降低逆变器的损耗 负载(fùzài)阻抗匹配技术的效率问题 控制电路数字化、智能化发展

  高频感应加热(jiā rè)电源的负载可以等效成一个电阻和一个电感串联或并 联的形式。等效的电感、电阻是感应器和负载耦合的结果，其值受耦合程度的 影响。这种负载都是功率因素很低的感性负载；为了更好的提高功率因数，一般都会采用 增加补偿电容的方法来提高。一般有并联补偿和串联补偿两种方式，从而形成 两种基本的谐振电路：并联谐振电路、串联谐振电路。

  由于直流电流源采用大电感滤波，大电感能够抑制短路电流的上升，所以 有利于过流保护。由于 IGBT 内部封装有反并联二极管，所以 IGBT 不能承受反 向电压(diànyā)，因此要为每个主开关器件串联一个同等容量的电力二极管以承 受换流后相应桥臂要承受的反压。电路中每个主开关器件都并联有阻容网络构 成的保护电路。

  当导体中通过交变电流时,导体周围形成交变磁场,磁场的强 弱(qiánɡ ruò )直接与电流强度成正比如果将材料放在高频 磁场内,刚磁力线同样会切割材料,在材料中产生感应电动势, 由此产生涡流涡流也是高频电流,同样具有高频电流的一些 性质由于材料具备电阻,结果使材料发热,利用感应涡流的 热效应加热,叫感应加热

  并联型电路谐振时电源的电流全部加在等效电阻上，电感和补偿电容上的电流是输 入电流的Q倍，常把此谐振称作电流型谐振。而补偿电容和感应器上的电压为逆变器 输出电压。

  并联谐振电路必须用电流源供电，电流源由整流器和大电感构成。如果并联型逆 变器的上、下桥臂同时断开，则积蓄在大电感中的能量将无处排放，会严重损害功率 器件。因此需在上下桥臂的驱动信号中加入“重叠时间”。在这个(zhè ge)时间内，虽 然桥臂处于短路状态，但由于电感的“通直隔交”特性，电流不会突变，只要换流足 够快，就不会对功率器件造成危害。

  串联型电路谐振时电源电压都加在负载等效电阻上，电源供给负载的全都是有功功率。 电感和电容上的电压大小相等(xiāngděng)，而且等于逆变器母线电压的Q倍，但方向相反， 常称此谐振为电压型谐振。而流过补偿电容和感应器上的电流为逆变器输出电流。

  串联型电源的滤波器是通过大电容实现的，逆变器的供电电压不变。如果同一桥臂 出现短路，由此产生的短路电流会对功率器件导致非常严重损坏。因此串联逆变器中， 同一桥臂的功率管换流时一定遵循“先断后通”的原则，即在上下桥臂的驱动脉冲 之间加入“死区时间”。在这段“死区时间”里，为了确认和保证无功电流的续流，必须在 功率管的两端反并联一个快恢复二极管。

  PFM 调功法最大的优点是不需调压环节，整流电路能使用二极管整流， 从而简化了设备，使成本得到降低；且 PFM 法的控制电路的设计较简单，调频 部分实现起来(qǐ lái)较方便，一般是通过检验测试负载电流作为反馈量来构成闭环 控制的。

  关断时间短，换流时开关(kāiguān)管自然关断 启动较简单、适用于频繁启动场合 感应器与逆变电源可以相距较远，负载分布电感对

  输出功率影响较小 对二极管反向恢复速度要求较低 对驱动脉冲要求较低 调功方式

  非接触式加热、加热温度高 加热效率高、节能 加热速度快，被加热物质表面氧化少 温度容易(róngyì)控制，可以局部加热，产品质量稳

  感应加热电源有主电路和控制及保护电路两大块组成。主 电路由整流器、滤波(lǜbō)器、逆变器和负载电路组成。其中 整流滤波(lǜbō)发展较为成熟，通常是逆变器、负载阻抗匹配 及控制电路的发展水平限制着感应加热电源的发展。

  PFM 法即是一般所说的调频调功，也称为扫频调功。它是逆 变器侧调功模式中最简单的一种。PFM 是通过改变逆变器的工作 频率，从而(có ng ér)改变负载输出阻抗以实现调节输出功率的目的。

  f ：逆变器功率管的开关(kāiguān)频率， f0 ：负载的谐振频率 P ：逆变器的输出功率

  由上图可知，负载固有频率不变，改变逆变器开关频率即可改变电源的输出 功率。当 1时，逆f /变f0 器处于容性状态，输出功率随着逆变器开关频率的增大 而增大；当 = 1时，逆变器处于f 谐/ f振0 (xiézhèn)状态，此时逆变器输出上限功率； 当变器的输1入时电，压逆恒变定器时呈，感逆性f /变，f0器开的关工频作率频越率大越感偏抗离越负大载，谐输振出(功xi率éz减hè小n)频。率所，以负在载逆 的等效阻抗越大，则逆变器的输出功率越小。PFM 是利用这一原理来调节输出 功率的。

  优点：输出频率一般保持不变，功率器件的开关损耗相对 较小，数字化控制容易实现，适合在开环的场合中应用

  优点：控制电路容易实现(shíxiàn)，负载适应性号，调节范围宽 缺点：频率变化较小，功率器件的利用率较低，EMI 比较大。