器 相通，功率驅(qū)動器通過諧振線圈及換相電容與高頻變壓器相通，高 頻變壓器的次級與電磁線圈相連接，被加熱金屬物體置于電磁線圈 的內(nèi)部。
所述的一種超高頻電源電磁加熱裝置，在移相控制器中還設(shè)有 過載保護(hù)與溫度控制裝置；線圈水冷裝置與電磁線圈相連接。 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與效果是-
1.由于電能/熱能轉(zhuǎn)換效率高，可節(jié)省能源，提高熱效率，降低 使用費(fèi)用，不破壞環(huán)境。2. 可方便的適應(yīng)多種需要加熱的工作場合。如工件的淬火， 金屬表面熱處理；通過金屬間接對塑料、橡膠、水等其它材料進(jìn)行 加熱；日常生活中的采暖，淋浴等器具的加熱。
3. 采用高頻電源加熱，可與市電完全隔離，無明火、無氧耗， 無光耗，升溫快，效率高，大大提高了使用的安全性。

圖l為本實(shí)用新型高頻電源方框圖； 圖2為本實(shí)用新型高頻電源在電暖器上的應(yīng)用例示意圖3為本實(shí)用新型高頻電源在即熱式熱水器上的應(yīng)用例示意圖4為本實(shí)用新型高頻電源在生產(chǎn)上的應(yīng)用例示意圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖所示實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。 為了提高加熱電源的工作頻率,增加電熱轉(zhuǎn)換效率，本實(shí)用新型 采用一種超高頻控制芯片，實(shí)現(xiàn)移相全橋軟開關(guān)控制，在零電壓零 電流條件下進(jìn)行開關(guān)轉(zhuǎn)換，使得本加熱電源的工作頻率可以升到
100KHz以上，甚至還可以達(dá)到lMHz，實(shí)現(xiàn)超高頻工作；再采用高 頻變壓器進(jìn)行隔離變換，得到所需要的電壓，這樣既提高了電源效 率又減小了整機(jī)體積。由于提高了電源工作頻率f，可使高頻電源的 電熱轉(zhuǎn)換效率超過70%。它是通過與高頻變壓器的次級相連接的電 磁感應(yīng)線圈來對金屬、及通過金屬間接對其它材料進(jìn)行電磁感應(yīng)加 熱的。其加熱原理是，在電磁感應(yīng)加熱線圈內(nèi)的金屬，在高頻電場 的作用下產(chǎn)生渦流以及金屬分子在高頻電場作用下相互碰撞摩擦而發(fā)熱的。
本實(shí)用新型以軟開關(guān)移相全控橋電源控制芯片為核心，組成該
電源的中心控制系統(tǒng)；采用IGBT管或VMOS大功率開關(guān)管組成全橋 功率推動電路；增設(shè)諧振電感，換相電容，實(shí)現(xiàn)零電壓、零電流的 開關(guān)轉(zhuǎn)換，再采用高導(dǎo)磁率材料制成諧振線圈及高頻變壓器，制做 成超高頻電磁加熱電源。在整流電路之后采用功率因數(shù)校正電路， 減少電源的無功損耗，提高轉(zhuǎn)換效率，理論上的轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到 90%。
圖l中l(wèi).電源，2.輔助電源，3.移相控制器，4.諧振線圈，5. 線圈水冷裝置，6.電磁線圈，7.被加熱的金屬物體，8.高頻變壓器， 9.換相電容，IO.功率驅(qū)動器，ll.功率因數(shù)校正器。
其工作原理是l為電源(可為市電電源)，它與輔助電源2相連 接；輔助電源2又分別與移相控制器3和功率因數(shù)校正器11相連接； 輔助電源2輸出15伏直流電壓，為移相控制器3和功率因數(shù)校正器11 提供工作電壓；功率因數(shù)校正器ll與市電電源l相連接，功率因數(shù)校 正器11又與功率驅(qū)動器10相連接，功率因數(shù)校正器ll將市電整流后 成為直流高壓電，這個直流高壓電向功率驅(qū)動器10供電。功率驅(qū)動 器10與移相控制器3相連接，由移相控制器3提供100KHz至lMHz的 PWM脈寬調(diào)制脈沖推動功率驅(qū)動器IO，為功率驅(qū)動器10提供工作條 件，使其IGBT管或VMOS開關(guān)管組成的移相全橋電路工作。這時(shí)功 率驅(qū)動器10通過諧振線圈4及換向電容9推動高頻變壓器8，使得高頻 變壓器8的次級輸出高頻交流電壓。高頻變壓器8的次級與電磁線圈6相連接，這樣就會在電磁線圈6中有高頻電流流過，從而產(chǎn)生高頻電
場，金屬物體7置于電磁線圈6的內(nèi)部，這樣就會使得金屬物體內(nèi)部 分子在高頻電場的作用下產(chǎn)生渦流而發(fā)熱。在移相控制器3中還設(shè)有 過載保護(hù)與溫度控制功能，以實(shí)現(xiàn)智能控制。5為水冷裝置，它與電 磁線圈6相連接，在對金屬物體7進(jìn)行熱處理時(shí)，為避免電磁線圈6發(fā) 熱進(jìn)行水冷降溫。 實(shí)施例一
圖2是本實(shí)用新型在采暖方面的具體應(yīng)用。
12為電暖器散熱器。還有如圖l中的l.電源，2.輔助電源，3. 移相控制器，4.諧振線圈，8.高頻變壓器，9.換相電容，IO.功率驅(qū)動 器，11.功率因數(shù)校正器以及圖1中的6.電磁線圈。
