大功率商用电磁炉的发展

目前国内大功率电磁炉产品远未完全成熟，无论是功能、性能还是故障率等都不尽人意，但这几年在各厂家不断努力下，大功率电磁炉产品一直在进步和发展。控制电路方面，一个典型的发展就是从模拟向全数字发展。这里所谓的模拟并不是说没有使用MCU，是指那些靠模拟电路产生驱动IGBT脉冲的电路，而所谓全数字是指驱动IGBT的脉冲是直接由数控芯片产生的。目前国内的产品大部分还是模拟的，也有少数厂家生产全数字的。那么，这两种电路到底有什么差别，各有什么优缺点，作为大功率电磁炉的开发者该选择什么型式的电路呢？

首先我们来看看“模拟”电路是如何产生驱动脉冲的，目前最常用的电路型式有：

1、 采用SG3525等电源IC，通过控制振荡电路的充电电流将原固定频率的振荡器变为压控振荡器，MCU通过输出电压来控制振荡频率，从而控制电磁炉的功率。这些电源IC有两路互补输出且有可控制的死区时间，可直接供给驱动半桥、全桥电路。使用方便，电路比较简单。

2、 采用4046锁相环IC，4046上有一个压控制振荡器产生频率可变的脉冲，再通过后续的通用数字IC转换成两路带有死区时间的互补输出。该电路可与输出电流脉冲一起构成锁相环，实现输出电压、电流相位锁定。

模拟电路产生脉冲的特点是：电路成熟、透明，只要设计合理就能稳定工作。缺点是电路复杂，易受干拢，灵活性低。

全数字的电磁炉一般使用DSC(用于控制的DSP，即数字信号控制，也可通称为DSP)芯片，这些芯片除了具有一般DSP的高速数字信号处理能力外还带有能产生互补对称和死区时间的PWM发生器。在CPU的控制下轻而易举地产生高精度、频率和脉宽可变的脉冲信号。与上述模拟方法不同的是，控制脉冲频率不是一个电压值而是DSP内部的一个数字值。全数控的电磁炉几乎所有的控制都可以由DSP来完成，如用数字PLL可实现输出电压、电流相位差的控制和锁定，通过限制输出的无功电流实现抬锅时不关闭激励，可以监控变换电路的ZVS、ZCS状态。由于控制部分硬件只需完成对所需参量的采样，所以电路得以简化，并且系统的灵活性极高。

就象说到MCU人们就想到51系列一样，说到DSP，人们首先想到的是TI的TMS320家族DSP，而用于控制的便是TMS320的2000系列，最新的TMS320F28XX 32位DSP是当今控制领域最流行的DSP。其高超的性能用于电磁炉是绰绰有余。实际上电磁炉并不一定要用32位的DSP，相比数字开关电源，电磁炉对控制精度和动态性能的要求是较低的，所以一般的16位DSC甚至某些带有电源用PWM模块的高性能8位MCU都能信任。

既然如此，那么是不是只要在电磁炉上使用DSP就万事大吉了呢？当然不是，芯片只是一个躯体，程序才是灵魂。要成功地将DSP用于电磁炉，除了合理的取样电路设计外，关键在于程序设计。不同的程序设计可使你的产品上天堂，也可让你的产品下地狱。

目前业界对于数字电源的发展前景分岐颇大，但主要是针对小功率电源，对于大功率的感应加热、变频电源、高频焊机、逆变电源等已达成共识，以DSP为核心的全数控必将取代传统的模拟电路。

目前商用电磁炉机芯,控制部份可以归纳为四类:

1、是用分立的3525,9454,4046等IC,自己做的驱动板.

2、是用落木源,普尔盛,还有老周等的专业小驱动板,一体化封装.

3、是用DSP芯片,目前我看到的型号有TMS320LFXX

4、是用PLC控制,代表有IREX 刘生的板子.

大功率商用电磁炉,本人认为未来的趋势有以下几点:

1 用数字化控制,代替模拟控制,增加多种检测方式,随时监控负载的变化,电网的变化.

2 用搭铜条的方式,取代走PCB的方式.整体结构简单,整洁,过流强,温升低,产品可靠.

3 用全密封结构,取代常规的机芯内部风冷结构,避免油烟,水气,潮气,蟑螂等.

4 功率在40KW以上,水冷代替常规的风冷.