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一种无线通讯功能的单晶炉高频 开关电源

阅读：390发布：2024-01-30

专利汇可以提供一种无线通讯功能的单晶炉高频开关电源专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种无线通讯功能的单晶炉高频开关电源，包括三相整流电路、逆变电路、高频变压器、整流滤波电路、输出电流反馈电路、输出电压反馈电路、主控电路、LoRa无线模块、发射天线和功率驱动控制电路。三相整流电路、逆变电路、高频变压器和整流滤波电路依次电连接，输出电流反馈电路和输出电压反馈电路均连接在整流滤波电路和主控电路之间，功率驱动控制电路用于控制逆变电路的输出功率，主控电路通过LoRa无线模块、发射天线将运行状态信息和数据传输到服务器。本实用新型通过硬件设计在单晶炉高频电源的主控板上增加LoRa无线模块，使设备增加无线通讯能力，提高了电源设备运行数据传输的及时性、且方便施工及安装。，下面是一种无线通讯功能的单晶炉高频开关电源专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种无线通讯功能的单晶炉高频开关电源，其特征在于，包括：三相整流电路、逆变电路、整流滤波电路、反馈电路、主控电路、功率驱动控制电路和无线模块，所述三相整流电路、所述逆变电路、所述整流滤波电路、所述反馈电路、所述主控电路和所述无线模块依次电连接，所述功率驱动控制电路的输入与输出分别与所述主控电路和所述逆变电路电连接；
所述三相整流电路将380V三相交流电转换为直流电信号；
所述逆变电路将所述直流电信号转换为高频交流电信号；
所述整流滤波电路对所述高频交流电信号进行整流滤波；
所述反馈电路采集整流滤波后的电流电压并发送至所述主控电路；
所述主控电路完成信号处理、控制所述功率驱动控制电路发送可变信号调节输出功率以及通过所述无线模块将运行状态信息和数据传输到服务器；
所述功率驱动控制电路控制所述逆变电路的输出功率。
2.根据权利要求1所述的一种无线通讯功能的单晶炉高频开关电源，其特征在于，还包括高频变压器，所述高频变压器的输入和输出分别与所述逆变电路和所述整流滤波电路电连接，所述高频变压器用于电压信号转换和功率传输。
3.根据权利要求2所述的一种无线通讯功能的单晶炉高频开关电源，其特征在于，所述反馈电路包括输出电流反馈电路和输出电压反馈电路，所述输出电流反馈电路和所述输出电压反馈电路均连接在所述整流滤波电路和所述主控电路之间，且所述输出电流反馈电路的输出与所述输出电压反馈电路的输入电连接；
所述输出电流反馈电路将采集的0A～3000A直流大电流信号转换为等比例0V～5V小电压信号，并发送给所述主控电路；
所述输出电压反馈电路将采集的输出电压信号发送给所述主控电路。
4.根据权利要求3所述的一种无线通讯功能的单晶炉高频开关电源，其特征在于，所述三相整流电路包括三相整流桥、阻容吸收电路R1C4、滤波电抗器L12和支撑电容电路R2C5，所述三相整流桥与所述阻容吸收电路R1C4串联，所述阻容吸收电路R1C4与所述滤波电抗器L12并联，所述支撑电容电路R2C5的两端连接所述滤波电抗器L12的输出和所述阻容吸收电路R1C4的输出。
5.根据权利要求4所述的一种无线通讯功能的单晶炉高频开关电源，其特征在于，所述逆变电路包括四组IGBT晶体管以及与每个所述IGBT晶体管并联设置的阻容电路。
6.根据权利要求5所述的一种无线通讯功能的单晶炉高频开关电源，其特征在于，所述整流滤波电路包括多个二极管D1、多个二极管D2、阻容电路RC1、阻容电路RC2以及滤波电路L21，多个所述二极管D1和所述阻容电路RC1并联，多个所述二极管D2和所述阻容电路RC2并联，且所述二极管D1的输出和所述二极管D2的输出串联所述滤波电路L21。
7.根据权利要求6所述的一种无线通讯功能的单晶炉高频开关电源，其特征在于，所述主控电路包括主控CPU和外围电路，所述外围电路包括反馈电压采样电路、反馈电流采样电路、操作台功率控制采样电路和操作台启停命令采样电路，所述反馈电压采样电路、所述反馈电流采样电路、所述操作台功率控制采样电路和所述操作台启停命令采样电路分别与所述主控CPU电连接。
8.根据权利要求7所述的一种无线通讯功能的单晶炉高频开关电源，其特征在于，所述功率驱动控制电路包括放大器U36A，所述放大器U36A的输出串联电阻R174和电容C138，所述电容C138并联二极管D27，且所述二极管D27的负极并联电阻R170和电阻R175，所述二极管D27的正极并联电阻R189和电阻R193。
9.根据权利要求1所述的一种无线通讯功能的单晶炉高频开关电源，其特征在于，所述无线模块为LoRa无线模块。
10.根据权利要求9所述的一种无线通讯功能的单晶炉高频开关电源，其特征在于，还包括发射天线，所述LoRa无线模块通过所述发射天线将运行状态信息和数据传输到所述服务器。