電暖器散熱器12上安裝有如圖1中的電磁線圈6，這個電磁線圈6 通過導(dǎo)線與本實(shí)用新型(圖l所示的高頻電源)的高頻變壓器8相連 接，這個高頻電源安裝在散熱器的一端殼體內(nèi)，組成單體成品電暖 器。高頻電源所產(chǎn)生的高頻電壓，流過電磁線圈6而使電暖器散熱器 12的管路發(fā)熱，從而間接地加熱管內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)，使得電暖器散熱 器向空間散發(fā)熱量。
實(shí)施例二
圖3是該實(shí)用新型在即熱式熱水器上的應(yīng)用。
13.殼體，14.出水管，15.加熱管，16.進(jìn)水管，17.隔熱板。及圖l 中的6.電磁線圈和圖1中的1.電源，2.輔助電源，3.移相控制器，4.諧 振線圈，8.高頻變壓器，9.換相電容，IO.功率驅(qū)動器，ll.功率因數(shù)
校正器。在即熱式熱水器的殼體13中安裝有圖1所示的高頻電源、以及加
熱管15，加熱管15的上端安裝有出水管14，下端安裝有進(jìn)水管16， 在加熱管15的外圍饒有如圖1所示的電磁線圈6， 17為隔熱板。當(dāng)電 磁線圈6中有高頻電流通過時(shí)，加熱管15將產(chǎn)生渦流發(fā)熱，這個熱量 足以使其內(nèi)部通過的水升溫，從而達(dá)到向外輸送熱水的目的。 實(shí)施例三
圖4是本實(shí)用新型在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。
如將圖l中的l.電源，2.輔助電源，3.移相控制器，4.諧振線 圈，5.線圈水冷裝置，6.電磁線圈，7.被加熱的金屬物體，8.高頻變 壓器，9.換相電容，IO.功率驅(qū)動器，ll.功率因數(shù)校正器安裝在殼體 之內(nèi)，高頻變壓器8的次級與電磁線圈6相連接，在電磁線圈的內(nèi)部 放有被加熱的金屬物體7 (金屬部件)，同理就會使金屬部件發(fā)熱， 從而進(jìn)行淬火熱處理。如果這個被加熱的金屬物體是一管路，那么 就會把金屬管內(nèi)部的其他物體間接加熱。如塑料注塑機(jī)等。
權(quán)利要求1.一種超高頻電源電磁加熱裝置，包括有控制器、功率驅(qū)動器、線圈、電容、變壓器、被加熱金屬物體，其特征在于本裝置為100KHz-1Mhz的高頻移相控制器(3)、全橋功率驅(qū)動器(10)、諧振線圈(4)與換相電容(9)相聯(lián)組成零電壓零電流的開關(guān)轉(zhuǎn)換；在高頻變壓器(8)的次級直接相聯(lián)輸出高頻電壓；高頻電壓再相聯(lián)電磁線圈(6)裝設(shè)在被加熱金屬物體(7)上、或再通過金屬物體(7)與其它被加熱介質(zhì)相聯(lián)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種超高頻電源電磁加熱裝置，其特 征在于裝置中電源(1)與輔助電源(2)相連接；輔助電源(2)又 分別與移相控制器(3)和功率因數(shù)校正器(11)相連接；輔助電源(2) 輸出15伏直流電壓與移相控制器(3)和功率因數(shù)校正器(11) 相通；功率因數(shù)校正器(11)與電源(1)相連接，功率因數(shù)校正器(11)又與功率驅(qū)動器(10)相連接，功率因數(shù)校正器(11)與市 電整流后相通為直流高壓電，直流高壓電與功率驅(qū)動器(10)相通 供電；功率驅(qū)動器(10)與移相控制器(3)相連接，由移相控制器(3) 提供100KHz至lMHz的PWM脈寬調(diào)制脈沖與功率驅(qū)動器(10) 相通，功率驅(qū)動器(10)通過諧振線圈(4)及換相電容(9)與高 頻變壓器(8)相通，高頻變壓器(8)的次級與電磁線圈(6)相連 接，被加熱金屬物體(7)置于電磁線圈(6)的內(nèi)部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超高頻電源電磁加熱裝置，其特 征在于在移相控制器(3)中還設(shè)有過載保護(hù)與溫度控制裝置；線圈 水冷裝置(5)與電磁線圈(6)相連接。
專利摘要一種超高頻電源電磁加熱裝置，涉及一種電磁加熱裝置，包括有控制器、功率驅(qū)動器、線圈、電容、變壓器、被加熱金屬物體，其特征在于本裝置為100KHz～1Mhz的高頻移相控制器(3)、全橋功率驅(qū)動器(10)、諧振線圈(4)與換相電容(9)相聯(lián)組成零電壓零電流的開關(guān)轉(zhuǎn)換；在高頻變壓器(8)的次級直接相聯(lián)輸出高頻電壓；高頻電壓再相聯(lián)電磁線圈(6)裝設(shè)在被加熱金屬物體(7)上、或再通過金屬物體(7)與其它被加熱介質(zhì)相聯(lián)。采用高頻電源加熱，可與市電完全隔離，無明火、無氧耗，無光耗，升溫快，效率高，大大提高了使用的安全性。由于電能/熱能轉(zhuǎn)換效率高，可節(jié)省能源，提高熱效率，降低使用費(fèi)用，不破壞環(huán)境。
文檔編號H05B6/02GK201146619SQ20082001034
公開日2008年11月5日 申請日期2008年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月18日
發(fā)明者蔡吉堂 申請人:蔡吉堂