感应加热动态负载阻抗匹配及功率因数角控制

负载阻抗匹配是确保感应加热电源高效率工作的必要措施.匹配的前提是确保感应加热电源始终处于准谐振状态.采用不对称型触发信号控制串联谐振逆变过程,提出了一种感应加热过程动态阻抗匹配控制方案.针对频率跟踪过程,设计了功率因数角控制器,实验结果验证了串联谐振加热电源动态阻抗匹配及功率因数角控制方案的有效性和可行性.     

感应加热电源中频率跟踪控制电路的设计与分析

为使感应加热电源中的逆变器始终工作在功率因数接近或等于1的准谐振或谐振状态,设计出一种适合中频感应加热电源的频率跟踪控制电路。控制电路通过压控振荡器和逻辑电路实现了频率跟踪,经过示波器的测试,电路稳定性得到了提高,捕捉速度明显改善。     

PI调节逆变式IGBT感应加热电源频率自动跟踪技术

针对感应加热过程中谐振频率不断变化的问题，采用以SG3525A为核心的感应加热电源，检测电源输出电压与输出电流之间的相位差大小，并以此信号作为PI调节的输入，通过该调节器控制感应加热电源的工作频率，实现了系统谐振频率的自动跟踪。该方法具有跟随速度快、频率跟踪准确、电路设计简单、工作可靠等优点。对上述方法的原理、电路设计以及实验结果等做了详细的分析和介绍。     

脉冲式感应加热电源频率跟踪技术的研究与实现

为解决传统感应加热电源中搜索谐振频率慢和频率跟踪实时性差的问题,提出一种改进型全数字定角频率跟踪技术,以满足脉冲涡流热成像对激励电源的特殊要求。首先,介绍脉冲式感应加热电源系统及工作原理,在此基础上对改进型定角频率跟踪技术进行详细的理论分析;然后,建立系统控制参数与系统稳态、动态性能的数学表达式,进一步分析品质因数、起动频率和频率步进值对系统动态响应特性的影响;最后,对基于脉冲式感应加热电源系统进行实验,并对改进型全数字定角频率跟踪技术的性能进行验证。结果表明:该频率控制系统具有搜索谐振频率快、实时跟踪能力强、稳定性好等优点,仿真和实验结果验证了该频率跟踪技术的有效性和可行性。     

50kW／200kHz串联谐振感应加热电源的研究

对串联谐振感应加热电源进行了研究。详细分析了传统逆变器结构与改造型逆变器结构在工作状态上的区别。以锁相环CD4046为核心,设计了频率跟踪电路。出现故障时,通过直接切断逆变器的输入进行保护。在研究基础上,设计出50 kW/200 kHz的样机,它能在实验工况下安全、可靠地运行。     

基于DSP的数字化超音频感应加热电源研究

针对超音频感应加热电源传统移相脉宽调制(PWM)调功控制策略轻载时的缺陷,提出一种将有限双极性PWM法与移相PWM调功相结合的新型功率控制策略,使超音频感应加热电源在轻载条件下实现软开关.同时以TMS320F2812为核心,研究设计了基于DSP的串联谐振式超音频感应加热电源控制系统,实现了整流软启动,死区的动态调整及数字锁相环频率自动跟踪,从而达到提升超音频感应加热电源数字化控制的目的.经实验测试,该系统加热效率高,可靠性好,节能显著,具有很高的实用价值.     

脉冲涡流热成像电源的快速频率跟踪算法

针对传统感应加热电源频率跟踪响应慢、跟踪误差大的问题,提出了一种结合二分法和PI控制的频率跟踪算法。通过二分法快速地将工作频率调整到谐振频率附近,再运用PI数字锁相控制实现稳定的频率跟踪。使用功率为1 kW的高频感应加热电源进行实验,结果表明该算法具有启动快、跟踪精度高的优点。     

PSM高频逆变电源在金属针布热处理中的应用

根据金属针布热处理工艺的要求,采用脉冲均匀密度调制(Pulse-SymmetricalModulated,PSM)功率控制串联谐振式DC/AC逆变器,设计了100kHz/5kW金属针布高频感应热处理电源。逆变器采用全桥串联谐振式电路,具有变频和功率调节两个功能。逆变器的开关管按照PSM的控制策略实现功率控制;逆变器跟踪负载谐振频率,控制开关管在零电流下开通和关断,实现零电流和零电压软开关。将本文设计的金属针布高频感应热处理电源应用于实际系统,改变了传统的热处理工艺,具有节能、加热温度均匀等优点。     

新型Buck-Boost变换器在感应加热电源中的应用

针对传统感应加热电源中直流斩波环节开关损耗大、调压范围窄的缺点,提出一种新型的Buck-Boost软斩波电路,通过增加辅助开关管和谐振元件实现了主开关、辅助开关和主续流二极管的软开通和软关断。这里以180 kHz高频感应加热电源为研究对象,逆变侧采用基于IGBT倍频的单相桥式逆变电路,使输出频率为逆变器频率的两倍,逆变器输出匹配串联谐振负载。此处详细分析了新拓扑结构的工作过程,并通过实验证明了分析和设计的正确性和可行性。     

感应加热电源频率跟踪技术研究

基于SG3525、CD4046、反相器及MOSFET提出了一种用于感应加热电源的频率跟踪电路,保证了负载电路始终处于弱感性状态,实现了感应加热电源的频率跟踪,提高了感应加热电源工作的可靠性和有效性。     

