一种基于CPLD的超音频调频电磁感应加热控制模块

摘要

本实用新型公开了一种基于CPLD的超音频调频电磁感应加热控制模块，硬件包括：CPLD芯片，功率调节电位器，85摄氏度温度开关，炉底线圈温度传感器，CT线圈及其电路，25MHz晶振和LED指示灯；CPLD芯片是整个模块的核心，由它控制其他部件的运行，通过对芯片内部逻辑的设计，可实现对过流，欠压，过压，IGBT集射电压检测，IGBT和炉底线圈超温保护，PWM生成和输出的控制，并可通过可调电位器实现手动的功率细微调节。所有以上逻辑功能模块集中于一片CPLD芯片之中，通过CPLD的IO端口和外部电路物理连接，而在CPLD芯片内部又可分为三个相对独立的子模块，在芯片内部有序的进行物理连接和逻辑组合，用以复杂的电磁加热时序逻辑和组合逻辑控制。

主权项

一种基于CPLD的超音频调频电磁感应加热控制模块，其特征在于，模块内部分为三个子功能模块，各子功能模块为：子模块1：用于对IGBT，炉盘，功率调节电位器的信号检测，并将信号处理完成后送到其他子模块或LED显示；本模块同时以电网的50Hz交流信号调理后生成的100Hz方波信号作为子模块1的时钟源，并通过一个三分频电路将产生的33Hz信号送给子模块2作为子模块2的时钟源；本模块同时实现了对IGBT集射电压的超快速检测和对各种故障状态的LED指示输出，以便在最短的时间内对IGBT和控制主板进行保护，并通过四个LED指示灯来指示用户操作或排查故障；子模块2：用于对CT电流互感器线圈感应，并分别通过频率或电流检测电路产生的负载超频或过流信号进行检测，通过频率调节以实现负载的谐振频率调节，从而调节负载功率，本模块同时实现了由可控分频器组成的多进制计数器，用于协调三个子模块间的数据交互时序和进行逻辑控制；子模块3：用于PWM波形生成，输出功率控制以及对输入故障信号的处理，并迅速关闭PWM输出信号及其相关部件；其中，PWM波形的信号源由压频转换芯片送出，经过内部数字处理后生成两个波形互补的PWM波，并且经过死区插入电路，分别插入了2微秒的死区时间；然后，通过两个CPLD的I/O口，将PWM信号送入后级处理电路波形放大后，驱动IGBT运行；所述硬件包括：CPLD芯片，功率调节电位器，85摄氏度温度开关，炉底线圈温度传感器，CT线圈及其电路，25MHz晶振和LED指示灯；其中：CPLD芯片用于控制模块外部各部件的工作；CPLD芯片的型号是EPM7128SLC84‑15；功率调节电位器采用WX110（010）10K精度为5%的电位器，占用一根CPLD的I/O线，用于功率调节；85摄氏度常闭性温度开关，占用一根CPLD的I/O线，实现IGBT的温度检测；正温度系数热敏电阻温度传感器，占用一根CPLD的I/O线，实现炉盘温度检测；CT线圈及其附属电路，占用两根CPLD的I/O线，其中一根用于频率检测，另一根实现过流检测；25MHz晶振，占用一根CPLD的I/O线，作为芯片的总时钟输入；LED指示灯，占用四根CPLD的I/O线，用于模块运行指示和故障报警。