阅读说明：本技术 一种调频调功中的频率跟踪方法 (Frequency tracking method in frequency modulation and power regulation ) 是由 *** 赵建南 于 2019-04-01 设计创作，主要内容包括：本发明属电磁感应加热领域,一种调频调功中的频率跟踪方法。由压控振荡器(CD4046)、驱动电路、电流过零脉冲提取、电流迟后相位信号检测(CD4013)、微处理器(MCU),五部分电路组成频率跟踪电路。该频率跟踪方法的有益有效果是功率管在最大功率时工作在ZVS、ZCS(零电压开关、零电流开关)状态下,可以有效地避免因电源电压变化、锅体材料变化、锅体温度变化、锅与感应线圈距离变化的影响造成功率管进入容性区而烧坏功率管的故障。(The invention belongs to the field of electromagnetic induction heating, and relates to a frequency tracking method in frequency modulation and power regulation. The frequency tracking circuit consists of a voltage-controlled oscillator (CD4046), a driving circuit, current zero-crossing pulse extraction, current delay phase signal detection (CD4013), a Microprocessor (MCU) and five circuits. The frequency tracking method has the advantages that the power tube works in ZVS and ZCS (zero voltage switch and zero current switch) states at the maximum power, and the fault that the power tube enters a capacity area and is burnt out due to the influences of power supply voltage change, pot body material change, pot body temperature change and distance change between a pot and an induction coil can be effectively avoided.)

一种调频调功中的频率跟踪方法

技术领域

本发明涉及电磁感应加热领域，在调频调功中实现频率跟踪。

背景技术

调频调功的方法，在商用或家用电磁炉中已经采用。既然调频，普遍没有采用频率跟踪的方法。

为了避免因电源电压变化、锅体材料变化、锅体温度变化、锅与感应线圈距离变化的影响而造成功率管进入容性区烧坏管子，设计者采用预留较大的电流相位来避免功率管进入容性区。由于预留了较大的电流相位，这些电磁炉在最大功率时并没有工作在准谐振状态下，即ZVS、ZCS(零电压开关、零电流开关)状态下，导致电磁炉的功率管损耗很大，整机热效率上不去、功率管长期使用的可靠性大大降低。

为了防止功率管进入容性区工作而损坏功率管，让感应加热在最大功率时工作在ZVS、ZCS(零电压开关、零电流开关)状态下，发明了调频调功的感应加热在谐振工作状态下的频率跟踪方法。

实施方案

1.以功率管在ZVS、ZCS(零电压开关、零电流开关)工作状态下电路内部获得的电流相位信号电压作为微处理器(MCU)频率跟踪的设定值。

2.把功率管工作时的电流相位信号电压送给微处理器(MCU)。

3.若实际的电流相位电压值小于频率跟踪的设定值，说明功率管进入了容性区工作，微处理器(MCU)即发出相应的指令，经过电平、电流转换后去控制压控振荡器，使得压控振荡器输出频率提高，感应加热的驱动频率也随之提高，让功率管重新回到了ZVS、ZCS(零电压开关、零电流开关)的工作状态下。

4.在调功工作状态下，只要感应加热不在最大功率工作，电流相位信号电压值大于频率跟踪设定值，微处理器(MCU)不发出指令，驱动脉冲按正常调功频率激励功率管工作。一旦出现意外情况，功率管进入容性区工作，微处理器(MCU)发出指令电压，把工作频率限止在功率管谐振工作状态下，确保功率管的安全。

本发明的有益有效果

本发明使得调频调功感应加热在最大功率时功率管可以工作在ZVS、ZCS(零电压开关、零电流开关)的工作状态，功率管的管耗最低，整机热效率最高。

可以有效地避免因电源电压变化、锅体材料变化、锅体温度变化、锅与感应线圈距离变化的影响而造成功率管进入容性区而烧坏管子的故障。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的原理方框图。

频率跟踪由压控振荡器(CD4046)、驱动电路、电流过零脉冲提取、电流迟后相位信号检测(CD4013)、微处理器(MCU)，五部分电路组成。

微处理器(MCU)根据输入的外部调功电压，给出相应的指令电压给压控振荡器(CD4046)；受控的压控振荡器(CD4046)输出一定频率的脉冲波给驱动电路，驱动电路把驱动脉冲送往电流迟后相位信号检测(CD4013)；电流过零脉冲提取电路也把电流过零脉冲送到电流迟后相位信号检测(CD4013)；得到一个与电流相位迟后大小成正比的电压，然后把该电压送到微处理器(MCU)，与微处理器(MCU)中预先设置的相位电压相进行比较，若输入的电流相位电压小于预先设置的相位电压，微处理器(MCU)则发出相应的指令电压给压控振荡器(CD4046)，使得压控振荡器(CD4046)的输出频率升高，导致驱动频率升高，最终导致功率管工作的电流相位增大到预先设定值，保证了功率管在ZVS、ZCS(零电压开关、零电流开关)的状态下工作，实现了频率跟踪。

在非最大功率状况下，在调频调功的其它档位，电流相位远大于预先设定值，就不存在频率跟踪。一但发生意外故障，电流相位电压若小于预先设定值，频率跟踪也立即实现，有效地避免了功率管进入容性区而损坏功率管。

实施实例

图2为与本发明相关的具体电路图。在此对本发明作进一步说明。

图2中，压控振荡器(CD4046)的4脚输出一定频率的脉冲波经驱动电路，把驱动脉冲送往电流迟后相位信号检测(CD4013)的3脚CP端，由于CD4013的5脚D端接的是VCC高电平，在3脚CP端出现驱动脉冲上升沿的时刻，CD4013的1脚Q端出高电平；而CD4013的4脚高电平置零端在电流过零信号没有来到前被前级电流过零脉冲提取电路拉成低电平，当电流过零脉冲来到时，电流过零脉冲提取电路输出高电平，CD4013的4脚出现高电平，使得CD4013的1脚Q端出低电平。这样在CD4013的1脚Q端出现了一个与电流相位有关的脉冲电压，该脉冲电压的宽度与电流相位迟后的时间成正比。该脉冲电压经过R40、RF1、C22滤波成平滑直流电平的相位信号，被送到微处理器(MCU)的5脚，与内置的相位电压预置值进行比较。

若当前的电流相位电压大于微处理器(MCU)内置的电流相位电压，微处理器(MCU)对压控振荡器(CD4046)不作频率修改。

若当前的电流相位电压小于微处理器(MCU)内置的电流相位电压，微处理器(MCU)12脚输出的PWM波经过CD2003倒相扩流后，再经过R32、C27滤波，把所得的直流控制电压通过D18送到压控振荡器(CD4046)的9脚(压控端)，对压控振荡器(CD4046)的输出频率进行修改，直到当前的电流相位电压与微处理器(MCU)内置的电流相位电压相等为止。这样就完成了频率跟踪，实现了功率管在ZVS、ZCS(零电压开关、零电流开关)的状态下工作。