利用LC振蕩器控制晶閘管開閉產(chǎn)生中頻信號(hào)的中頻感應(yīng)爐
一般中頻感應(yīng)爐是一種將工頻50HZ交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹蓄l(300HZ以上至20K HZ)的電源裝置，把三相工頻交流電，整流后變成直流電，再把直流電變?yōu)榭烧{(diào)節(jié)的中頻電流，供給由電容和感應(yīng)線圈里流過的中頻交變電流，在感應(yīng)圈中產(chǎn)生高密度的磁力線，并切割感應(yīng)圈里盛放的金屬材料，在金屬材料中產(chǎn)生很大的渦流。下面介紹一種利用晶閘管不斷開閉來產(chǎn)生中頻信號(hào)的中頻感應(yīng)爐。這種中頻感應(yīng)爐利用快速晶閘管形成的硅堆將工頻交流380V電壓變成直流450V電壓，在經(jīng)過電抗器濾波后，經(jīng)過快速晶閘管整流后，進(jìn)入由電熱電容器和電感組成的LC振蕩電路。電熱電容器和電感并聯(lián)，前后端分別和兩個(gè)快速晶閘管串聯(lián)在一起。根據(jù)基爾霍夫定律這個(gè)LC振蕩電路的頻率為
f=1/2π√LC
以LC并聯(lián)電路為例，電容兩端的電壓VC等于電感兩端的電壓VL：
VC=VL
流入電容的電流等于流出電感的電流：
iC=-iL
從電路元件的本構(gòu)關(guān)系可知
VL(t)=Ld iL/dt
并且
ic(t)=cdVc/dt
調(diào)換順序并進(jìn)行代換得到二階微分方程
iC-iL=0
d2 Il(t)/dt2 +iL(t)/LC =0
參數(shù)w0,諧振角頻率定義為

w0=1/√LC
利用這個(gè)可以簡(jiǎn)化微分方程
d2 Il(t)/dt2 + w20*iL(t) =0
相關(guān)多項(xiàng)式是
s2+w2=0
因此
s=+jw0
或者說
s=-jw0
其中j為虛數(shù)單位
也就是說
Il(t)/dt=√LC
電量q=√LC
用萬用表測(cè)量LC振蕩電路中的電感和電容的乘積的開方應(yīng)該等于LC振蕩電路中電感導(dǎo)線上的電量。
同時(shí)要想電熱電容和電感器并聯(lián)的LC振蕩電路產(chǎn)生中頻振蕩電壓，必須控制快速晶閘管不斷開啟或關(guān)閉。當(dāng)快速晶閘管開啟時(shí)，從電抗器出來的直流電源對(duì)電熱電容器充電，電感器上的電流變小。當(dāng)快速晶閘管關(guān)閉時(shí)，從電抗器出來的電熱電容器放電電，電感器上的電流變大。這樣由于快速晶閘管不斷快速的關(guān)閉開啟，就會(huì)在電熱電器容器兩端形成一個(gè)中頻高壓電源。這個(gè)電源通過大功率電阻直接連接加熱線圈，就會(huì)使加熱線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，進(jìn)而使加熱線圈里面的鐵料熔化。這個(gè)電源通過大功率電阻直接連接正負(fù)鎢或石墨電極，就會(huì)使正負(fù)電極兩端產(chǎn)生電弧，這個(gè)電弧就會(huì)使點(diǎn)擊周圍的鐵礦石熔化。
還要利用9013三極管和獨(dú)石電容，電感組成的LC振蕩電路產(chǎn)生中頻20khz的信號(hào)控制晶閘管的控制端G，這個(gè)信號(hào)控制快速晶閘管不斷開啟或關(guān)閉，就會(huì)使電熱電容和電感發(fā)生LC振蕩。
這個(gè)中頻感應(yīng)爐的電路資料下載網(wǎng)址是：
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1y7hY6tU-koiLJXfB3EbVEw ;
提取碼：fpld
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1qMRgLZzXi2Wm0rxNEzu5fQ ;
提取碼：eex3，
https://share.weiyun.com/YLBIB7ez。
它的電路圖如下：

圖片

快速晶閘管可以使用下面的方法制造。將鍺片或硅片，銻源，放入石英舟中，加熱800攝氏度，在10-5E真空環(huán)境下，將銻擴(kuò)散到鍺片表面7-10微米厚度，表面濃度10的17次方厘米-3。鍺片表面的銻和鉛銻錫合金，或者和銦鎵鉛銻合金形成PN節(jié)，4個(gè)PN節(jié)合在一起就組成了一個(gè)可控硅。控制級(jí)G上面的二極管防止電壓過高進(jìn)入控制端后面電路，燒壞后面電路。還可以用砷化鎵，或硅片替換鍺片。如下圖所示：
圖片

