IGBT并联谐振中频电源

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主电路由整流电路、逆变电路、保护电路组成， 其结构如图1
主电路结构图
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中频电源采用三相全控桥式整流电路，它的输出电压调节范 围大而移相控制角的变化范围小，有利于系统的自动调节， 输出电压的脉动频率较高可以减轻直流滤波环节的负担[2]。 根据设计要求：额定输出功率P=70KW，输出频率f=500HZ， 进线电压UIN=380V，取逆变器的变换效率=0.9。 1） 确定电压额定值
IGBT并联谐振中频电源采购前需要跟专业技术员说明加热需 求，提供加热工件尺寸，加热工件频率等参数。根据实际需 求制定相关设计方案。
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IGBT并联谐振中频电源方案设计要找专业团队
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确定电压额定值
IGBT的输入端与电容相并联，起到了缓冲波动和干扰的作用， 因此安全系数不必取得很大，一般取安全系数=1.1平波后的 直流电压：
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确定电流额定值
IGBT采用缓冲保护电路，它以上下桥臂为单元进行设置， 这种电路缓冲元件的功耗小，降低了IGBT的关断损耗。通 常采用计算和实验相结合的方法，确定缓冲元件的参数。 在开关电源中，逆变电路中二极管除整流作用外，还起电 压嵌位和续流作用，二极管在正向偏置时，呈低阻状态， 近似短路，在反向偏置时，呈高阻状态，近似开路。二极 管从低阻转变成高阻或从高阻转变成低阻并不是瞬间完成 的，普通二极管的反向恢复时间较长，不适应高频开关电 路的要求，需要使用快速恢复二极管[5]。系统阻容吸收 电路中采用IXYS公司的DSE12X快速恢复二极管模块，其恢 复时间在60ns左右。
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IGBT并联谐振中频电源
发展
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案例
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IGBT并联谐振中频电源保护电路完善、可靠性高。电路的安 全措施有：直流侧电流过流、交流侧电流过流、缺相保护、 进线电压的过压与欠压保护、工作频率超限与功率超限保护 等。器件的安全措施有：逆变桥电流不平衡与直通、功率器 件的过热、槽路线圈短路、槽路电容过压等。设备的安全措 施有：冷却水的流量与进出口的水温检测、机柜门与电源的 连锁保护等。
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由电路产生的PWM脉冲，不能直接驱动大功率器件，为确 保功率管的开关准确可靠，IGBT驱动放大电路采用三菱公司 的M57962L，它采用+15V\-15V双电源供电，外围元件少， 具有较强的驱动能力，又能有效的限制短路电流值和由此产 生的应力，实现软关断。 中频电源用于加热时，负载主要是由集肤效应、涡流效应、 滞后效应产生的阻抗和感抗，虽然还存在着其他作用引起的 额外电感和电容，但它们的等效电感量和电容量很小，所以， 在频率不太高的情况下，负载可以等效为感抗和阻抗串联。 该电源负载是功率因数非常低的感性负载，为了提高功率因 数，有效利用电源容量，采用中频电容补偿无功功率，这样 便组成了振荡电路。
IGBT并联谐振 中频电源
IGBT并联谐振中频电源
概述
IGBT并联谐振中频电源
技术
发展
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案例
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概述
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技术
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工频加热技术与其它各种物理加热技术相比，确实具有较高 的效率，但存在一些明显的不足。在现代工业的金属熔炼、 热处理、焊接等过程中，感应加热被广泛应用。感应加热是 根据电磁感应原理，利用工件中涡流产生的热量进行加热的， 它加热效率高、速度快、可控性好，易于实现高温和局部加 热[1]。随着电力电子技术的不断成熟，感应加热技术得到了 迅速发展。本文设计的70KW/500HZ中频感应加热电源采用 IGBT串联谐振式逆变电路，能够实现频率自动，电路结构简 单，高效节能。
考虑到其峰值、波动、雷击等因素，取波动系数为1.1，安全 系数=2，选取电压为：
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确定电流额定值
考虑冲击电流和安全系数，实取额定电压1600V，额定电 流200A的整流模块。
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逆变电路是由全控器件IGBT构成的串联谐振式逆变器，两组 全控器件V1、V4和V2、V3交替导通，输出所需要的交流电压。 IGBT的主要参数有最高集射极电压（额定电压）、集射极电 流等。