说明书全文

一种无线通讯功能的单晶炉高频开关电源

技术领域

[0001] 本实用新型涉及大功率高频开关电源技术领域，更具体的说是涉及一种无线通讯功能的单晶炉高频开关电源。

背景技术

[0002] 目前市场上单晶炉高频开关电源大多使用本地操作结合有线通讯方式传输设备的电压、电流、输出功率、开关状态、告警信息及启停控制，通过多方面调研，这些通讯方式存在以下问题：

[0003] 1、现场一般为几百台设备集中安装在生产车间，设备维保人员只有几人，设备巡视任务重，许多报警或故障不能及时处理造成经济损失。

[0004] 2、有线方式施工困难、成本高、维护不便。

[0005] 因此，如何提供一种具有无线通讯功能的单晶炉高频开关电源是本领域技术人员亟需解决的问题。实用新型内容

[0006] 有鉴于此，本实用新型提供了一种无线通讯功能的单晶炉高频开关电源，提高了电源设备运行数据传输的及时性、方便施工及安装。

[0007] 为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

[0008] 一种无线通讯功能的单晶炉高频开关电源，包括：三相整流电路、逆变电路、整流滤波电路、反馈电路、主控电路、功率驱动控制电路和无线模块，所述三相整流电路、所述逆变电路、所述整流滤波电路、所述反馈电路、所述主控电路和所述无线模块依次电连接，所述功率驱动控制电路的输入与输出分别与所述主控电路和所述逆变电路电连接；

[0009] 所述三相整流电路将380V三相交流电转换为直流电信号；

[0010] 所述逆变电路将所述直流电信号转换为高频交流电信号；

[0011] 所述整流滤波电路对所述高频交流电信号进行整流滤波；

[0012] 所述反馈电路采集滤波后的电流电压并发送至所述主控电路；

[0013] 所述主控电路完成信号处理、控制所述功率驱动控制电路发送可变信号调节输出功率以及通过所述天线模块将运行状态信息和数据传输到服务器；

[0014] 所述功率驱动控制电路控制所述逆变电路的输出功率。

[0015] 进一步，还包括高频变压器，所述高频变压器的输入和输出分别与所述逆变电路和所述整流滤波电路电连接，所述高频变压器用于电压信号转换和功率传输。

[0016] 进一步，所述反馈电路包括输出电流反馈电路和输出电压反馈电路，所述输出电流反馈电路和所述输出电压反馈电路均连接在所述整流滤波电路和所述主控电路之间，且所述输出电流反馈电路的输出与所述输出电压反馈电路的输入电连接；所述输出电流反馈电路将采集的0A～3000A直流大电流信号转换为等比例0V～5V小电压信号，并发送给所述主控电路；

[0017] 所述输出电压反馈电路将采集的输出电压信号发送给所述主控电路。

[0018] 进一步，所述三相整流电路包括三相整流桥、阻容吸收电路R1C4、滤波电抗器L12和支撑电容电路R2C5，所述三相整流桥与所述阻容吸收电路R1C4串联，所述阻容吸收电路R1C4与所述滤波电抗器L12并联，所述支撑电容电路R2C5连接所述滤波电抗器L12的输出和所述阻容吸收电路R1C4的输出。

[0019] 进一步，所述逆变电路包括四组IGBT晶体管以及与每个所述IGBT晶体管并联设置的阻容电路。

[0020] 进一步，所述整流滤波电路包括多个二极管D1、多个二极管D2、阻容电路RC1、阻容电路RC2以及滤波电路L21，多个所述二极管D1和所述阻容电路RC1并联，多个所述二极管D2和所述阻容电路RC2并联，且所述二极管D1的输出和所述二极管D2的输出串联所述滤波电路L21。

[0021] 进一步，所述主控电路包括主控CPU和外围电路，所述外围电路包括反馈电压采样电路、反馈电流采样电路、操作台功率控制采样电路和操作台启停命令采样电路，所述反馈电压采样电路、所述反馈电流采样电路、所述操作台功率控制采样电路和所述操作台启停命令采样电路分别与所述主控CPU电连接。

[0022] 进一步，所述功率驱动控制电路包括放大器U36A，所述放大器U36A的输出串联电阻R174和电容C138，所述电容C138并联二极管D27，且所述二极管D27的负极并联电阻R170和电阻R175，所述二极管D27的正极并联电阻R189和电阻R193。

[0023] 进一步，所述无线模块为LoRa无线模块。

[0024] 进一步，还包括发射天线，所述LoRa无线模块通过所述发射天线将运行状态信息和数据传输到所述服务器。

[0025] 经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种无线通讯功能的单晶炉高频开关电源，在单晶炉高频电源的主控板上增加无线模块，使设备增加无线通讯能力，能够传输数据到服务器端，进而把数据转发到维保人员的手机上，保证信息及时收到，提高了工作效率。附图说明

