一种提高感应加热电源频率和功率的方法
要提高到多大功率,基本上
(以下假定,全部基于90uH电感量的线圈)
同样线圈环境下,单管的功率和半桥的功率能力基本相当,全桥的功率能做到半桥的近4倍
功率密度最高的全桥了
如果对于同一个线圈,功率密度要再高怎么办,比如,对于一个线圈的加热环境来说,假定它的最大功率能做到2KW左右,那么半桥,基本上也只能达到这个功率,全桥呢,基本能做到6KW以上
重点来了,如果对于这样一个线圈来说,不改变工作环境(电感量、Q值等),功率再提高一倍,该用什么办法!!!
(再强调一下,假定线圈电感量是90UH)
我个人的研究结果,能够实现比全桥更高功率密度的,却是单管,一种特殊的单管结构,能够实现比全桥更高的功率
比如,在220V电压时,对同一线圈环境来说,普通单管结构能达到2KW,半桥2KW,全桥6KW,而一种改良变异的单管结构,功率能够超过10KW!!!
当然了,要实现这样高的功率密度,付出的代价也相当之大
为了防止扯皮,再强调一点,所谓同一线圈,是为了具有可比性,
普通的单管,如果将线圈电感量大幅度减小,谐振电容量大幅度增加,也能达到极大功率,比如能将普通单管结构做到6KW或更高,但其实,这是没有意义的,
为什么说没有意义呢
这个留给高手们分析吧
很抱歉,是我没讲清楚,造成一些误解,我来试图解释一下:
基本思路是:时分复用,把电流分散到多个IGBT上,把导通损耗和开关损耗分散到多个IGBT。
H桥:
导通IGBT
周期1 IGBT1、4
周期2 IGBT2、3
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IGBT1 IGBT3
————C——L————
IGBT2 IGBT4
——————|——————————|
N桥:
导通IGBT
周期1 IGBT1、6
周期2 IGBT5、2
周期3 IGBT3、8
周期4 IGBT7、4
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IGBT1 IGBT3 IGBT5 IGBT7
——————————C——L———————
IGBT2 IGBT4 IGBT6 IGBT8
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好像是叫时间分隔法吧,我看到过这样的介绍,不过没有看到实际的机子!
这样做好像是可以提高整机的频率的!对功率好像没有什么关系!
你说的这种方法,在70年代前后出现过,曾是一种很先进的技术,叫做时间分割逆变器
当时还没有IGBT出现,为了解决能用可控硅来进行高频感应加热的问题,可控硅关断速度很慢,即使是高速可控硅,关断时间仍大于10us,正常情况下,是无法工作的,因为不能及时关断,但是,用这种时间分割法,多路可控硅轮流开通关断,就可以用慢速可控硅来实现高频振荡,从而实现现在的IGBT加热的效果
时间分割法实现起来很复杂,当时也是不得已而为之,因为那时候没有IGBT这么理想的器件(这些人真是非常的聪明)
(可控硅有很多优点的,功率非常高,短路超过10ms不会炸,过流耐受力超过IGBT的1000倍,即使到目前为止,在超过500KW的感应加热方面,基本仍是可控硅的天下)
但是,它对提高功率是没有帮助的
它只能对IGBT的工作情况有改善作用,可以降低单个IGBT损耗或其它优点,对线圈输出功率方面,仍超不过一个普通全桥的效果
对同一只线圈来说,它的提高功率的途径只有一个,就是谐振
所有的手段,只要能满足让线圈足够谐振,就能够得到足够高的功率
如何让线圈足够谐振,单管,半桥,全桥,或其它变异手段
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单管和半桥,相当于对线圈是单向激励
全桥,相当于对线圈是双向激励,所以它的功率比较高,能达到半桥或单管的近四倍
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如果要再增加功率,就要对这个激励电流加强,这就需要一些变通的方法
最常见的一个近似应用,是PFC电路,近似于把电源提高后加增加线圈激励电流
我目前能够实现的两种单向加强激励方法,一种就类似于PFC,它能把电源电压成倍提高后,在不提高谐振电压的情况下,数倍增加激励电流
另外一种方法是利用线圈互感,把激励电流数倍提高
这两种方法仍在完善中,优点和缺点同样多
实验室测试的时候,用单管电路,可以很轻易将功率做到8KW以上,(同一线圈,同一负载,全桥只能做到6KW),而谐振电压不超过800V(220V交流电源)
以上两种,都是个人研究,尚不便公开相关技术
另外,用单向激励加强法,可以把功率数倍提高,可想而知,如果用双向激励功率加强的方法,那么功率提高的幅度肯定会很惊人的,有希望能将目前的全桥功率在当前基础上提高超过10倍
可惜到目前为止,我仍没有找到任何解决方法,也没有任何资料可以借鉴
不过,作为发展方向,也许有天会解决这些问题
你认为提高频率没有困难是吧?那你用FF100R12KS4的模块两只,输入电压三相:380V/50HZ,输出功功率15KW,工作频率150KHZ.你做一个出来让大家饱饱眼福吧!
全桥,其实是电压翻倍,线圈绝缘必须改善
你把电源电压调高,功率自然就上去