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无桥式电磁加热拓扑,欢迎各位参与讨论.

说明:
1.  Q2,Q4工作在工频状态.
2.  Q1,Q3工作在高频互补状态,驱动与无桥PFC同.
3.  感应圈工作在电流深度不连续状态,一个高频周期内有有正向有反向.
     IGBT工作在ZVS.

优点:1. 省了输入整流桥,整个大电流回路同时只经过两个PN结,有效提
                高了整机工作效率,减少了散热压力.
            2. 因减少了易损器件及整机温升,将使可靠性得到提高.
            3. 输入功率因数高.

缺点: 1. IGBT的电流应力略有加大.
             2. 感应圈设计与以往有所不同.

本人是电磁加热的新手,不知想法是否正确,望各位前辈斧正. 851541222075557.sch
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camm3219
LV.3
2
2008-09-22 17:32
不会贴图,不好意思.哪位高人指点一下
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2008-09-22 17:58
@camm3219
不会贴图,不好意思.哪位高人指点一下
我做过无桥电路,花费相当大精力,用了大半年时间,耗资无数

也实现了单相6KW无桥加热,当然也可以实现更高功率

最后忽然发现,这种结构好是好,就是太复杂了,用在工业设备上还可以,在民用产品上,性价比太低

另外,这种结构只能适用于单相电路,而单相电路又不允许过高功率,超过10KW就可能会引起电力故障了

考虑再三,还是放弃了
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camm3219
LV.3
4
2008-09-22 18:04
@米山人家
我做过无桥电路,花费相当大精力,用了大半年时间,耗资无数也实现了单相6KW无桥加热,当然也可以实现更高功率最后忽然发现,这种结构好是好,就是太复杂了,用在工业设备上还可以,在民用产品上,性价比太低另外,这种结构只能适用于单相电路,而单相电路又不允许过高功率,超过10KW就可能会引起电力故障了考虑再三,还是放弃了
是的,我想法和你一样.
我想用在商用上,不知有哪些注意事项.效率,可靠性方面如何.
谢谢
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camm3219
LV.3
5
2008-09-22 18:11
好像是可以了
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/69/851541222078251.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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2008-09-23 12:46
@camm3219
好像是可以了[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/69/851541222078251.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
好像没多少人对这个话题感兴趣

无桥PFC电路不适合用在电磁加热方面,主要是无法实现全周期谐振,PFC电路中,线圈是不做功的,基本没有消耗,同时,无桥PFC中必须用两只线圈,这些都和电磁感应加热电路不同

无桥电路的可控性要比有整流桥好的多,容易实现过零启动,启动时无电流及电压冲击

但是,它的控制结构相当复杂,用到的功率管数量加倍,IGBT的可靠性还是远低于整流桥的,并且,2KW功率时,整流桥的发热量并不高,4KW以上功率时,整流桥的发热量仍在可接受范围内,功率再高的话,单相负载就过重了,不合适

