CN104902601B - 一种新型变频加热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及加热系统技术领域，特别是一种新型变频加热系统，包括加热器和微处理器，还包括整流滤波单元，所述整流滤波单元输入端与交流电源相连接，所述整流滤波单元通过功率开关管与加热器形成串联回路，所述串联回路中设置有电流采样电阻，所述电流采样电阻通过电流采样单元与微处理器相连接，所述微处理器通过PWM控制单元与功率开关管相连接。采用上述结构后，本发明通过电流采样单元采集加热串联回路中的电流，然后微处理器输出PWM波给PWM控制单元调整PWM波形输出给功率开关管，从而实现对加热串联回路的变频加热。本发明实时控制变频加热，节省电能，控制效果好。
Description
技术领域
本发明涉及加热系统技术领域，特别是一种新型变频加热系统。
背景技术
科技的进步引领社会走向智能化、节能化，如今越来越多的新科技创新产品逐渐改变了我们的世界，给生活和生产带来新的变化。在现代化的工业生产中，电能的消耗是生产中所有能源消耗最大的一种，所以要尽可能的减少电能消耗，让有限的电能为我们创造更多的价值。
中国实用新型专利CN 203757830 U公开了一种变频电磁加热器，包括加热罐、电气控制箱和变频器，加热罐包括钢管以及钢管两端连接的弯头，加热罐外侧缠绕有线圈，电气控制箱通过变频器与线圈连接；所述的钢管内还有一段辅助加热管，辅助加热管与钢管上端相连接。此专利申请虽然可大大避免热损耗，保证了供暖效果；但是变频技术方面没有改进。
发明内容
本发明需要解决的技术问题提供一种通过PWM控制实现变频加热的新型变频加热系统。
为解决上述的技术问题，本发明的一种新型变频加热系统包括加热器和微处理器，还包括整流滤波单元，所述整流滤波单元输入端与交流电源相连接，所述整流滤波单元通过功率开关管与加热器形成串联回路，所述串联回路中设置有电流采样电阻，所述电流采样电阻通过电流采样单元与微处理器相连接，所述微处理器通过PWM控制单元与功率开关管相连接。
进一步的，所述加热器上设置有温度传感器，所述温度传感器通过A/D转换器与微处理器相连接。
进一步的，所述PWM控制单元包括MOS管J1，所述MOS管J1的漏极通过电阻R7接地，所述MOS管J1的源极与功率开关管相连接；所述MOS管J1的栅极与源极之间并联有二极管D1和电阻R4；所述MOS管J1的栅极通过电阻R5与三极管Q1的集电极相连接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的基极与三极管Q2发射极相连接，所述三极管Q2基极与发射极之间连接有二极管D2，所述三极管Q2的基极通过电阻R6与微处理器相连接。
更进一步的，所述微处理器与功率开关管之间连接有采样单元，所述采样单元包括串联电阻R1和R2，所述电阻R1另一端与微处理器相连接，所述电阻R2另一端与功率开关管相连接，所述电阻R1和电阻R2的中间连接点通过电阻R3接地。
进一步的，所述电流采样单元包括依次串联的整流电路、滤波电路、分压电路和放大电路。
更进一步的，所述整流电路为二极管D3、D4、D5和D6形成的全桥整流电路，所述滤波电路为C4，所述分压电路为电阻R9和R10的串联分压电路，所述放大电路为放大器U1，所述电阻R9和R10的中间连接点通过电阻R11与放大器U1正极输入端相连接，所述放大器U1负极输入端通过电阻R12接地，所述放大器U1输出端与微处理器相连接。
采用上述结构后，本发明通过电流采样单元采集加热串联回路中的电流，然后微处理器输出PWM波给PWM控制单元调整PWM波形输出给功率开关管，从而实现对加热串联回路的变频加热。本发明实时控制变频加热，节省电能，控制效果好。
附图说明
下面将结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明一种新型变频加热系统的结构框图。
图2为本发明PWM控制单元的电路原理图。
图3为本发明电流采样单元的电路原理图。
图中：1为微处理器，2为功率开关管，3为加热器，4为整流滤波单元，5为温度传感器，6为电流采样单元，7为A/D转换器，8为PWM控制单元
具体实施方式
