一种igbt逆变桥的功率调整控制电路的制作方法

文档序号:10129500阅读:665来源:国知局
一种igbt逆变桥的功率调整控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工业加热技术领域,尤其是一种IGBT逆变桥的功率调整控制电路。
【背景技术】
[0002]现有中高频感应加热设备,基本上都采用交-直-交变频技术,即将普通工业用三相380伏/50HZ交流电经整流后变为脉动直流、经滤波后变为平直直流、再经逆变后变为所需频率电流。输出负载一般是电感线圈,并配上补偿电容,电感和电容串联或并联。整流部分一般采用晶闸管或二极管,逆变部分一般采用晶闸管、IGBT、M0S等。无论采用什么元件组成的设备,都需要调节输出功率,以满足不同工况的要求。一般调节功率方式有三种:1、可控硅整流调压:电压高时输出功率大,电压低时输出功率小。优点是简单可靠,缺点是功率因数低,谐波污染重,滤波困难。2、二极管整流、IGBT斩波调压。采用二极管整流,IGBT斩波(PWM)调压。克服了上述缺点,但多了一个环节,增加了成本,降低了可靠性,省电不明显。3、调节逆变频率:在直流电压不变时,逆变频率与槽路谐振点的接近与远离会影响功率输出大小。主要问题是造成逆变失谐,使逆变元件承受更高电压或电流,功率调节不线性,而且不能实现过零触发的软开关状态,损耗会增大。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种IGBT逆变桥的功率调整控制电路,能够解决现有技术的不足,提高了整个电路的功率因数。
[0004]为解决上述技术问题,本实用新型所采取的技术方案如下。
[0005]—种IGBT逆变桥的功率调整控制电路,三相整流桥的输出端并联有三个支路,第一支路为第一电容,第二支路为串联连接的第一 IGBT模块和第二 IGBT模块,第三支路为串联连接的第三IGBT模块和第四IGBT模块,第一 IGBT模块和第三IGBT模块的发射极之间串联连接有第二电容和第一电感,三相整流桥的正向输出端和第三IGBT模块的发射极之间连接有功率因数控制电路;功率因数控制电路包括与三相整流桥的正向输出端连接的第三电容,第三电容连接至第一运放的反向输入端,第一运放的正向输入端通过第一电阻接地,第一运放的反向输入端通过第二电阻连接至第一运放的输出端,第一运放的输出端通过串联的第三电阻和第四电阻连接至第二运放的正向输入端,第二运放的反向输入端通过第五电阻接地,第二运放的反向输入端通过第六电阻连接至第二运放的输出端,第二运放的正向输入端通过第六电容接地,第三电阻和第四电阻之间通过第四电容连接至第二运放的输出端,第二运放的输出端通过第五电容连接至第三IGBT模块的发射极,第二运放的输出端通过串联的第七电阻和第二电感接地。
[0006]采用上述技术方案所带来的有益效果在于:本实用新型通过使用第一运放对整流输出电压进行采集,然后将采集到的电压变化信号通过第二运放进行滤波处理后,作为调节整个电路功率因数的输出信号,施加在第一电容和第一电感所构成的缓冲电路上,从而利用第一电容和第一电感的储能作用,对整个电路的功率因数进行动态调整,从而提高了功率因数,减少了谐波污染。输出信号在第五电容和第二电感的二次滤波作用下可以进一步提高其对于电压变化跟踪准确性。
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型一个【具体实施方式】的电路图。
[0008]图2是本实用新型一个【具体实施方式】中功率因数控制电路的电路图。
[0009]图中:V、三相整流桥;PC、功率因数控制电路;R1、第一电阻;R2、第二电阻;R3、第三电阻;R4、第四电阻;R5、第五电阻;R6、第六电阻;R7、第七电阻;C1、第一电容;C2、第二电容;C3、第三电容;C4、第四电容;C5、第五电容;C6、第六电容;A1、第一运放;A2、第二运放;Q1、第一 IGBT模块;Q2、第二 IGBT模块;Q3、第三IGBT模块;Q4、第四IGBT模块;L1、第一电感;L2、第二电感。
【具体实施方式】
[0010]参照图1-2,本实用新型一个【具体实施方式】中,三相整流桥V的输出端并联有三个支路,第一支路为第一电容C1,第二支路为串联连接的第一 IGBT模块Q1和第二 IGBT模块Q2,第三支路为串联连接的第三IGBT模块Q3和第四IGBT模块Q4,第一 IGBT模块Q1和第三IGBT模块Q3的发射极之间串联连接有第二电容C2和第一电感L1,三相整流桥V的正向输出端和第三IGBT模块Q3的发射极之间连接有功率因数控制电路PC ;功率因数控制电路PC包括与三相整流桥V的正向输出端连接的第三电容C3,第三电容C3连接至第一运放A1的反向输入端,第一运放A1的正向输入端通过第一电阻R1接地,第一运放A1的反向输入端通过第二电阻R2连接至第一运放A1的输出端,第一运放A1的输出端通过串联的第三电阻R3和第四电阻R4连接至第二运放A2的正向输入端,第二运放A2的反向输入端通过第五电阻R5接地,第二运放A2的反向输入端通过第六电阻R6连接至第二运放A2的输出端,第二运放A2的正向输入端通过第六电容C6接地,第三电阻R3和第四电阻R4之间通过第四电容C4连接至第二运放A2的输出端,第二运放A2的输出端通过第五电容C5连接至第三IGBT模块Q3的发射极,第二运放A2的输出端通过串联的第七电阻R7和第二电感L2接地。
