商用電磁灶機芯如何產生驅動脈沖

     目前國內大功率電磁爐產品遠未完全成熟，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，大功率電磁爐產品一直在進步和發展?？刂齐娐贩矫?，一個典型的發展就是從模擬向全數字發展。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生驅動IGBT脈沖的電路，而所謂全數字是指驅動IGBT的脈沖是直接由數控芯片產生的。目前國內的產品大部分還是模擬的，也有少數廠家生產全數字的。那么，這兩種電路到底有什么差別，各有什么優缺點，作為大功率電磁爐的開發者該選擇什么型式的電路呢？

     首先我們來看看“模擬”電路是如何產生驅動脈沖的，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為壓控振蕩器，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有兩路互補輸出且有可控制的死區時間，可直接供給驅動半橋、全橋電路。使用方便，電路比較簡單。

     2、采用4046鎖相環IC，4046上有一個壓控制振蕩器產生頻率可變的脈沖，再通過后續的通用數字IC轉換成兩路帶有死區時間的互補輸出。該電路可與輸出電流脈沖一起構成鎖相環，實現輸出電壓、電流相位鎖定。

     模擬電路產生脈沖的特點是：電路成熟、透明，只要設計合理就能穩定工作。缺點是電路復雜，易受干攏，靈活性低。

     全數字的電磁爐一般使用DSC(用于控制的DSP，即數字信號控制，也可通稱為DSP)芯片，這些芯片除了具有一般DSP的高速數字信號處理能力外還帶有能產生互補對稱和死區時間的PWM發生器。在CPU的控制下輕而易舉地產生高精度、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內部的一個數字值。全數控的電磁爐幾乎所有的控制都可以由DSP來完成，如用數字PLL可實現輸出電壓、電流相位差的控制和鎖定，通過限制輸出的無功電流實現抬鍋時不關閉激勵，可以監控變換電路的ZVS、ZCS狀態。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是當今控制領域最流行的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，相比數字開關電源，電磁爐對控制精度和動態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計外，關鍵在于程序設計。不同的程序設計可使你的產品上天堂，也可讓你的產品下地獄。

     目前業界對于數字電源的發展前景分岐頗大，但主要是針對小功率電源，對于大功率的感應加熱、變頻電源、高頻焊機、逆變電源等已達成共識，以DSP為核心的全數控必將取代傳統的模擬電路。