跟着电子电力器材规划技能的不断发展，逆变器被广泛的运用在各种规划傍边，其间串联谐振全桥逆变器被运用的频率更是频频。本篇文正就针对串联谐振半桥变压器傍边的脉冲密度、脉冲频率等脉冲操控办法进行了比较剖析和评论，其间特别对频率调频与脉宽进行了侧重的剖析。
根本结构剖析
串联谐振逆变器的根本原理图如图1所示。它包含直流电压源，和由开关S1～S4组成的逆变桥及由R、L、C组成的串联谐振负载。其间开关S1～S4可选用IGBT、SIT、MOSFET、SITH等具有自关断才能的电力半导体器材。逆变器为单相全桥电路，其操控办法是同一桥臂的两个开关管的驱动信号是互补的，斜对角的两个开关是一起注册与关断的。
串联谐振逆变器的操控办法
调幅操控(PAM)办法
调幅操控的办法并非一种，咱们可以选用调理直流电压源输出(逆变器输入)电压Ud(可以用移相调压电路的办法，也可以用斩波调压电路加电感和电容组成的滤波电路，来完结调理输出功率的意图。即逆变器的输出功率经过输入电压调理，由锁相环(PLL)完结电流和电压之间的相位操控，以确保较大的功率因数输出。这种办法的长处是操控简略易行，缺陷是电路结构杂乱，体积较大。
脉冲频率调制(PFM)办法
脉冲频率调制办法是经过改动逆变器的作业频率，然后改动负载输出阻抗以到达调理输出功率的意图。
从串联谐振负载的阻抗特性
可知，串联谐振负载的阻抗跟着逆变器的作业频率(f)的改动而改动。关于一个稳定的输出电压，当作业频率与负载谐振频率误差越大时，输出阻抗就越高，因而输出功率就越小，反之亦然。脉冲频率调制办法的首要缺陷是作业频率在功率调理过程中不断改动，导致集肤深度也随之而改动，在某些运用场合如表面淬火等，集肤深度的改动对热处理作用会发生较大的影响，这在要求严厉的运用场合中是不允许的。可是因为脉冲频率调制办法完结起来十分简略，故在以下状况中可以考虑运用它：
1)假如负载对作业频率规模没有严厉约束，这时频率有必要盯梢，但相位差可以存在而不处于谐振作业状况。
2)假如负载的Q值较高，或许功率调理规模不是很大，则较小的频率误差就可以到达调功的要求。
脉冲密度调制(PDM)办法
脉冲密度调制办法便是经过操控脉冲密度，实际上便是操控向负载馈送能量的时刻来操控输出功率。其操控原理如图2所示。
这种操控办法的根本思路是：假定总共有N个调功单位，在其间M个调功单位里逆变器向负载输出功率;而剩余的N-M个单位内逆变器停止作业，负载能量以天然振动办法逐步衰减。输出的脉冲密度为M/N，这样输出功率就跟脉冲密度联系起来了。因而经过改动脉冲密度就可改动输出功率。
脉冲密度调制办法的首要长处是：输出频率根本不变，开关损耗相对较小，易于完结数字化操控，比较适合于开环作业场合。
脉冲密度调制办法的首要缺陷是：逆变器输出功率的频率不完全等于负载的天然谐振频率，在需求功率闭环的场合中，作业稳定性较差。因为每次从天然衰减振动状况康复到输出功率状况时要从头确定作业频率，这时体系可能会失控。因而在功率闭环或许温度闭环的场合，作业的稳定性欠好。其另一个缺陷便是功率调理特性不抱负，呈有级调功办法。
谐振脉冲宽度调制(PWM)办法
在图3中，谐振脉冲宽度调制是经过改动两对开关管的驱动信号之间的相位差来改动输出电压值以到达调理功率的意图。即在操控电路中使本来同相的两个桥臂开关(S1，S2)、(S3，S4)的驱动信号之间错开一个相位角，使得输出的正负替换电压之间刺进一个零电压值，这样只需改动相位角就可以改动输出电压的有效值，终究到达调理输出功率的意图。
这种操控办法的长处是电源一直作业在谐振状况，功率因数高。但存在反并联二极管的反向康复问题、小负载问题、软开关完结问题。脉宽加频率调制办法
针对上述操控办法的优缺陷，一些复合型操控办法的研讨日益引起注重，脉宽加频率调制办法便是一种较好的操控办法。
在一般的逆变器中，常用的移相PWM办法的作业频率是固定的，不需考虑负载在不同作业频率下的特性。而在串联谐振感应加热电源中运用移相PWM办法时，则要求其作业频率有必要一直盯梢负载的谐振频率，一般使某一桥臂的驱动脉冲信号与输出电流的相位坚持一致，而别的一个桥臂的驱动脉冲信号与输出电流的相位则可以调理。图4和图5中，S1和S4驱动信号互补，S2和S3驱动脉冲信号互补，S1驱动信号相位与负载电流的相位坚持相同，而S3的驱动脉冲与S1的驱动脉冲信号之间的相位差β在0°～180°规模内可调，调理β就可以调理输出电压的占空比，即调理输出功率。
依据输出电压和输出电流的不同相位联系，有2种PWM调理办法：升频式PWM和降频式PWM。
升频式
在图4中，为确保滞后臂(S1，S4)触发信号前沿同电流信号同相，角频率须依据移相角β的巨细改动。即在经过调理移相角β调理功率的一起改动频率f。在β调理过程中，在增大输出脉冲宽度的一起，将引起输出电压相关于输出电流的相位不断减小并滞后于输出电流，这说明输出频率也在不断升高，因而称这种调制办法为升频式PWM。这时S1、S4管各导通180°，现已完结ZCS。超前臂S2，S3在大电流下注册，D2，D3在大电流下关断因而有反向恢服。经过在S2、S3臂上串联电感也可完结ZCS。，这种办法适用于有关断尾部电流、关断损耗占主导的双极型器材，如IGBT，SIT，MCT等。一起应留意电路布局减小散布电感，以减小二极管反向康复带来的电压尖峰。角频率为
降频式
在图5中，调理β在增大输出脉冲宽度的一起，将引起输出电压相关于输出电流的相位不断减小，使相位差减小，这说明输出频率在不断下降，因而称这种办法为降频式PWM。在这种办法下，二极管D2，D3均天然过零关断，D1，D4不导通，没有二极管反向康复所带来的问题。S1、S4在零电流下开关(ZCS)，S2、S3在大电流下关断。经过在S2、S3上并联%&&&&&%即可完结ZVS。这种办法适和高频电源和内建反并联二极管反向康复问题比较严重的器材，如MOSFET等。可防止二极管反向康复所带来的电流尖峰和器材的损耗添加。
为确保超前臂触发信号前沿同电流信号同相，角频率为
由以上剖析可知，无论是升频式PWM，仍是降频式PWM，两者有一个一起的特色，即在调理输出电压脉宽的一起，也改动了负载的作业频率。故称之为脉宽加频率调制办法。
结语
此篇文章首要对脉宽以及频率的调制进行具体的剖析，而且给出了一些常用的串联谐振单相全桥逆变器功率和频率的操控办法。这使得工程师们可以以负载为基准来挑选在不同场合适用的操控办法。
