中频感应加热电源在现在的工业制作范畴使用十分广泛，也是许多工程师和厂家的要点重视方向之一。在今明两天的计划共享中，咱们将会经过一个系列共享的方法，为咱们共享一种全新的中频感应加热电源规划计划。今日要为咱们共享的是这种新式感应加热电源的主电路规划计划，咱们一同来看看吧。
在本文所规划的这种全新的数字型150kW/10kHz中频感应加热电源中，其体系首要选用了IGBT桥式逆变器的串联谐振式作业形式。在本计划中，咱们在主体系中利用了数字锁相环DPLL技能，不光进步了体系频率盯梢的安稳性和可靠性，处理了模仿操控中参数随温度漂移的问题，并且还具有操控灵敏，电路简略，高效节能。
主电路体系
根据现在的市场需求和中频感应加热电源的根底规划需求，在本计划中，咱们所规划的感应加热设备主电路体系中，额定输出功率P=150kW，输出频率10kHz，输入电压为三相AC380V。根据逆变原理和传统模仿体系存在的欠缺，咱们规划了一种10kHz/150kW串联谐振感应加热电源设备的主电路，这一体系选用电流调理和功率调理组成双闭环功率操控电路，具有调压规模宽、输出安稳性好等长处。
图1 10kHz/150kW的感应加热电源主电路
在上述要求和规划思路下，咱们所完结的数字式中频感应加热体系的主电路结构，如上图1所示。从图1中咱们能够看到，在这一主电路体系中，三相AC380V/50Hz经进线电抗器后加到三相不可控整流桥，输出的直流电压Ud经电解电容Cd滤波成平直的电压，经过直流斩波功率操控电路后，再加到由四个IGBT和四个反并联二极管组成的单相全桥逆变器。逆变器输出的电压U0经中频变压器T阻隔并降压后送到由补偿电容C0和负载感应器组成的串联谐振电路的两头。
在这一根据DSP的数字式中频感应加热体系中，咱们所规划的这一整流电路选用三相不控桥，不需求额定的操控电路与晶闸管相控整流电路相比较，进步了功率因数，减小了输入侧的EMI，且其输出电压值适中安稳。因为选用了负载谐振技能，因而为确保主开关管作业于准零电流状况(ZCS)，输出功率的调理只能依托改动逆变桥的供电电压来完成，即在直流侧选用Buck斩波电路经过改动占空比D的巨细来调理直流输出电压，完成对输出功率的调理。在开关管VT0导通期间，二极管D0反偏，输入供给能量给电感，一起供给能量给负载。当开关管关断时，电感电压使二极管D5导通，电感中存储的能量传送给负载。选用电感L1和电容Cd0组成低通滤波器能够得到平稳的输出电压Udo，此办法操控简略便利，且作业频率与谐振频率能够同步，功率因数高，无功损耗小。
在图1所展现的这一10kHz/150kW的感应加热电源主电路体系中，咱们能够十分明晰的看到，该体系中的逆变电路是由全控器材IGBT模块构成的串联谐振式逆变器。在这里咱们选用西门子BSM300GB120B进行两单元并联，两组全控器材VT1、VT4和VT2、VT3替换导通。输出负载所需求的中频沟通电压U0，因为串联谐振式逆变器的直流电源回路存在无功电流。该无功电流随逆变器的输出功率因数减小而增大。因而，需并接高频滤波电容器Cd0流转无功电流。IGBT逆变器操控方法是选用移相操控两个半桥电路，各自依照180°方波操控(上下两个桥臂互补通断)。但两半桥的操控方波在相位上相差必定视点θ(0°≤θ小于等于180°)负载上得到输出电压波形为正负对称θ宽的方波。
在这一中频感应加热电源的主电路体系规划过程中，为了有用减小逆变管的开关损耗，咱们所规划的逆变器的作业频率应当大于其谐振频率。若逆变器的作业电压不变，则在谐振点邻近的输出功率最大。当进步逆变器作业频率时，负载等效阻抗增高，输出功率减小，输出功率因数很低，并且逆变器主开关管作业在硬开关状况，开关损耗大，功率低。
在本计划中，咱们所规划的这一数字式中频感应加热电源主电路体系，其逆变电源挑选选用串联谐振式全桥DC/AC逆变电路，并挑选以IGBT为主开关器材，由电流调理和功率调理组成双闭环的PWM直流斩波器进行功率调理。该逆变电源体系选用数字频率盯梢技能操控逆变器的作业频率，使逆变器一直作业于谐振状况，逆变器输出功率因数接近于1，并且IGBT能一直作业在准零电流开关状况，整机作业功率较高。