[0011]其中,第一电阻R1为150kQ,第二电阻R2为50kQ,第三电阻R3为100kQ,第四电阻R4为120kQ,第五电阻R5为80kQ、第六电阻R6为75kQ,第七电阻R7为200kQ。第一电容C1为550 μ F,第二电容C2为120 μ F,第三电容C3为150 μ F,第四电容C4为210 μ F,第五电容C5为245 yF、第六电容C6为185 yF。第一电感L1为0.25mH,第二电感L2为0.4mH0
[0012]整流部分采用晶闸管,逆变部分采用IGBT,槽路结构为串联谐振时,通过控制逆变触发脉冲的宽度,在不改变主电路结构,不增加元件情况下,实现功率部分调节,且保持高功率因数和低谐波污染,还能保持逆变始终工作在谐振状态。最大限度节能降耗。由于IGBT属于可关断元件,其控制脉冲的宽度接近于IGBT的导通宽度(时间),当直流电压不变时,改变控制脉冲宽度,即可改变IGBT导通关断时间比,因而就可改变输出功率,同时,脉冲频率还可跟踪逆变槽路谐振频率。整流部分之所以采用晶闸管而不采用二极管是因为逆变脉冲不能过窄,过窄则无法正常工作,因而,仅仅通过调节调节脉冲宽度无法实现零到额定功率调整,所以功率较低时还须通过晶闸管移相降压。
[0013]开机工作时升功率的过程,分为两个阶段,第一阶段,首先使直流电压为零,并使逆变脉冲保持允许的最窄状态,然后提高直流电压,直流电压达到最大值时,输出功率只达到额定功率一半左右;第二阶段,使直流电压保持不动,而使逆变脉冲逐渐加宽使输出功率继续提高,直至达到额定功率。降功率时正好相反,先将逆变脉冲变窄,达到最窄时再降直流电压。由于正常工作时功率都较大,直流电压基本都处于最大状态,这样,功率因数很高,谐波污染小。
[0014]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种IGBT逆变桥的功率调整控制电路,其特征在于:三相整流桥(V)的输出端并联有三个支路,第一支路为第一电容(C1 ),第二支路为串联连接的第一 IGBT模块(Q1)和第二 IGBT模块(Q2),第三支路为串联连接的第三IGBT模块(Q3)和第四IGBT模块(Q4),第一IGBT模块(Q1)和第三IGBT模块(Q3)的发射极之间串联连接有第二电容(C2)和第一电感(L1),三相整流桥(V)的正向输出端和第三IGBT模块(Q3)的发射极之间连接有功率因数控制电路(PC);功率因数控制电路(PC)包括与三相整流桥(V)的正向输出端连接的第三电容(C3),第三电容(C3)连接至第一运放(A1)的反向输入端,第一运放(A1)的正向输入端通过第一电阻(R1)接地,第一运放(A1)的反向输入端通过第二电阻(R2)连接至第一运放(A1)的输出端,第一运放(A1)的输出端通过串联的第三电阻(R3)和第四电阻(R4)连接至第二运放(A2)的正向输入端,第二运放(A2)的反向输入端通过第五电阻(R5)接地,第二运放(A2)的反向输入端通过第六电阻(R6)连接至第二运放(A2)的输出端,第二运放(A2)的正向输入端通过第六电容(C6)接地,第三电阻(R3)和第四电阻(R4)之间通过第四电容(C4)连接至第二运放(A2)的输出端,第二运放(A2)的输出端通过第五电容(C5)连接至第三IGBT模块(Q3 )的发射极,第二运放(A2 )的输出端通过串联的第七电阻(R7 )和第二电感(L2)接地。
【专利摘要】本实用新型公开了一种IGBT逆变桥的功率调整控制电路,三相整流桥的输出端并联有三个支路,第一支路为第一电容,第二支路为串联连接的第一IGBT模块和第二IGBT模块,第三支路为串联连接的第三IGBT模块和第四IGBT模块,第一IGBT模块和第三IGBT模块的发射极之间串联连接有第二电容和第一电感,三相整流桥的正向输出端和第三IGBT模块的发射极之间连接有功率因数控制电路;功率因数控制电路包括与三相整流桥的正向输出端连接的第三电容,第三电容连接至第一运放的反向输入端,第一运放的正向输入端通过第一电阻接地,第一运放的反向输入端通过第二电阻连接至第一运放的输出端。本实用新型能够改进现有技术的不足,提高了整个电路的功率因数。
【IPC分类】H02M5/458, H02M1/42, H02M1/12
【公开号】CN205039700
【申请号】CN201520808232
【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2月17日
【申请日】2015年10月19日
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1