加热设备的驱动控制电路和钎焊炉的制作方法

1.本技术涉及感应加热技术领域，特别是涉及一种加热设备的驱动控制电路和钎焊炉。


背景技术：

2.真空钎焊炉是一种在真空或特定保护气中对工件进行加热的设备，主要用于质量要求高、易氧化材料的焊接。大电流电极普遍用于电动汽车、大容量电器设备等，而电极焊点要求无内部缺陷、强度高、一致性好，一般采用真空钎焊炉进行加工。
3.在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统加热设备存在控制精度差、功能性差等问题。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高控制精度和提高功能性的加热设备的驱动控制电路和钎焊炉。
5.为了实现上述目的，一方面，本实用新型实施例提供了一种加热设备的驱动控制电路，包括：
6.控制器；
7.开关电路；开关电路的控制端连接控制器，第一端用于连接电源，第二端用于连接加热线圈；
8.电流采样电路，用于采集加热线圈的工作电流信号，并将工作电流信号传输给控制器；
9.温度采样电路，用于采集待加热工件的温度信号，并将温度信号传输给控制器。
10.在其中一个实施例中，还包括开关量接口电路；
11.开关量接口电路的一端连接控制器，另一端用于连接辅助设备；其中，辅助设备包括以下设备的任意一种或任意多种：舱门开关机构、启停真空泵、保护气阀门、进气阀、排气阀和风机。
12.在其中一个实施例中，开关电路包括驱动电路和igbt模组；
13.驱动电路的一端连接控制器，另一端连接igbt模组的第一端；igbt模组的第二端用于连接加热线圈，第三端用于连接电源。
14.在其中一个实施例中，还包括监测报警电路；
15.监测报警电路的第一端连接控制器，第二端连接开关电路，第三端连接电流采样电路。
16.在其中一个实施例中，监测报警电路包括处理器和比较器；
17.比较器的第一输入端连接电流采样电路，第二输入端接地，输出端连接处理器；处理器分别连接开关电路和控制器。
18.在其中一个实施例中，电流采样电路包括电流互感器和信号调理电路；
19.信号调理电路分别连接电流互感器和控制器；电流互感器用于采集工作电流信号。
20.在其中一个实施例中，温度采样电路包括温度传感器和信号放大电路；
21.信号放大电路分别连接温度传感器和控制器；温度传感器用于采集温度信号。
22.在其中一个实施例中，还包括数字量接口电路；
23.数字量接口电路的一端用于连接plc控制设备，另一端连接控制器。
24.在其中一个实施例中，还包括通讯接口电路；
25.通讯接口电路的一端用于连接上位机，另一端连接控制器。
26.另一方面，本实用新型实施例还提供了一种钎焊炉，包括如上述任一项的加热设备的驱动控制电路。
27.上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：
28.上述加热设备的驱动控制电路通过温度采样电路采集的温度信号，以及电流采样电路采集的工作电流信号，可以获取得到更多的工况信息以便于控制器进一步控制开关电路，从而调节交流电的频率以及输出电压的幅值，进而为驱动控制电路精确控温提供硬件支持。
附图说明
29.通过附图中所示的本技术的优选实施例的更具体说明，本技术的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本技术的主旨。
30.图1为一个实施例中加热设备的驱动控制电路的一示意性结构框图；
31.图2为一个实施例中加热设备的驱动控制电路的二示意性结构框图；
32.图3为一个实施例中加热设备的驱动控制电路的三示意性结构框图；
33.图4为一个实施例中加热设备的驱动控制电路的四示意性结构框图；
34.图5为一个实施例中加热设备的驱动控制电路的五示意性结构框图。
具体实施方式
35.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的首选实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容更加透彻全面。
36.需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。