將鍺片或硅片，銻源，放入石英舟中，加熱800攝氏度，在10-5E真空環(huán)境下，將銻擴(kuò)散到鍺片表面7-10微米厚度，表面濃度10的17次方厘米-3。鍺片表面的銻和鍺片表面的砷，或銦粒表面的砷形成PN節(jié)，4個(gè)PN節(jié)合在一起就組成了一個(gè)可控硅。控制級(jí)G上面的二極管防止電壓過高進(jìn)入控制端后面電路，燒壞后面電路。如下圖所示：
圖片

用下面的方法可以制作鍺片集成電路，或三極管。也可以將鉭片壓延至15-20μm，然后用沖模壓成上圖的棋盤狀，最后用刮刀壓穿25μm、50μm長(zhǎng)的方孔。也可以采用光刻法，制造掩膜。首先將要制備的掩膜的圖案畫在紙板上，用縮微照相術(shù)將圖片縮小照相，最后洗出膠卷，掩膜就會(huì)變小。為了防止最后洗出的有很小棋盤狀掩膜的膠片的方孔邊角不規(guī)則，需要分辨率很好的相機(jī)。將光致抗蝕劑涂抹到鍺片表面，用有微小棋盤狀的膠卷掩膜蓋在鍺片上面。用高壓汞燈產(chǎn)生的光線照射膠卷掩膜，透過光線的小棋盤狀方塊上面的光致抗蝕劑就會(huì)分解，這樣就會(huì)在這片表面形成棋盤狀的光致抗蝕劑。用氟化氫，硝酸，溴溶液，和水配制成腐蝕劑腐蝕沒有光致抗蝕劑的棋盤狀鍺片。再給覆蓋有棋盤狀鋁制掩膜的鍺片表面涂蠟，去掉；鋁制掩膜，沒有涂蠟的鍺片就形成棋盤狀。還可以用鋁或銻化鋁制作集成電路棋盤狀掩膜。將0.5mm厚鋁制或銻化鋁制淹膜壓緊在鍺片表面，然后在蒸發(fā)皿里面，蒸發(fā)N型砷，或P型銻。用氟化氫，硝酸，溴溶液，和水配制成腐蝕劑腐蝕沒有涂蠟的棋盤狀鍺片。

光致抗蝕劑由三種成分組成：1.抗蝕劑（聚乙烯醇肉桂酸脂）。質(zhì)量分?jǐn)?shù)8%。2.增感劑（硝基卮）。質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%。3.溶劑（環(huán)已酮），質(zhì)量分?jǐn)?shù)91.5%。聚乙烯醇肉桂酸脂是由聚乙烯加肉桂酸經(jīng)酯化反應(yīng)生成的。其中起感光作用的，主要是分子團(tuán)。
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分子團(tuán)中的雙鍵在光照下吸收能量，把雙鍵打開產(chǎn)生交鍵，變成不溶于顯影液的網(wǎng)狀高分子化合物，它們、能抗腐蝕。加入5-硝基卮主要是增加感光性能。環(huán)已酮的毒性小，溶解力強(qiáng)，揮發(fā)性適宜，常用來做溶劑。另外甲基溶纖劑，乙基溶纖也可以作為溶劑劑。涂膠前要對(duì)硅片或鍺片做清潔處理，涂完感光膠，要對(duì)掩膜進(jìn)行80攝氏度烘干15分鐘。曝光源通常采用80瓦高壓水銀燈產(chǎn)生10的8次方勒克斯秒的光強(qiáng)。顯影時(shí)，硅片或鍺片上沒有感光的感光膠溶解在顯影液里面。而感光部分保留下來作為腐蝕時(shí)的保護(hù)膜。丁酮和三氯化乙烯用來做顯影液效果很好。用三杯丁酮逐杯輪換，1分鐘內(nèi)即可達(dá)到顯影的目的。注意顯影液要經(jīng)常更換，否則顯影不干凈。顯影后，為使留下的膠膜牢固的附在硅片或鍺片上，需要在185攝氏度下進(jìn)行烘烤。腐蝕二氧化硅用HF:NH4F:H20=3:6:11。腐蝕溫度一般不超過40攝氏度。還可以用NH4HF2:H20=2:3.5。腐蝕鋁應(yīng)用磷酸或氫氧化鈉。1，10%氫氧化鈉水溶液里面加高錳酸鉀至飽和，溫度為25攝氏度。2.在無水亞硫酸鈉飽和溶液里加幾滴硫酸。腐蝕鎳或鉻，腐蝕液用CE2SO4)3:HNO3:H20=1:1:11，去膠，對(duì)于二氧化硅上面的膠層，可直接放在濃H2SO4中煮開。然后用去離子水清洗。
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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的利用LC振荡器控制晶闸管开闭产生中频信号的中频感应炉的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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