如图1所示，本发明的一种新型变频加热系统包括加热器3和微处理器1，还包括整流滤波单元4，所述整流滤波单元4输入端与交流电源相连接，这样通过整流滤波单元4将交流电源整流后对加热器3进行加热。所述整流滤波单元4通过功率开关管2与加热器3形成串联回路，所述串联回路中设置有电流采样电阻R8，所述电流采样电阻R8通过电流采样单元6与微处理器1相连接，所述微处理器1通过PWM控制单元8与功率开关管2相连接。本发明通过电流采样单元采集加热串联回路中的电流，然后微处理器输出PWM波给PWM控制单元调整PWM波形输出给功率开关管，从而实现对加热串联回路的变频加热。
为了更好的控制PWM波形，所述加热器3上设置有温度传感器5，所述温度传感器通过A/D转换器7与微处理器1相连接。
如图2所示，本实施方式的PWM控制单元8包括MOS管J1，所述MOS管J1的漏极通过电阻R7接地，所述MOS管J1的源极与功率开关管相连接；所述MOS管J1的栅极与源极之间并联有二极管D1和电阻R4；所述MOS管J1的栅极通过电阻R5与三极管Q1的集电极相连接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的基极与三极管Q2发射极相连接，所述三极管Q2基极与发射极之间连接有二极管D2，所述三极管Q2的基极通过电阻R6与微处理器相连接。
为了更好的实现PWM波形控制，所述微处理器1与功率开关管2之间连接有采样单元，所述采样单元包括串联电阻R1和R2，所述电阻R1另一端与微处理器相连接，所述电阻R2另一端与功率开关管相连接，所述电阻R1和电阻R2的中间连接点通过电阻R3接地。这样通过采样单元采集功率开关管2的输出波形传输给微处理器1，微处理器1进行相应调整，确保功率开关管2的输出波形为所需的变频调整波形
如图3所示，所述电流采样单元包括依次串联的整流电路、滤波电路、分压电路和放大电路。所述整流电路为二极管D3、D4、D5和D6形成的全桥整流电路，所述滤波电路为C4，所述分压电路为电阻R9和R10的串联分压电路，所述放大电路为放大器U1，所述电阻R9和R10的中间连接点通过电阻R11与放大器U1正极输入端相连接，所述放大器U1负极输入端通过电阻R12接地，所述放大器U1输出端与微处理器相连接。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式作出多种变更或修改，而不背离发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (5)
1.一种新型变频加热系统，包括加热器和微处理器，其特征在于：
还包括整流滤波单元，所述整流滤波单元输入端与交流电源相连接，所述整流滤波单元通过功率开关管与加热器形成串联回路，所述串联回路中设置有电流采样电阻，所述电流采样电阻通过电流采样单元与微处理器相连接，所述微处理器通过PWM控制单元与功率开关管相连接；
所述PWM控制单元包括MOS管J1，所述MOS管J1的漏极通过电阻R7接地，所述MOS管J1的源极与功率开关管相连接；所述MOS管J1的栅极与源极之间并联有二极管D1和电阻R4；所述MOS管J1的栅极通过电阻R5与三极管Q1的集电极相连接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的基极与三极管Q2发射极相连接，所述三极管Q2基极与发射极之间连接有二极管D2，所述三极管Q2的基极通过电阻R6与微处理器相连接。
2.按照权利要求1所述的一种新型变频加热系统，其特征在于：所述加热器上设置有温度传感器，所述温度传感器通过A/D转换器与微处理器相连接。
3.按照权利要求1所述的一种新型变频加热系统，其特征在于：所述微处理器与功率开关管之间连接有采样单元，所述采样单元包括串联电阻R1和R2，所述电阻R1另一端与微处理器相连接，所述电阻R2另一端与功率开关管相连接，所述电阻R1和电阻R2的中间连接点通过电阻R3接地。
4.按照权利要求1所述的一种新型变频加热系统，其特征在于：所述电流采样单元包括依次串联的整流电路、滤波电路、分压电路和放大电路。
5.按照权利要求4所述的一种新型变频加热系统，其特征在于：所述整流电路为二极管D3、D4、D5和D6形成的全桥整流电路，所述滤波电路为C4，所述分压电路为电阻R9和R10的串联分压电路，所述放大电路为放大器U1，所述电阻R9和R10的中间连接点通过电阻R11与放大器U1正极输入端相连接，所述放大器U1负极输入端通过电阻R12接地，所述放大器U1输出端与微处理器相连接。
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