在本文所設計的這種全新的數字型150kW/10kHz中頻感應加熱電源中，其係統主要采用了IGBT橋式逆變器的串聯諧振式工作模式。在本方案中

，我們在主係統中利用了數字鎖相環DPLLjishu，budantigaolexitongpinlvgenzongdewendingxinghekekaoxing
，jiejuelemonikongzhizhongcanshusuiwendupiaoyidewenti，erqiehaijubeikongzhilinghuo
，dianlujiandan
，gaoxiaojieneng。

主電路係統

依據目前的市場需求和中頻感應加熱電源的基礎設計需要，在本方案中
，我們所設計的感應加熱設備主電路係統中，額定輸出功率P=150kW

，輸出頻率10kHz，輸入電壓為三相AC380V。依據逆變原理和傳統模擬係統存在的缺欠
，我們設計了一種10kHz/150kW串聯諧振感應加熱電源設備的主電路
，這一係統采用電流調節和功率調節組成雙閉環功率控製電路，具有調壓範圍寬、輸出穩定性好等優點。

圖110kHz/150kW的感應加熱電源主電路

在上述要求和設計思路下，我們所完成的數字式中頻感應加熱係統的主電路結構

，如上圖1所示。從圖1中我們可以看到
，在這一主電路係統中

，三相AC380V/50Hz經進線電抗器後加到三相不可控整流橋，輸出的直流電壓Ud經電解電容Cd濾波成平直的電壓，通過直流斬波功率控製電路後
，再加到由四個IGBT和四個反並聯二極管組成的單相全橋逆變器。逆變器輸出的電壓U0經中頻變壓器T隔離並降壓後送到由補償電容C0和負載感應器組成的串聯諧振電路的兩端。

在這一基於DSP的(de)數(shu)字(zi)式(shi)中(zhong)頻(pin)感(gan)應(ying)加(jia)熱(re)係(xi)統(tong)中(zhong)，我(wo)們(men)所(suo)設(she)計(ji)的(de)這(zhe)一(yi)整(zheng)流(liu)電(dian)路(lu)采(cai)用(yong)三(san)相(xiang)不(bu)控(kong)橋(qiao)
，不(bu)需(xu)要(yao)額(e)外(wai)的(de)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)與(yu)晶(jing)閘(zha)管(guan)相(xiang)控(kong)整(zheng)流(liu)電(dian)路(lu)相(xiang)比(bi)較(jiao)
，提(ti)高(gao)了(le)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)，減(jian)小(xiao)了(le)輸(shu)入(ru)側(ce)的(de)EMI

，且其輸出電壓值適中穩定。由於采用了負載諧振技術，因此為保證主開關管工作於準零電流狀態（ZCS），輸出功率的調節隻能依靠改變逆變橋的供電電壓來實現，即在直流側采用Buck斬波電路通過改變占空比D的大小來調節直流輸出電壓，實現對輸出功率的調節。在開關管VT0導通期間，二極管D0反偏，輸入提供能量給電感
，同時提供能量給負載。當開關管關斷時，電感電壓使二極管D5導通，電感中存儲的能量傳送給負載。采用電感L1和電容Cd0組成低通濾波器可以得到平穩的輸出電壓Udo，此方法控製簡單方便，且工作頻率與諧振頻率可以同步，功率因數高
，無功損耗小。

在圖1所展示的這一10kHz/150kW的感應加熱電源主電路係統中，我們可以非常清晰的看到
，該係統中的逆變電路是由全控器件IGBT模塊構成的串聯諧振式逆變器。在這裏我們選用西門子BSM300GB120B進行兩單元並聯，兩組全控器件VT1、VT4和VT2、VT3交替導通。輸出負載所需要的中頻交流電壓U0，由you於yu串chuan聯lian諧xie振zhen式shi逆ni變bian器qi的de直zhi流liu電dian源yuan回hui路lu存cun在zai無wu功gong電dian流liu。該gai無wu功gong電dian流liu隨sui逆ni變bian器qi的de輸shu出chu功gong率lv因yin數shu減jian小xiao而er增zeng大da。因yin此ci，需xu並bing接jie高gao頻pin濾lv波bo電dian容rong器qiCd0流通無功電流。IGBT逆變器控製方式是采用移相控製兩個半橋電路
，各自按照180°方波控製（上下兩個橋臂互補通斷）。但兩半橋的控製方波在相位上相差一定角度θ（0°≤θ小於等於180°）負載上得到輸出電壓波形為正負對稱θ寬的方波。

在zai這zhe一yi中zhong頻pin感gan應ying加jia熱re電dian源yuan的de主zhu電dian路lu係xi統tong設she計ji過guo程cheng中zhong，為wei了le有you效xiao減jian小xiao逆ni變bian管guan的de開kai關guan損sun耗hao，我wo們men所suo設she計ji的de逆ni變bian器qi的de工gong作zuo頻pin率lv應ying當dang大da於yu其qi諧xie振zhen頻pin率lv。若ruo逆ni變bian器qi的de工gong作zuo電dian壓ya不bu變bian
，則ze在zai諧xie振zhen點dian附fu近jin的de輸shu出chu功gong率lv最zui大da。當dang提ti高gao逆ni變bian器qi工gong作zuo頻pin率lv時shi，負fu載zai等deng效xiao阻zu抗kang增zeng高gao

，輸shu出chu功gong率lv減jian小xiao，輸shu出chu功gong率lv因yin數shu很hen低di，而er且qie逆ni變bian器qi主zhu開kai關guan管guan工gong作zuo在zai硬ying開kai關guan狀zhuang態tai
，開kai關guan損sun耗hao大da

，效xiao率lv低di。

在本方案中，我們所設計的這一數字式中頻感應加熱電源主電路係統，其逆變電源選擇采用串聯諧振式全橋DC/AC逆變電路，並選擇以IGBT為主開關器件
，由電流調節和功率調節組成雙閉環的PWM直zhi流liu斬zhan波bo器qi進jin行xing功gong率lv調tiao節jie。該gai逆ni變bian電dian源yuan係xi統tong采cai用yong數shu字zi頻pin率lv跟gen蹤zong技ji術shu控kong製zhi逆ni變bian器qi的de工gong作zuo頻pin率lv，使shi逆ni變bian器qi始shi終zhong工gong作zuo於yu諧xie振zhen狀zhuang態tai，逆ni變bian器qi輸shu出chu功gong率lv因yin數shu接jie近jin於yu1，而且IGBT能始終工作在準零電流開關狀態

，整機工作效率較高。

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