Base de seleção e análise das principais topologias de circuito para fontes de alimentação de aquecimento de indução

1. Seleção do esquema

Existem várias topologias de circuito para fontes de alimentação de aquecimento de indução, e a seleção é baseada nos seguintes fatores:

Adotando o inversor ressonante da série
Os principais tipos de inversores adequados para dispositivos de aquecimento de indução incluem duas configurações: inversores ressonantes paralelos (corrente -} inversores de origem) e inversores ressonantes em série (tensão - inversores de origem). Durante o período de comutação, os dispositivos de comutação do inversor de um inversor ressonante paralelo podem ser submetidos a tensão reversa, mas o IGBTS (transistores bipolares de porta isolados) não podem suportar a tensão reversa. Se anti -- diodos rápidos paralelos forem usados ​​para proteção, poderão ocorrer correntes circulantes e danificar os dispositivos. Portanto, cada braço da ponte deve ser conectado em série com um diodo retificador de recuperação rápido da mesma classificação de tensão que o dispositivo de comutação para suportar a tensão reversa. No entanto, isso aumentará a perda de estado -} de cada braço e aumentará o custo do equipamento. Além disso, devido à frequência relativamente alta, quando um inversor ressonante paralelo é usado, os fios principais entre o capacitor ressonante e a bobina de aquecimento não devem ser muito longos; Caso contrário, a potência e a eficiência serão seriamente afetadas. Para um inversor ressonante em série, um fio de chumbo ligeiramente mais longo altera apenas a frequência operacional e tem um impacto mínimo na potência e eficiência da saída.

2. Usando módulos IGBT -- como dispositivos de comutação
Entre os dispositivos semicondutores de potência, a velocidade de comutação dos IGBTs pode atender aos requisitos de fontes de alimentação de aquecimento de indução abaixo de 50kHz. Possui uma série de vantagens, como alta impedância de entrada, baixa potência de condução e baixa perda de estado -.

3. Usando saída de acoplamento do transformador.

Para uma única ponte do inversor de fase - alimentada por uma grade de energia de três - 380V, sua tensão de saída é tão alta quanto 530V. Se a saída diretamente, a tensão no capacitor ressonante e na bobina de aquecimento será q vezes a tensão de saída (o valor Q pode variar na faixa de 3 - 15 dependendo da carga), tornando a tensão aplicada à bobina de aquecimento muito alta, portanto, as medidas de redução de tensão devem ser tomadas. Além disso, os capacitores de alta tensão também são difíceis de resolver.

4. Usando o método de controle PWM para ajustar a potência de saída
Existem dois métodos de ajuste de potência para inversores ressonantes em série: um é alterar a tensão CC; O outro é alterar o fator de potência. O primeiro pode fornecer uma frequência correspondente de acordo com a condição de carga, para que o inversor sempre funcione em um fator de potência de 1. A potência de saída é ajustada alterando a tensão CC. Embora esse circuito tenha baixos requisitos na tensão de surto e na corrente de surto carregada pelos tubos de comutação do inversor, e o inversor geralmente funciona em um fator de potência relativamente alto, a corrente reativa que flui através do módulo IGBT é pequena, o que é muito benéfico para o IGBT.

O método de alteração do fator de potência é usado para ajustar a potência de saída. O método específico é primeiro ajustar a frequência de saída para fazer o sistema funcionar próximo ao estado ressonante e depois ajustar a largura do pulso do PWM para atingir a potência de saída necessária.