一种基于高频整流逆变的轻型中频加热电源及设计方法与流程

文档序号:11111096阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于高频整流逆变的轻型中频加热电源,其特征在于,包括高频整流逆变电路、高频升压变压器、中频斩波电路和载荷回路;

高频整流逆变电路包括三相全波整流电路和IGBT逆变电路;三相全波整流电路的输出端连接IGBT逆变电路;

IGBT逆变电路输出电路连接二次绕组带分接头的高频升压变压器,并串接电容器形成串联谐振电路;

高频升压变压器输出端连接中频斩波电路,中频斩波电路的输出端连接载荷回路,载荷回路中串接电容器,形成中频串联谐振电路。

2.根据权利要求1所述的一种基于高频整流逆变的轻型中频加热电源,其特征在于,高频升压变压器及电容器组成的回路的高频电流反馈信号与IGBT驱动电压信号同步锁相,使得晶体管在电流过零点通断;载荷与电容器组成的回路的中频电流反馈信号与斩波电压控制信号同步锁相,实现载荷回路输出电压自动跟踪载荷频率特性。

3.根据权利要求1所述的一种基于高频整流逆变的轻型中频加热电源,其特征在于,50Hz/380V的正弦交流电压经三相全波整流电路进行全波整流后,经IGBT逆变电路,输出20KHz的高频方波电压Uab;高频升压变压器二次侧经升压后输出20KHz高压正弦交流电压UT;电流传感器采集高频整流逆变电路输出的实时电流,反馈至IGBT开关管驱动控制电路,进行锁相同步,使得IGBT逆变电路输出高频方波电压信号与高频整流逆变电路输出电流同相,实现软开关功能。

4.根据权利要求3所述的一种基于高频整流逆变的轻型中频加热电源,其特征在于,中频斩波电路的IGBT开关管输入1KHz的方波开关控制信号,将高频升压变压器输出的20KHz高频正弦电压进行斩波,输出电压Uef;载荷回路加装电流互感器,将载荷电流反馈至中频斩波电路的IGBT开关管的驱动输入端,进行同步锁相,实现了软开关的通断和载荷频率的自动跟踪。

5.一种基于高频整流逆变的轻型中频加热电源设计方法,其特征在于,包括:三相全波整流电路中的二极管将三相50Hz/380V的正弦交流电压进行全波整流后,经IGBT逆变电路,输出高频方波电压Uab;在Uab输出电路串接电容,使其与二次绕组带分接头的高频升压变压器的一次绕组构成频率20KHz的串联谐振电路,以最大程度减小高频变压器的体积;高频升压变压器二次侧经升压后输出20KHz高压正弦交流电压UT;电流传感器采集高频整流逆变电路输出的实时电流,反馈至IGBT逆变电路的IGBT开关管驱动控制电路,进行锁相同步,减小IGBT逆变电路热损耗,提高元件寿命,简化散热环节;中频斩波电路的IGBT开关管输入1KHz的方波开关控制信号,将高频升压变压器输出的20KHz高频正弦电压进行斩波,输出电压Uef;载荷回路加装电流互感器,将载荷电流反馈至中频斩波电路的IGBT开关管的驱动输入端,进行同步锁相,实现了软开关的通断和载荷回路的谐振条件。

6.一种基于高频整流逆变的轻型中频加热电源设计方法,其特征在于,包括:通过高频IGBT整流逆变电路,并利用软开关技术和交流电路谐振原理,将三相工频交流电压信号转换为20KHz的高频方波电压输出;在IGBT整流逆变电路输出侧,外接高频升压变压器,其中高频升压变压器一次绕组为电感性负载,串联电容器,使变压器二次绕组输出回路于20KHz谐振;以此作为高频交流电源,经一组IGBT开关模块对输入的高频高电压实现中频斩波,在此过程中,IGBT开关模块的驱动控制信号频率自动跟踪载荷电流频率特性,使输出电路的被加热感性载荷与外接电容在中频1KHz形成串联谐振,此时载荷上流过中频正弦交流电流,满足载荷加热电流的需求。

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