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中頻電源中IGBT工作原理和作用

感應(yīng)加熱中頻電源價格便宜以及制造技術(shù)已經(jīng)很成熟,廣泛應(yīng)用于金屬冶煉的熔煉、透熱、淬火、焊接等工序中。所有中頻電源的主電路都是十分相似的,基本原理也是一致的,都包含三相全控橋式整流、電感電容濾波,并聯(lián)諧振、串聯(lián)諧振逆變。
 
   IGBT中頻電源的工作原理
 
    中頻電源裝置是采用晶閘管、IGBT等電力開關(guān)元件將三相工頻交流電整流為直流,經(jīng)電抗器平波后,成為一個恒定的直流電源,再經(jīng)單相逆變橋,把直流逆變成一定頻率的單相中頻交流,提供給由感應(yīng)線圈和諧振電容器組成的負(fù)載,聯(lián)接成諧振電路。
IGBT中頻電源的工作原理
    
    中頻電源中IGBT工作原理和作用
 
    自電源處取出同步電壓信號,經(jīng)轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生同步鋸齒波,進(jìn)行移相整型,然后經(jīng)過鎖相、分頻電路,形成產(chǎn)生相位互差60,雙脈沖,依次觸發(fā)整流橋的晶閘管和IGBT模塊。并通過控制觸發(fā)脈沖的時刻調(diào)節(jié)晶閘管的導(dǎo)通角,改變輸出直流電壓,來達(dá)到調(diào)節(jié)功率的目的。集成觸發(fā)電路分為模擬和數(shù)字兩類,模擬的主要是集成鋸齒波同步觸發(fā)脈沖電路分離元件的集成,常見有KC、KJ系列,TCA785、TC787、TC788等,應(yīng)用比較廣泛,實際使用中間題也較多。近年也常見有使用數(shù)字式集成觸發(fā)電路,主要原理為將計數(shù)器電路的計數(shù)脈沖溢出作為觸發(fā)信號。
中頻電源中IGBT工作原理和作用示意圖
    
    中頻電源IGBT的發(fā)展趨勢
 
    IGBT是全控型開關(guān)器件,很多廠家針對IGBT推出集成的驅(qū)動模塊,三菱公司的M579系列,富士通公司的EXB系列,及其他IR系列,HL系列等應(yīng)用廣泛,各有特色。集成驅(qū)動模塊簡化了電路的設(shè)計。使IGBT可以更加準(zhǔn)確、迅速的開通和關(guān)斷逆變電路?傻玫奖仁褂镁чl管更高的工作頻率。IGBT在20-50 kHz部分的中高頻,超音頻領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。但是由于ICBT的耐壓性差,需要設(shè)計的保護(hù)電路也要更加周全,當(dāng)模塊并聯(lián)使用時,均壓、均流也是非常頭痛的事,否則極易擊穿管子。目前IGBT模塊、單管的制造水平已有很大提高,但制作工藝復(fù)雜。主要依靠國外引進(jìn),價格昂貴。在大容量模塊上的性價比不如晶閘管。另外在超過50 kW以上的大功率電源使用中,集成驅(qū)動模塊的效果不是很好,當(dāng)保護(hù)電路設(shè)計不當(dāng)時,易損壞模塊,維護(hù)成本較高。所以在大功率電源裝置中快速晶閘管仍有一定的市場優(yōu)勢。
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