IGBT管电磁热水器控制器设计+Proteus仿真结果图(2)
迄今为止，十分多的各式各样品牌的热水器存在于市场上，特别是在上面的分析中，我们知道常见的热水器可以依据能源理由的不同可以分为三个种类：1、天然气热水器；2、电热水器；3、太阳能热水器。对于热水器的使用，我们需要综合考虑很多因素，列如安全因素、方便程度、环境因素、地域限制以及可以使用的寿命，在这些方面，这三种热水器都存在不同程度的欠缺。尤其是在科学技术十分发达的二十一世纪，人们对于节能、环保、高效的要求越来越高。为了满足人们对于热水器的各方面的需求，研发者们在热水器的环保、安全、节能、便捷等方面进行了许多的改善，同时，研发适合人们生活和可持续发展规律的热水器，是当今世界都要解决的热门问题。
近几年来，电磁加热的方式进入了人们的生活，随着而来的相匹配的利用电磁感应加热的家电更是多不胜数，像电磁炉一样的家电更是方便了人们的生活。由于电磁热水器的种种独特优势——节能、环保、健康、安全、高效。人们对它抱以强烈的青睐。电磁热水器的使用，使得电能的使用效率达到了一个新的高峰，减少了能源的浪费[1]。
电磁热水器的种类很多，本文中针对的热水器，它在我们的生活中的应用十分广泛，像车载热水器，洗浴即热出水器都是热水器的一种形式。
1．2 电磁加热原理
电磁感应的发现，使得电磁的应用走进社会，后来，人们发现将金属放在变化磁场中会发热。这一现象的发现让人们对于用电磁加热产生了浓厚的兴趣。人类进行了一段时间的摸索，终于明白了电磁加热的原理，并根据这个原理发明了很多电磁加热装置。
电磁热水器就是依据电磁感应原理制造的[2]。人们知道高频AC经过线圈中时，会在它的周围产生高频的磁场，如果将金属放在里面，就会形成无数的涡电流存在于金属里面，正是由于这个电流回路产生的能量变为热能，从而金属表面的温度得以迅速提升。这样的加热方法，在生活和工业领域受到广泛的应用。它的加热功率非常高，将金属表面加热到1000摄氏度只需要短短的几十秒。将金属表面加热到高温，然后热量传递到水，进而加热水。
1．3 本文中研究的对象
电磁加热系统是一种经典的非线性系统，我们要实行对它的T值控制十分不易[3]。本课题的目的是设计一个控制器，实行对加热器的加热功率的控制，这个控制器是针对RLC谐振加热电路的。通过设计控制器控制RLC谐振电路的通断，最主要的还是对IGBT管的导通和关断进行控制，从而实行对加热功率的控制。而IGBT的导通信号就根据谐振电路的同步信号的处理，外加单片机提供的PWM波的控制而产生的，这样的导通方式也就是控制方式可以很方便的实行对谐振加热电路的控制。
本文最主要的目的是为了研究针对热水器温度的一种控制手段，方便人们日常生活更加舒适的使用电磁热水器。本文分析了热水器的达成机制，以及它的控制系统的设计思路。第一步本文分析了电磁加热原理，然后提出了热水器的设计方案，然后针对该加热系统进行控制器的设计，在这个过程中需要考虑到加热系统的各个参数以及它的功率因数。本文给出了主谐振电路、驱动电路、控制电路等模块的电路，然后再通过单片机给出的PWM波实现对加热器的加热功率的控制，至于一些外在因素的考虑电路，本课题中为了方便研究，也就没有对其进行考虑，也降低了课题难度，有利于课题的最终研究。
1．4 Proteus和Keil软件介绍
Proteus是一款有关于单片机仿真的软件，它的仿真可以分为两种，一种是不需要外部编程的仿真，只需要在里面搭出电路图即可进行仿真；另外一种就是需要单片机的仿真，这个时候就需要在外部软件中编译单片机工作所需要的程序，然后单片机运行的时候，调用外部程序编译生成的Hex文件，进而完成的单片机电路的仿真。