Performance of Induction Heating Power Supply Using Dual Control Mode Pulse-width Modulation–Pulse-density Modulation High-frequency Inverter

This article presents a novel induction heating power supply. The power supply is based on an auxiliary active edge resonant zero-current soft-switching technique. It consists of single-ended push–pull series load resonant inverter. The proposed inverter is cost effective for high-frequency induction heating consumer appliances. The new multi-resonant high-frequency inverter with series load resonance and edge resonance can regulate its high-frequency output power under the constant-frequency zero-current soft-switching commutation principle on the basis of an asymmetrical pulse-width modulation control scheme. The brand-new consumer induction heating product is evaluated and discussed on the basis of simulation and experimental results. To extend zero-current soft-switching operation ranges under a low-power setting as well as improve efficiency, the high-frequency pulse-density modulation strategy is demonstrated for a high-frequency soft-switching inverter. Its practical effectiveness of induction heating power supply is substantially proved from an induction heating application point of view.     

串联型感应加热电源的自动负载匹配技术

分析了串联型固态高频感应加热电源的工作原理,阐述了脉宽移相自动负载匹配技术的工作原理和实现方法.采用该匹配技术可以使高频感应加热电源一直保持网侧的高功率因数、低谐波、高效率,从而提高固态高频感应加热电源对负载变化的适应能力.     

新型半桥串并联谐振高频感应加热封口机电源

采用串并联谐振负载电路,设计了一台高频感应加热封口机电源。分析了半桥串并联谐振逆变器的基本工作原理,介绍了高频电磁感应加热封口机电源的主电路结构和开关管的驱动保护,并给出了工程设计方法。该电磁感应加热封口机电源的工作频率为500kHz,输出功率为2kW,用于食品、药品等纸包装物品的非接触加热封口。实验结果表明,该电源可以提供可调的正弦波电压和电流,性能达到了设计要求。该电源已运行于工业现场。     

基于新型单片机控制的SPWM的IGBT正弦波逆变中频电源的研究

针对IGBT中频电源中逆变电路这一核心,提出了一种基于87C196MC单片机中频电源控制电路。用87C196MC单片机通过汇编语言程序设计,可方便地形成3对互补具有死区时间相位互差120°的SPWM波形,产生的脉冲信号（SPWM）控制功率器件IGBT的开关时间,实现对中频电源的控制。分析和实验结果表明,此系统效率高,噪声小,体积小,使用方便,工作可靠。基于以上的优点,单片机控制的IGBT的中频电源的应用范围更加广泛,成为用于加热淬火的首选设备。     

一种适合高频感应加热电源的MOSFET驱动电路

讨论了一种M OSFET 驱动电路。该电路结构简单、工作频率高、延迟时间小、抗干扰能力强,因而非常适合用于高频感应加热电源。根据电流型逆变器和电压型逆变器这两种基本拓扑的对偶性,该电路只需做简单的改动或仅仅改变控制信号就可应用于后者,因而具有很好的通用性。该电路已应用于200kH z/50kW 电流型感应加热电源,其实验波形证明了它的合理性和有效性。     

时间分割式IGBT高频感应加热电源的研究

研究了一种采用时间分割控制方法的IGBT高频感应加热电源。该方法充分利用了IGBT器件的高压大容量器件特性,使采用IGBT替代功率MOSFET制作高频大容量感应加热电源成为可能。采用这种控制方式的高频大功率电源电路结构简单、控制方便,电源的输出频率可以得到极大的拓展,具有很好的应用前景。     

感应加热电源站动态特性的仿真研究

随着感应加热电源系统容量的不断扩大,进一步发展由多个逆变器并联工作的感应加热电源站业已成为研究的新课题。本文借助于计算机仿真,对感应加热电源站的动态特性如负载及备用电源的投切、停机及故障保护等进行了初步研究,以供感应加热电源站分析与设计参考。     

感应加热电源中IGBT并联控制方式研究

在感应加热电源中采用绝缘栅双极晶体管(IGBT)并联扩容时,有并行控制和分时控制两种控制方式,前者已被广泛采用,而后者很少提及.分析表明,采用分时控制不仅能彻底解决并行控制所无法解决的并联IGBT间的电流分配不均衡问题,还能减小IGBT的损耗,提高电源输出功率.给出了采用分时控制时IGBT的工作频率及电流容量选取原则.以半桥串联谐振电路为试验平台,CM75DY-24H为测试对象进行了试验.当输入功率为6 kW时,采用并行控制的输出功率约为采用分时控制的92%,实验结果验证了理论分析的正确性.     

具有两种制冷方式的CCHP系统优化运行策略及其判别条件

基于冷热电负荷组合和满足制冷负荷的方式,将包含吸收式制冷和电动制冷的冷热电联产系统的运行空间分成4种状态,每种状态下有3种运行策略。基于冷热电联产系统的运行优化模型,采用库恩—塔克(KT)条件获得了4种状态下各个运行策略为最优策略的条件。基于最优运行策略的条件分析,一种新的同时满足冷热电负荷的运行策略被证明具有最优性质。分析表明,最优策略与负荷的特征、购电价格、天然气价格、冷热电联产系统的效率等因素有关,提出的最优策略判别式可基于这些因素得出最优的运行策略。基于冷热电负荷组合和实际系统的计算结果验证了所述最优运行策略条件的正确性。