个人感觉,无桥结构并不是太实用的,至于三相结构的无桥电路,复杂度呈几何级上升,已经没有任何优点了,所以我不是太看好无桥电路

至少现在真正用到无桥结构的产品几乎没有

另外,我做出的几种无桥电路柘朴结构上都要比图上简单的多,控制方式也比较简单
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camm3219
LV.3
7
2008-09-23 15:22
@米山人家
好像没多少人对这个话题感兴趣无桥PFC电路不适合用在电磁加热方面,主要是无法实现全周期谐振,PFC电路中,线圈是不做功的,基本没有消耗,同时,无桥PFC中必须用两只线圈,这些都和电磁感应加热电路不同无桥电路的可控性要比有整流桥好的多,容易实现过零启动,启动时无电流及电压冲击但是,它的控制结构相当复杂,用到的功率管数量加倍,IGBT的可靠性还是远低于整流桥的,并且,2KW功率时,整流桥的发热量并不高,4KW以上功率时,整流桥的发热量仍在可接受范围内,功率再高的话,单相负载就过重了,不合适个人感觉,无桥结构并不是太实用的,至于三相结构的无桥电路,复杂度呈几何级上升,已经没有任何优点了,所以我不是太看好无桥电路至少现在真正用到无桥结构的产品几乎没有另外,我做出的几种无桥电路柘朴结构上都要比图上简单的多,控制方式也比较简单
你好,确实挺冷清的,阵阵寒意,呵呵.
因为目前我还没实际做过这个电路,只是想法.有几个问题不明,和你探讨一下.
1. 可能无法实现全周期谐振,但不一定要实现通常意义上的串联谐振(实现的话 电流是正弦波),只要实现边沿谐振就达到目的了,两个高频操作的IGBT的CE要并上高频小电容,一样达到零电压开通及关断.这时的电流应该是呈三角波,其包络为工频正弦波,如图.
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/69/851541222154459.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
2.线圈是不做功的,基本没有消耗,同时,无桥PFC中必须用两只线圈.
这句话和我的想法不同,我上传的原理图已经包含了整个功率部分,整体结构并不复杂,只是控制逻辑略为繁琐.PFC电感直接作为加热线圈,无需再增加.我想你的意思是前级做无桥PFC,后级再做电磁加热部分,是吗?
PFC中的PFC电感理想状态是不做功,采取的措施是用涡流损耗小的磁芯(如铁硅铝,铁粉心等),并在可能的情况下尽量使电感脉动电流小(每周期磁芯的磁通变化率小)使铁芯及线圈损耗更小.如果你把PFC电感的磁芯用工频铁芯,并把电感电流的脉动分量加大,是不是PFC电感一样可以煮鸡蛋.在这个电路上PFC磁芯已经由铁粉心变成了铁锅,电流也变成了很大的脉动电流,是要做功的,是吧.
3. 整流桥的发热量并不高是没错,但是板上的发热器件基本只剩下整流及开关管(开关电源里的功率变压器也是损耗大户,但在电磁炉这里已经变成加热圈和铁锅,不在板上),电磁加热一般都是软开关操作,所以功率管也不像硬开关发热利害,那整流部分发热所占的比例就不容忽视了.
4. 单相家用达到4KW以上确实是大了,但在商用或工业领域就不一定了,我以前也做过单相输入20K的UPS,而且是批量的.
5. 3相结构因电压更高,整流发热相对更小,优点不太能体现.但也不能武断的说已经没有任何优点,比如要求功率因数高的场合,把以上电路改为六桥臂,加热线圈变成三个(3相结构一般是大功率,采用三个也是可行的是吗?我没做过不是很清楚)就可以了,只是控制逻辑比较复杂,但现在DSP也不贵,应该可以实现.
    罗嗦了一大堆,有点班门弄斧.见笑了.你做的电路可以透露一些吗,简单是指其中的2个功率管换成二极管吗?那样电感电流不能回流到负值,不好实现开通的零电压.我QQ是935712396,有空可以多交流,向你学习
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camm3219
LV.3
8
2008-09-24 11:53
@camm3219
你好,确实挺冷清的,阵阵寒意,呵呵.因为目前我还没实际做过这个电路,只是想法.有几个问题不明,和你探讨一下.1.可能无法实现全周期谐振,但不一定要实现通常意义上的串联谐振(实现的话电流是正弦波),只要实现边沿谐振就达到目的了,两个高频操作的IGBT的CE要并上高频小电容,一样达到零电压开通及关断.这时的电流应该是呈三角波,其包络为工频正弦波,如图.[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/69/851541222154459.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">2.线圈是不做功的,基本没有消耗,同时,无桥PFC中必须用两只线圈.这句话和我的想法不同,我上传的原理图已经包含了整个功率部分,整体结构并不复杂,只是控制逻辑略为繁琐.PFC电感直接作为加热线圈,无需再增加.我想你的意思是前级做无桥PFC,后级再做电磁加热部分,是吗?PFC中的PFC电感理想状态是不做功,采取的措施是用涡流损耗小的磁芯(如铁硅铝,铁粉心等),并在可能的情况下尽量使电感脉动电流小(每周期磁芯的磁通变化率小)使铁芯及线圈损耗更小.如果你把PFC电感的磁芯用工频铁芯,并把电感电流的脉动分量加大,是不是PFC电感一样可以煮鸡蛋.在这个电路上PFC磁芯已经由铁粉心变成了铁锅,电流也变成了很大的脉动电流,是要做功的,是吧.3.整流桥的发热量并不高是没错,但是板上的发热器件基本只剩下整流及开关管(开关电源里的功率变压器也是损耗大户,但在电磁炉这里已经变成加热圈和铁锅,不在板上),电磁加热一般都是软开关操作,所以功率管也不像硬开关发热利害,那整流部分发热所占的比例就不容忽视了.4.单相家用达到4KW以上确实是大了,但在商用或工业领域就不一定了,我以前也做过单相输入20K的UPS,而且是批量的.5.3相结构因电压更高,整流发热相对更小,优点不太能体现.但也不能武断的说已经没有任何优点,比如要求功率因数高的场合,把以上电路改为六桥臂,加热线圈变成三个(3相结构一般是大功率,采用三个也是可行的是吗?我没做过不是很清楚)就可以了,只是控制逻辑比较复杂,但现在DSP也不贵,应该可以实现.    罗嗦了一大堆,有点班门弄斧.见笑了.你做的电路可以透露一些吗,简单是指其中的2个功率管换成二极管吗?那样电感电流不能回流到负值,不好实现开通的零电压.我QQ是935712396,有空可以多交流,向你学习
除米山人家外,难道就没有其他高手帮忙解惑吗?
还是说不屑一顾?真郁闷
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camm3219
LV.3
9
2008-09-24 16:40
@米山人家
好像没多少人对这个话题感兴趣无桥PFC电路不适合用在电磁加热方面,主要是无法实现全周期谐振,PFC电路中,线圈是不做功的,基本没有消耗,同时,无桥PFC中必须用两只线圈,这些都和电磁感应加热电路不同无桥电路的可控性要比有整流桥好的多,容易实现过零启动,启动时无电流及电压冲击但是,它的控制结构相当复杂,用到的功率管数量加倍,IGBT的可靠性还是远低于整流桥的,并且,2KW功率时,整流桥的发热量并不高,4KW以上功率时,整流桥的发热量仍在可接受范围内,功率再高的话,单相负载就过重了,不合适个人感觉,无桥结构并不是太实用的,至于三相结构的无桥电路,复杂度呈几何级上升,已经没有任何优点了,所以我不是太看好无桥电路至少现在真正用到无桥结构的产品几乎没有另外,我做出的几种无桥电路柘朴结构上都要比图上简单的多,控制方式也比较简单
看来我得花点时间做个样品测试一下,没实物大家都没兴趣讨论.
或者这种想法接触得少,不知从何谈起,按理说坛子里高手如云,无桥电路在开关电源里也有不少应用了
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/69/851541222245603.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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