[0026] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

[0027] 图1附图为本实用新型提供的无线通讯功能的单晶炉高频开关电源连接关系示意图。

[0028] 图2附图为本实用新型提供的三相整流电路的具体电路图。

[0029] 图3附图为本实用新型提供的逆变电路的具体电路图。

[0030] 图4附图为本实用新型提供的高频变压器、整流滤波电路、输出电流反馈电路和输出电压反馈电路的具体电路图。

[0031] 图5附图为本实用新型提供的主控电路和功率驱动控制电路的具体电路图。

[0032] 图6附图为本实用新型提供的开关控制器电路图。

具体实施方式

[0033] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0034] 本实用新型实施例公开了一种无线通讯功能的单晶炉高频开关电源，结合图1，包括三相整流电路、逆变电路、高频变压器、整流滤波电路、输出电流反馈电路、输出电压反馈电路、主控电路、LoRa无线模块、发射天线和功率驱动控制电路。

[0035] 如图2所示，三相整流电路包括接线端子TB、三相整流桥MD1、阻容吸收回路R1C4、滤波电抗器L12、支撑电容电路R2C5。380V三相交流电通过该电路完成交流到直流的转换及滤波，由101，102处输出直流信号。

[0036] 如图3所示，逆变电路包括四个IGBT管子VG1～VG4加阻容电路组成移相全桥电路，可把直流电信号转换为高频交流电信号，逆变电路与三相整流电路为电连接。

[0037] 如图4所示，高频变压器起电压信号转换和功率传输作用，其与逆变电路为电连接。

[0038] 整流滤波电路经多组MF200K04F4NLG型大功率快恢复二极管D1及D2把高频交流信号整流成0A～3000A直流信号，阻容电路RC1及阻容电路RC2的杂波吸收，滤波电路L21对输出的电信号进行滤波处理，其与高频变压器为电连接。

[0039] 输出电流反馈电路为霍尔传感器或分流器，优选为霍尔传感器，采集输出电流信号，并将输出的0A～3000A直流大电流信号变成0V～5V比例小电压信号供主控电路采集处理。

[0040] 输出电压反馈电路为电压采集电路，把采集的输出电压信号传递到主控电路。输出电流反馈电路、输出电压反馈电路与主控电路之间为电连接。

[0041] 如图5所示，主控电路为整个单晶炉高频开关电源的控制核心，其内部有作为主控CPU和外围电路，其中，主控CPU芯片C8051F020芯片，软件优选为Ucos II嵌入式实时多任务操作系统，主控电路可完成五个主要功能：1、操作台功率控制信号为0～10V电压信号，通过R63和R65分压，D10稳压后再通过U19A 运算放大器LM358DR做电平转换后再经R64与C79滤波，然后进入主控CPU的第11脚完成采样。启停命令数据为一个开关量输入，通过OP11光电耦合芯片TLP185及其附属电路完成信号隔离和电平转换，进入主控CPU的第2脚完成采样。2、输出电压经L2和C30滤波，D4反向保护及R12、R13、R22、R25、R30、R33、R35组成的分压网络进入主控CPU的第10脚完成采样。电流反馈信号为0～5V的模拟信号，通过R85和R87分压，D11稳压后再通过U26A运算放大器LM358DR做电平转换后进入主控CPU的第9脚完成采样。3、通过主控CPU通过内部现有软件处理完成输入输出的实时计算比对完成闭环控制。4、输出功率控制信号由主控CPU第64脚输出0～5V信号，通过U36A运算放大器LM358DR做电平转换后完成驱动控制模块的控制信号传送，输出功率调节信号经图6开关控制器所示的二极管D12再经运放LM347的第7脚输出到R13后到移相全桥控制芯片UCC3895的20脚，该芯片可根据20脚信号大小，通过控制UCC3895的18、17、14、13脚的输出脉冲分别控制4个VG1、VG2、VG3、VG4四个IGBT管子的导通关闭时间调节输出功率。5、主控CPU通过串口引脚第54，55脚以TTL电平与LoRa无线模块连接，把运行状态信息和数据传输到服务器进而实时转发到维保人员的手机上。

[0042] 因此，主控电路完成的五个主要功能概括为：1、操作台功率控制和启停命令数据的接收处理。2、输出电压、电流反馈信号的采集处理。3、通过输入输出的实时计算比对完成闭环控制。4、给功率驱动控制电路发送可变信号调节输出功率。5、驱动LoRa无线电路把运行状态信息和数据传输到服务器进而实时转发到维保人员的手机上。

[0043] 功率驱动控制电路包括U36A运算放大器LM358DR，放大器的输出串联电阻R174和电容C138，电容C138并联二极管D27，且二极管D27的负极并联电阻R170和电阻R175，二极管D27的正极并联电阻R189和电子R193。

[0044] LoRa无线模块与主控电路为电连接，LoRa无线技术是物联网两大主流模块之一，符合IEEE 802.15.4g无线通讯标准，具有传输距离远，成本低，无数据流量费用，方便组网等特点。通过RS232串口与主控CPU连接并交互信息，与发射天线电连接。发射天线负责把信息编码按无线方式传递到服务器，信息传输距离为2～5Km。

[0045] 本实用新型通过硬件设计把主控电路与LoRa无线模块连接起来，实现电气上的通道连通，提高了电源设备运行数据传输的及时性、方便施工及安装。

[0046] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

[0047] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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