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

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一般中频感应炉是一种将工频50HZ交流电转变为中频(300HZ以上至20K HZ)的电源装置，把三相工频交流电，整流后变成直流电，再把直流电变为可调节的中频电流，供给由电容和感应线圈里流过的中频交变电流，在感应圈中产生高密度的磁力线，并切割感应圈里盛放的金属材料，在金属材料中产生很大的涡流。下面介绍一种利用晶闸管不断开闭来产生中频信号的中频感应炉。这种中频感应炉利用快速晶闸管形成的硅堆将工频交流380V电压变成直流450V电压，在经过电抗器滤波后，经过快速晶闸管整流后，进入由电热电容器和电感组成的LC振荡电路。电热电容器和电感并联，前后端分别和两个快速晶闸管串联在一起。根据基尔霍夫定律这个LC振荡电路的频率为f=1/2LC以LC并联电路为例，电容两端的电压VC等于电感两端的电压VL：VC=VL流入电容的电流等于流出电感的电流：iC=-iL从电路元件的本构关系可知VL(t)=L*d iL/dt并且ic(t)=c*dVc/dt调换顺序并进行代换得到二阶微分方程iC-iL=0d Il(t)/dt +iL(t)/LC =0参数w0,谐振角频率定义为w0=1/LC利用这个可以简化微分方程d Il(t)/dt + w0*iL(t) =0相关多项式是s+w=0因此s=+jw0或者说s=-jw0其中j为虚数单位也就是说Il(t)/dt=LC电量q=LC用万用表测量LC振荡电路中的电感和电容的乘积的开方应该等于LC振荡电路中电感导线上的电量。同时要想电热电容和电感器并联的LC振荡电路产生中频振荡电压，必须控制快速晶闸管不断开启或关闭。当快速晶闸管开启时，从电抗器出来的直流电源对电热电容器充电，电感器上的电流变小。当快速晶闸管关闭时，从电抗器出来的电热电容器放电电，电感器上的电流变大。这样由于快速晶闸管不断快速的关闭开启，就会在电热电器容器两端形成一个中频高压电源。这个电源通过大功率电阻直接连接加热线圈，就会使加热线圈产生磁场，进而使加热线圈里面的铁料熔化。这个电源通过大功率电阻直接连接正负钨或石墨电极，就会使正负电极两端产生电弧，这个电弧就会使点击周围的铁矿石熔化。还要利用9013三极管和独石电容，电感组成的LC振荡电路产生中频20khz的信号控制晶闸管的控制端G，这个信号控制快速晶闸管不断开启或关闭，就会使电热电容和电感发生LC振荡。这个中频感应炉的电路资料下载网址是：链接：https:/pan.baidu.com/s/1y7hY6tU-koiLJXfB3EbVEw 提取码：fpld链接：https:/pan.baidu.com/s/1qMRgLZzXi2Wm0rxNEzu5fQ 提取码：eex3，https:/share.weiyun.com/YLBIB7ez。它的电路图如下：快速晶闸管可以使用下面的方法制造。将锗片或硅片，锑源，放入石英舟中，加热800摄氏度，在10-5E真空环境下，将锑扩散到锗片表面7-10微米厚度，表面浓度10的17次方厘米-3。锗片表面的锑和铅锑锡合金，或者和铟镓铅锑合金形成PN节，4个PN节合在一起就组成了一个可控硅。控制级G上面的二极管防止电压过高进入控制端后面电路，烧坏后面电路。还可以用砷化镓，或硅片替换锗片。如下图所示：将锗片或硅片，锑源，放入石英舟中，加热800摄氏度，在10-5E真空环境下，将锑扩散到锗片表面7-10微米厚度，表面浓度10的17次方厘米-3。锗片表面的锑和锗片表面的砷，或铟粒表面的砷形成PN节，4个PN节合在一起就组成了一个可控硅。控制级G上面的二极管防止电压过高进入控制端后面电路，烧坏后面电路。如下图所示：用下面的方法可以制作锗片集成电路，或三极管。也可以将钽片压延至15-20m，然后用冲模压成上图的棋盘状，最后用刮刀压穿25m、50m长的方孔。也可以采用光刻法，制造掩膜。首先将要制备的掩膜的图案画在纸板上，用缩微照相术将图片缩小照相，最后洗出胶卷，掩膜就会变小。为了防止最后洗出的有很小棋盘状掩膜的胶片的方孔边角不规则，需要分辨率很好的相机。将光致抗蚀剂涂抹到锗片表面，用有微小棋盘状的胶卷掩膜盖在锗片上面。用高压汞灯产生的光线照射胶卷掩膜，透过光线的小棋盘状方块上面的光致抗蚀剂就会分解，这样就会在这片表面形成棋盘状的光致抗蚀剂。用氟化氢，硝酸，溴溶液，和水配制成腐蚀剂腐蚀没有光致抗蚀剂的棋盘状锗片。再给覆盖有棋盘状铝制掩膜的锗片表面涂蜡，去掉；铝制掩膜，没有涂蜡的锗片就形成棋盘状。还可以用铝或锑化铝制作集成电路棋盘状掩膜。将0.5mm厚铝制或锑化铝制淹膜压紧在锗片表面，然后在蒸发皿里面，蒸发N型砷，或P型锑。用氟化氢，硝酸，溴溶液，和水配制成腐蚀剂腐蚀没有涂蜡的棋盘状锗片。光致抗蚀剂由三种成分组成：1.抗蚀剂（聚乙烯醇肉桂酸脂）。质量分数8%。2.增感剂（硝基卮）。质量分数0.5%。3.溶剂（环已酮），质量分数91.5%。聚乙烯醇肉桂酸脂是由聚乙烯加肉桂酸经酯化反应生成的。其中起感光作用的，主要是分子团。分子团中的双键在光照下吸收能量，把双键打开产生交键，变成不溶于显影液的网状高分子化合物，它们、能抗腐蚀。加入5-硝基卮主要是增加感光性能。环已酮的毒性小，溶解力强，挥发性适宜，常用来做溶剂。另外甲基溶纤剂，乙基溶纤也可以作为溶剂剂。涂胶前要对硅片或锗片做清洁处理，涂完感光胶，要对掩膜进行80摄氏度烘干15分钟。曝光源通常采用80瓦高压水银灯产生10的8次方勒克斯*秒的光强。显影时，硅片或锗片上没有感光的感光胶溶解在显影液里面。而感光部分保留下来作为腐蚀时的保护膜。丁酮和三氯化乙烯用来做显影液效果很好。用三杯丁酮逐杯轮换，1分钟内即可达到显影的目的。注意显影液要经常更换，否则显影不干净。显影后，为使留下的胶膜牢固的附在硅片或锗片上，需要在185摄氏度下进行烘烤。腐蚀二氧化硅用HF:NH4F:H20=3:6:11。腐蚀温度一般不超过40摄氏度。还可以用NH4HF2:H20=2:3.5。腐蚀铝应用磷酸或氢氧化钠。1，10%氢氧化钠水溶液里面加高锰酸钾至饱和，温度为25摄氏度。2.在无水亚硫酸钠饱和溶液里加几滴硫酸。腐蚀镍或铬，腐蚀液用CE2*SO4)3:HNO3:H20=1:1:11，去胶，对于二氧化硅上面的胶层，可直接放在浓H2SO4中煮开。然后用去离子水清洗。