一种用于高频感应加热设备的大功率开关电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及开关电源技术领域，特别是一种应用于高频感应加热设备的开关电源。
【背景技术】
[0002]高频感应加热设备的输出频率一般在100kHz以上，现有的高频感应加热设备基本上都采用交流-直流-交流变频技术，即将普通工业用三相380V/50HZ交流电经整流、滤波、逆变后变为高频电流输出。而用于逆变的器件大多采用大功率M0SFET (场效应管)，现在市场上能买到的大功率场效应管有两种:高压(1000V) M0S管和低压(500V) M0S管。
[0003]采用高压M0S管的高频设备主要包括依次连接的整流模块、滤波模块、高压M0S逆变模块以及隔离变压模块；此种结构的开关电源，由于采用了高压M0S管，整流前无须降压，直接整流即可，无需设置降压变压器，因而减少了整体体积、重量、占地面积等，但高压M0S管价格昂贵，且逆变后还须增加一个隔离变压器，使整机成本不但没有下降，甚至略有上升，同时高压M0S管是易损件，造成售后成本很高。采用低压M0S管的高频设备主要包括依次连接的降压隔离变压器、整流模块、滤波模块以及低压M0S逆变模块；此种结构的开关电源，虽然采用了价格低廉的低压M0S管，但因整流前多了一个降压隔离变压器(一般为大型工频整流变压器，干式或油浸式)，使得整体成本没有明显降低，还增加了整机的复杂性。并且上述两种高频设备，为保证开关电源输出的稳定性以及作业人员的安全性，都需要设置隔离电路，造成开关电源结构复杂。
[0004]另外，现有感应加热设备的整流模块多采用可控硅整流调压电路，即由六个可控硅构成的三相整流调压电路来实现整流和调压，虽然电路较为成熟可靠，但是存在功率因数低、谐波污染严重等缺点。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型需要解决的技术问题是提供一种用于高频感应加热设备的大功率开关电源，它具有功率因数高、无谐波污染、且成本较为低廉的特点。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。
[0007]—种用于高频感应加热设备的大功率开关电源，包括依次连接的一次整流电路、调压电路、降压变压器和二次整流电路，一次整流电路的输入端连接交流电源端，二次整流电路的输出端为低压直流输出端；
[0008]所述一次整流电路和二次整流电路均为二极管整流电路，所述一次整流电路的负极输出端和正极输出端之间设置有滤波电容；
[0009]所述调压电路为并联设置的两组IGBT功率模块，两组IGBT功率模块的集电极连接在一次整流电路的正极输出端，两组IGBT功率模块的发射极分别连接隔离降压变压器的两端，一次整流电路的负极连接隔离降压变压器的中间端，二极管D7和D8做续流用。
[0010]上述用于高频感应加热设备的大功率开关电源，所述降压隔离变压器采高频磁芯变压器，高频磁芯变压器初级线圈的中间端连接一次整流电路的负极输出端，初级线圈的上下两端分别与两个IGBT功率模块的发射极连接；高频磁芯变压器次级线圈的中间端连接低压直流输出负极端，高频磁芯变压器次级线圈的上下两端分别经二极管D9和D10连接低压直流输出正极端。
[0011]上述用于高频感应加热设备的大功率开关电源，增设两个续流二极管，所述续流二极管的阳极分别连接在接隔离降压变压器的初级线圈两端，续流二极管的阴极连接在接隔离降压变压器的初级线圈中间端。
[0012]由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得的技术进步如下。
[0013]本实用新型电路结构简单，整流电路采用二极管整流、调压电路采用IGBT逆变调压技术，并采用高频磁芯变压器实现降压功能，不仅可靠实现了输入与输出的隔离，保证了作业人员的安全；而且由于摒弃了昂贵的高压M0S管和整流前所用的大型变压器，从而使得整机成本大大降低，同时还改善了整机的功率因数，降低了谐波污染，大大提高了高频感应加热设备的性价比。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的电原理框图；
[0015]图2为本实用新型一个实施例的电原理图。
