商用電磁灶機(jī)芯如何產(chǎn)生驅(qū)動脈沖

     目前國內(nèi)大功率電磁爐產(chǎn)品遠(yuǎn)未完全成熟，無論是功能、性能還是故障率等都不盡人意，但這幾年在各廠家不斷努力下，大功率電磁爐產(chǎn)品一直在進(jìn)步和發(fā)展?？刂齐娐贩矫妫粋€典型的發(fā)展就是從模擬向全數(shù)字發(fā)展。這里所謂的模擬并不是說沒有使用MCU，是指那些靠模擬電路產(chǎn)生驅(qū)動IGBT脈沖的電路，而所謂全數(shù)字是指驅(qū)動IGBT的脈沖是直接由數(shù)控芯片產(chǎn)生的。目前國內(nèi)的產(chǎn)品大部分還是模擬的，也有少數(shù)廠家生產(chǎn)全數(shù)字的。那么，這兩種電路到底有什么差別，各有什么優(yōu)缺點，作為大功率電磁爐的開發(fā)者該選擇什么型式的電路呢？

     首先我們來看看“模擬”電路是如何產(chǎn)生驅(qū)動脈沖的，目前最常用的電路型式有：

     1、采用SG3525等電源IC，通過控制振蕩電路的充電電流將原固定頻率的振蕩器變?yōu)閴嚎卣袷幤?，MCU通過輸出電壓來控制振蕩頻率，從而控制電磁爐的功率。這些電源IC有兩路互補(bǔ)輸出且有可控制的死區(qū)時間，可直接供給驅(qū)動半橋、全橋電路。使用方便，電路比較簡單。

     2、采用4046鎖相環(huán)IC，4046上有一個壓控制振蕩器產(chǎn)生頻率可變的脈沖，再通過后續(xù)的通用數(shù)字IC轉(zhuǎn)換成兩路帶有死區(qū)時間的互補(bǔ)輸出。該電路可與輸出電流脈沖一起構(gòu)成鎖相環(huán)，實現(xiàn)輸出電壓、電流相位鎖定。

     模擬電路產(chǎn)生脈沖的特點是：電路成熟、透明，只要設(shè)計合理就能穩(wěn)定工作。缺點是電路復(fù)雜，易受干攏，靈活性低。

     全數(shù)字的電磁爐一般使用DSC(用于控制的DSP，即數(shù)字信號控制，也可通稱為DSP)芯片，這些芯片除了具有一般DSP的高速數(shù)字信號處理能力外還帶有能產(chǎn)生互補(bǔ)對稱和死區(qū)時間的PWM發(fā)生器。在CPU的控制下輕而易舉地產(chǎn)生高精度、頻率和脈寬可變的脈沖信號。與上述模擬方法不同的是，控制脈沖頻率不是一個電壓值而是DSP內(nèi)部的一個數(shù)字值。全數(shù)控的電磁爐幾乎所有的控制都可以由DSP來完成，如用數(shù)字PLL可實現(xiàn)輸出電壓、電流相位差的控制和鎖定，通過限制輸出的無功電流實現(xiàn)抬鍋時不關(guān)閉激勵，可以監(jiān)控變換電路的ZVS、ZCS狀態(tài)。由于控制部分硬件只需完成對所需參量的采樣，所以電路得以簡化，并且系統(tǒng)的靈活性極高。

     就象說到MCU人們就想到51系列一樣，說到DSP，人們首先想到的是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是當(dāng)今控制領(lǐng)域最流行的DSP。其高超的性能用于電磁爐是綽綽有余。實際上電磁爐并不一定要用32位的DSP，相比數(shù)字開關(guān)電源，電磁爐對控制精度和動態(tài)性能的要求是較低的，所以一般的16位DSC甚至某些帶有電源用PWM模塊的高性能8位MCU都能信任。

     既然如此，那么是不是只要在電磁爐上使用DSP就萬事大吉了呢？當(dāng)然不是，芯片只是一個軀體，程序才是靈魂。要成功地將DSP用于電磁爐，除了合理的取樣電路設(shè)計外，關(guān)鍵在于程序設(shè)計。不同的程序設(shè)計可使你的產(chǎn)品上天堂，也可讓你的產(chǎn)品下地獄。

     目前業(yè)界對于數(shù)字電源的發(fā)展前景分岐頗大，但主要是針對小功率電源，對于大功率的感應(yīng)加熱、變頻電源、高頻焊機(jī)、逆變電源等已達(dá)成共識，以DSP為核心的全數(shù)控必將取代傳統(tǒng)的模擬電路。