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《感应加热电源的PWM_PFM控制方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第37卷第1期电力电子技术Vol.37,No.12003年2月PowerElectronicsFebruary,2003感应加热电源的PWM2PFM控制方法吕宏,黄玉水,张仲超(浙江大学,杭州310027)摘要:叙述了一种电压源供电的串联感应加热负载的PWM2PFM混合控制方法,并给出了实现的方法和实验电路。这种方法具有功率调节范围宽、频率变化小的优点,适用于中小功率的感应加热应用。关键词:电源;感应加热;相移脉宽调制/混合控制中图分类号:TN86文献标识码:A文章编号:1000-100X(2003)01-0008-04PWM2PFMHybridControlMethodforIn
2、ductiveHeatingDeviceLBHong,HUANGYu2shui,ZHANGZhong2chao(ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China)Abstract:ThispaperdescribesakindofPWM2PFMhybridcontrolmethodforvoltagefedseriesresonanceinductiveheatingandprovidesanexperimentalcircuit.Thismethodhastheadvantagesofwideareaofpowermodulationandlittl
3、echangeoffrequency.Itadaptstotheinductiveheatingofmediumpowerandfrequency.Keywords:powersupply;inductiveheating;phaseshift;PWM;hybridcontrol1引言标么值的关系见图2。中小功率的感应加热电源(≤70kW)在工业生产中应用广泛,如透热、淬火、贵金属熔炼等。目前,这一功率档次的感应加热电源多为并联谐振电源。并联谐振电源由电流源供电,电抗器不可缺少,同时这种电源的功率调节是通过调节晶闸管三相全桥整流电路的移相触发角从而调节输出电压来实现的,图1串联主电
4、路图故这种电源耗用大量铜材、钢材,入端功率因数较低、谐波较大,效率比较低。负载串联的感应加热电源由电压源供电,根据电压源是否可控,分为可控整流、不控整流两大类。可控整流电源电压调节有移相调压、斩波调压两种。移相调压谐波较大,斩波调压电路复杂,且两者成本都比较高。不控整流电路由二极管全桥整流电路供电,电容器滤波,其功率调节是逆变器用相移的方式调节输出电压的占空比来实现的,因而耗材少、功率因数高、谐波小、结构简单,适合于中小功率的感应图2阻抗频率标么值图加热场合。3PWM2PFW混合调功原理2串联负载电路拓扑及负载特性文献[1]提出了谐振PWM调功控制方式,见图对于用全可控型器件组成负
5、载串联的逆变器,3a。其优点是电源工作在谐振状态,功率因数较高,其基本电路拓扑见图1。负载的阻抗标么值与频率不足是:VT1、VT4在零电流下开通,但在大电流下关断,其关断损耗比较大。开关管VT2、VT3开通收稿日期:2002-06-03定稿日期:2002-08-05时,反并联二极管VD2、VD3在换流过程中有反向作者简介:吕宏(1967-),男,湖北黄冈人,工程师,硕恢复问题,会流过尖峰电流,加大了VT2、VT3的开士研究生,研究方向为感应加热电源及软开通损耗。关技术。文献[2]提出了一种电流滞后的PWM控制方8感应加热电源的PWM2PFM控制方法式,见图3b。这种方式下VT1,V
6、T4管均为零电流作在容性状态,随着占空比的增大,电路的工作点是开关(ZCS),VT2,VT3管在大电流下关断,在零电向谐振点靠近的,由于这种调节方式既调节占空比流下开通,关断损耗较大。这种控制方式适用于以又调节输出电压频率,故又被称为PWM2PFW混合关断损耗小的功率MOSFET作为开关器件的高频调功方式。这时输出电压基波Uo1、输出功率Ps、逆变器。不适合于关断损耗较大的IGBT器件。角频率ωs为:与上述两种控制方式不同,本文讨论的PWM24UdπβUo1=sin-sinωst(1)PFM控制方式是工作在负载容性状态下的,工作原π222理见图4。8Ud4βPs=2cos(2)πR
7、2222ββRCtg+4LC-RCtg22ω0=(3)2LC由图4看出,基准臂开关VT1,VT4的开关均发生在电流过零点,因此VT1,VT4的开关是ZCS。移相臂开关VT2,VT3的关断是在电流流过VD2,VD3即:VT2,VT3中流过的电流为零时进行的,因而VT2,VT3的关断是在零电流下进行的。上述特性对于双极型器件如IGBT,GTO,GTR,MCT等来说是非常有利的,因为双极型器件由于体内载流子的复合而存在较大尾部电流,硬关断时关断损耗较大,其开关损耗主要是关断