37.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“及 /或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
38.在一个实施例中，如图1所示，提供了一种加热设备的驱动控制电路，包括：
39.控制器；
40.开关电路；开关电路的控制端连接控制器，第一端用于连接电源，第二端用于连接加热线圈；
41.电流采样电路，用于采集加热线圈的工作电流信号，并将工作电流信号传输给控制器；
42.温度采样电路，用于采集待加热工件的温度信号，并将温度信号传输给控制器。
43.其中，控制器的类型不受限制，可以根据实际应用情况进行设置。例如，可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，cpu)、网络处理器(network processor，np)等；还可以是数字信号处理器(dsp)、专用集成电路 (asic)、现成可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。在一个具体示例中，控制器可以为单片机。
44.开关电路用于连接控制器的pwm输出端，开关电路在控制器的pwm信号控制下执行通断操作，以使电源的电信号转换成频率和幅值可调的正弦波交流电。电源可以为直流电源，也可以为交流电源，在电源为交流电源的情况下，电源和开关电路之间串接有整流电路。加热线圈为感应加热线圈，该正弦波交流电驱动感应加热线圈进行工作。
45.温度采样电路可以为本领域任意一种能够进行温度采样的电路。电流采样电路可以为本领域任意一种能够进行电流采样的电路。
46.具体的，电源将直流电送至开关电路中，控制器通过pwm输出端口向开关电路输出pwm脉冲信号，在该脉冲信号的控制下，直流电由开关信号转换成频率和幅度可调的正弦交流电。控制器接收电流采样电路反馈的工作电流信号(具体为工作电流的电流相位)，以及温度采样电路反馈的温度信号。控制器可以根据工作电流信号调节交流电的频率，从而使得电流相位与输出电压的相位差最小，并根据温度信号调整输出电压的幅值，使温度趋近于设定值。需要说明的是，根据工作电流信号调节交流电的频率以及根据温度信号调整输出电压的幅值为本领域的常用技术手段。
47.上述加热设备的驱动控制电路通过温度采样电路采集的温度信号，以及电流采样电路采集的工作电流信号，可以获取得到更多的工况信息以便于控制器进一步控制开关电路，从而调节交流电的频率以及输出电压的幅值，进而为驱动控制电路精确控温提供硬件支持。
48.在其中一个实施例中，如图2所示，提供了一种加热设备的驱动控制电路，包括：
49.控制器；
50.开关电路；开关电路的控制端连接控制器，第一端用于连接电源，第二端用于连接加热线圈；
51.电流采样电路，用于采集加热线圈的工作电流信号，并将工作电流信号传输给控制器；
52.温度采样电路，用于采集待加热工件的温度信号，并将温度信号传输给控制器。
53.还包括开关量接口电路；
54.开关量接口电路的一端连接控制器，另一端用于连接辅助设备；其中，辅助设备包括以下设备的任意一种或任意多种：舱门开关机构、启停真空泵、保护气阀门、进气阀、排气阀和风机。
55.具体的，通过开关量接口电路可以实现辅助操作，包括开关舱门、启停真空泵、开
关保护气阀门、开关进气阀、开关排气阀、开关风机等。同时，工件本体主动发热，受热区域集中在工件表层，热能利用率高。
56.在其中一个实施例中，开关电路包括驱动电路和igbt模组；
57.驱动电路的一端连接控制器，另一端连接igbt模组的第一端；igbt模组的第二端用于连接加热线圈，第三端用于连接电源。
58.具体的，控制器的pwm输出端接到驱动电路，该驱动电路控制igbt模块的通断；igbt模组在控制器控制下将电源提供的直流电逆变成频率和幅值可调的正弦波，从而驱动感应加热线圈。在一个具体示例中，igbt模组包括4个igbt管，构成h全桥驱动加热线圈。
59.在其中一个实施例中，如图3所示，提供了一种加热设备的驱动控制电路，包括：
60.控制器；
61.开关电路；开关电路的控制端连接控制器，第一端用于连接电源，第二端用于连接加热线圈；
62.电流采样电路，用于采集加热线圈的工作电流信号，并将工作电流信号传输给控制器；