[0016]图中各标号表示为:D1~D10.二极管，Cl.滤波电容，IGBT1~IGBT2.1GBT功率模块，ABC.三相工频交流电源，DC+.低压直流输出正极端，DC-.低压直流输出负极端，GLB.隔离降压变压器。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。
[0018]本实用新型的电原理图如图1所示，包括依次连接的一次整流电路、调压电路、降压变压器和二次整流电路，一次整流电路的输入端连接交流电源端，二次整流电路的输出端为低压直流输出端。
[0019]在本实用新型中，一次整流电路和二次整流电路均为二极管整流电路。具体在本实施例中，一次整流电路的电原理图如图2所示，包括二极管D1至D6，其中二极管D1和D4反向并联连接在三相交流电源A相输入端，二极管D3和D6反向并联连接在三相交流电源B相输入端，二极管D5和D2反向并联连接在三相交流电源C相输入端；二极管D4、D6、D2共阳极，且阳极为一次整流电路的负极输出端；二极管Dl、D3、D5共阴极，且阴极为一次整流电路的正极输出端；一次整流电路的负极输出端和正极输出端之间设置有滤波电容C1。
[0020]调压电路为并联设置的两组IGBT功率模块IGBT1、IGBT2，两组IGBT功率模块的集电极连接在一次整流电路的正极输出端，两组IGBT功率模块的发射极分别连接隔离降压变压器的两端，一次整流电路的负极接隔离降压变压器的中间端，二极管D7和D8做续流用。
[0021]隔离降压变压器GLB采用高频磁芯变压器，高频磁芯变压器初级线圈的中间端连接一次整流电路的负极输出端，初级线圈的上下两端分别与两个IGBT功率模块的发射极连接；高频磁芯变压器次级线圈的上下两端连接二次整流电路。
[0022]二次整流电路包括共阴极设置的二极管D9和D10。隔离降压变压器次级线圈的上下两端分别连接二极管D9和D10的阳极端，二极管D9和D10的阴极即为低压直流输出正极端DC+ ;高频磁芯变压器次级线圈的中间端连接低压直流输出负极端DC-。
[0023]本实用新型的工作原理为:三相交流电经一次整流电路整流输出后，经滤波电容滤波，然后通过控制两组IGBT导通状态完成调压，两组IGBT功率模块反向输出的电压加载到高频磁芯变压器的初级线圈形成后交变电压，交变电压在次级线圈降压后，由二次整流电路进行全波整流，最后输出低压直流电。
【主权项】
1.一种用于高频感应加热设备的大功率开关电源，其特征在于:包括依次连接的一次整流电路、调压电路、隔离变压器和二次整流电路，一次整流电路的输入端连接工频交流电源端，二次整流电路的输出端为低压直流输出端； 所述一次整流电路和二次整流电路均为二极管整流电路，所述一次整流电路的负极输出端和正极输出端之间设置有滤波电容(C1); 所述调压电路为并联设置的两组IGBT功率模块，两组IGBT功率模块的集电极连接在一次整流电路的正极输出端，两组IGBT功率模块的发射极分别接隔离降压变压器两端，隔离降压变压器中间端连接一次整流电路的负极输出端。2.根据权利要求1所述的用于高频感应加热设备的大功率开关电源，其特征在于:所述隔离降压变压器采用超高频磁芯变压器(GLB)，超高频磁芯变压器初级线圈的中间端连接一次整流电路的负极输出端，初级线圈的上下两端分别与两个IGBT功率模块的发射极连接；超高频磁芯变压器次级线圈的中间端连接低压直流输出负极端，超高频磁芯变压器次级线圈的上下两端分别经二极管D9和D10连接低压直流输出正极端。3.根据权利要求2所述的用于高频感应加热设备的大功率开关电源，其特征在于:增设两个续流二极管，所述续流二极管的阳极分别连接在接隔离降压变压器的初级线圈两端，续流二极管的阴极连接在接隔离降压变压器的初级线圈中间端。
【专利摘要】一种用于高频感应加热设备的大功率开关电源，包括依次连接的一次整流电路、调压电路、隔离变压器和二次整流电路。一次整流电路的输入端连接工频交流电源端，二次整流电路的输出端为低压直流输出端。本实用新型电路结构简单，不仅可靠实现了输入与输出的隔离，保证了作业人员的安全；而且由于摒弃了昂贵的高压MOS管和整流前所用的大型变压器，从而使得整机的成本大大降低，同时还改善了整机的功率因数，降低了谐波污染，大大提高了高频感应加热设备的性价比。
【IPC分类】H02M1/12, H02M1/42, H02M7/217
【公开号】CN204993099
【申请号】CN201520767232
【发明人】肖建立
【申请人】保定市天益兴电热设备有限公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年9月30日