63.温度采样电路，用于采集待加热工件的温度信号，并将温度信号传输给控制器。
64.还包括开关量接口电路；
65.开关量接口电路的一端连接控制器，另一端用于连接辅助设备；其中，辅助设备包括以下设备的任意一种或任意多种：舱门开关机构、启停真空泵、保护气阀门、进气阀、排气阀和风机。
66.还包括监测报警电路；
67.监测报警电路的第一端连接控制器，第二端连接开关电路，第三端连接电流采样电路。
68.具体的，电流通过电流采样电路采样得到的工作电流信号送到控制器的 adc输入接口和监测报警电路；监测报警电路将电流过零和报警信息送到控制器的数字量输入接口。
69.在其中一个实施例中，监测报警电路包括处理器和比较器；
70.比较器的第一输入端连接电流采样电路，第二输入端接地，输出端连接处理器；处理器分别连接开关电路和控制器。
71.具体的，通过比较器判断工作电流信号的过零时刻，处理器可以为cpld。该过零时刻可以用于调节输出电流的相位。进一步的，监测报警电路还可以监测主回路的过流以及igbt模组过热等故障，这些信号一方面送到控制器用于报警和保护动作，另一方面直接禁止igbt模块的驱动电路输出，以加快保护动作的速度。
72.在其中一个实施例中，如图4所示，电流采样电路包括电流互感器和信号调理电路；
73.信号调理电路分别连接电流互感器和控制器；电流互感器用于采集工作电流信号。
74.其中，信号调理电路可以为本领域任意一种信号调理电路。采样电流通过高频电流互感器采样，经信号调理电路滤波和变换，工作电流信号送到控制器的adc输入接口。进一步的，信号调理电路还连接监测报警电路，工作电流信号也输出至监测报警电路。
75.在其中一个实施例中，如图4所示，温度采样电路包括温度传感器和信号放大电路；
76.信号放大电路分别连接温度传感器和控制器；温度传感器用于采集温度信号。
77.具体的，工件温度由温度传感器检测，经信号放大电路将温度转换成电压信号，通过adc接口送入控制器。温度传感器可以为红外温度传感器。
78.在其中一个实施例中，如图5所示，还包括数字量接口电路；
79.数字量接口电路的一端用于连接plc控制设备，另一端连接控制器。
80.具体的，plc等控制器通过数字量接口电路连接控制器，从而控制加温过程启停和开关辅助设备。
81.在其中一个实施例中，如图5所示，还包括通讯接口电路；
82.通讯接口电路的一端用于连接上位机，另一端连接控制器。
83.具体的，通讯接口电路包括以太网口和rs485串行口。该通讯接口电路用于上位机对钎焊炉配置、设定和监控。上述驱动控制电路具有通讯接口，可通过该接口配置和整定运行参数；具有停机、定温调节、按曲线调温等多种工作模式；此外还具有数字量接口，可与外部plc交互，便于集成到自动化生产线。
84.在一个实施例中，还提供了一种显示器；显示器连接控制器。
85.具体的，该显示器可能包括一个或多个电视机、计算机显示器、头戴式显示器、广播参考监视器、液晶显示器(lcd)屏幕、基于发光二极管(led) 的显示器、led背光lcd显示器、阴极射线管(crt)显示器、电致发光(eld) 显示器、电子纸/墨水显示器、等离子显示面板、有机发光二极管(oled)显示器、薄膜晶体管(tft)显示器、高性能定址(hpa)显示器、表面传导电子发射显示器、量子点显示器、干涉调制器显示器、体扫描显示器、碳纳米管显示器、变焦镜显示器、发射波长显示器、激光显示器、全息显示器、光场显示器、墙壁、三维显示器、电子墨水显示器、以及用于输出视觉信息的任何其它电子设备。该显示器可能包括触摸屏或者是触摸屏的一部分。在其中一个实施例中，显示器包括触摸屏。
86.在一个实施例中，还提供了一种钎焊炉，包括如上述任一项的加热设备的驱动控制电路。具体而言，该驱动控制电路包括：控制器；
87.开关电路；所述开关电路的控制端连接所述控制器，第一端用于连接电源，第二端用于连接加热线圈；
88.电流采样电路，用于采集所述加热线圈的工作电流信号，并将所述工作电流信号传输给所述控制器；
89.温度采样电路，用于采集待加热工件的温度信号，并将所述温度信号传输给所述控制器。
90.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
91.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。