CN104349521B - Igbt半桥逆变中频-超音频-高频感应加热电源 - Google Patents

Igbt半桥逆变中频-超音频-高频感应加热电源 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种IGBT半桥逆变中频-超音频-高频感应加热电源，包括：三相整流桥，IGBT逆变驱动，IGBT半桥逆变器，主板PLC，触摸屏，开关电源。本发明的技术效果，1、能够实现恒功/恒流控制，温度检测，频率跟踪，零功率启动，电压，电流闭环控制；故障检测保护电路对过热，过压，输出过流，交流欠压，缺项，输入过流等故障的实时监控，快速反应，适时显示；2、人机界面友好；3、可选调压谐振输出模式；4、针对不同的负载，可以宽范围检测，达到最佳工作状态；5、在0.2Khz—200Khz感应加热，对于定频率应用可以手动选择工作频率；6、对于谐振电源，能够对当前槽路的谐振频率自动跟踪。

Description

IGBT半桥逆变中频-超音频-高频感应加热电源
技术领域
本发明涉及一种感应加热电源
背景技术
传统的感应加热设备应用的电力电子器件是电子管和快速晶闸管。电子管电压高，稳定性差，辐射强，效率低，已经到了淘汰的边缘，但它频率高，功率大，所以在市场上仍有一席之地。快速晶闸管是目前应用的主力军，它耐压高，电流大，抗过流、过压能力较强。但它只能工作在10000Hz以下，这使其使用范围受到了限制。IGBT是一种复合功率器件，它集双极型功率晶体管和功率MOSFET的优点于一体，具有电压型控制，输入阻抗大、驱动功率小，控制电路简单，开关损耗小，通断速度快，工作频率较高，元件容量大。它不仅达到了晶闸管不能达到的频率(60kHz以上)，而且正在逐步取代快速晶闸管。国外1kHz～80kHz的感应加热已广泛应用IGBT，这是感应加热电源的发展方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种IGBT半桥逆变中频-超音频-高频感应加热电源。
本发明的技术方案是，一种IGBT半桥逆变中频-超音频-高频感应加热电源，包括：三相整流桥，IGBT逆变驱动，IGBT半桥逆变器，主板PLC，触摸屏，开关电源；其特征在于：三相电源A、B、C接三相整流桥A、B、C端，三相整流桥接IGBT半桥逆变器，在三相整流桥和IGBT半桥逆变器之间接有预充电电阻R1，充电继电器线圈J，滤波回路和阻容吸收回路，所述的滤波回路由并联的滤波电容C1和放电电阻R2组成，所述的阻容吸收回路包括串联的电容C2、C3，串联的电阻R3、R4，电容C2、C3与串联电阻R3、R4并联，电容C2、C3之间与电阻R3、R4之间接通；IGBT半桥逆变器接感应线圈L2；充电继电器线圈J的Kc1、Kc2端接主板PLC的Kc1/Kc2脚，滤波回路接主板PLC的输入电压检测脚，IGBT逆变驱动分别接IGBT半桥逆变器和主板PLC的逆变驱动脚，触摸屏接主板PLC的Rs485脚，开关电源接主板PLC的DC24V脚，在三相电源上接有输入电流采样线圈L1，电流采样线圈L1接主板PLC的输入电流检测脚，三相电源A、B、C接主板PLC的A、B、C三相检测脚；在IGBT半桥逆变器与感应线圈L2连接端接有输出电流采样线圈L3，电流采样线圈L3接主板PLC的输出电流检测脚；在主板PLC的信号输入脚接有启动、停止、检测按键。
本发明具有如下的技术效果，1、能够实现高功率因数，高效率***，恒功/恒流控制，温度检测，频率跟踪，零功率启动，电压，电流闭环控制；故障检测保护电路对缺水，过热，过压，输出过流，交流欠压，缺项，输入过流，变压器过热，等故障的实时监控，快速反应，适时显示；2、采用工业触摸屏显示与控制，人机界面友好；3、工作模式：可选调压谐振输出模式，定频模式，定压调频模式；4、输出槽路检测：针对不同的负载，可以宽范围检测，达到最佳工作状态；5、使用频率范围：0.2Khz—200Khz感应加热，对于定频率应用可以手动选择工作频率；6、频率自动跟踪：对于谐振电源，能够对当前槽路的谐振频率自动跟踪；7、零功率启动：启动和待机的零电压输出，不需要假负载的支持。
附图说明
图1是发明电路原理图。
图中，L1：200/1；L2、L3为振荡变压器1000KVA变比12比2或1；三相整流桥：MDC-400A-1600V；J：CJ20-150A；R1：500n-100W；R2：15K-100W；R3＝R4：3W-100W；C1：800V-470uf*30；C2＝C3：1uf；IGBT半桥逆变器：FF300A-12KS4；主板PLC。
图2是本发明详细电路原理图。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种IGBT半桥逆变中频-超音频-高频感应加热电源，包括：三相整流桥，IGBT逆变驱动，IGBT半桥逆变器，IGBT半桥逆变器主板PLC由两块IC完成相关功能(IC1：EPM240T100C5N和IC2：TMS320LF2407ApGEA)，触摸屏，开关电源；三相电源A、B、C接三相整流桥A、B、C端，三相整流桥接IGBT半桥逆变器，在三相整流桥和IGBT半桥逆变器之间接有预充电电阻R1，充电继电器线圈J，滤波回路和阻容吸收回路，所述的滤波回路由并联的滤波电容C1和放电电阻R2组成，所述的阻容吸收回路包括串联的电容C2、C3，串联的电阻R3、R4，电容C2、C3与串联电阻R3、R4并联，电容C2、C3之间与电阻R3、R4之间接通；IGBT半桥逆变器接感应线圈L2；充电继电器线圈J的Kc1、Kc2端接主板PLC的Kc1/Kc2脚，滤波回路接主板PLC的输入电压检测脚，IGBT逆变驱动分别接IGBT半桥逆变器和主板PLC的逆变驱动脚，触摸屏接主板PLC的Rs485脚，开关电源接主板PLC的DC24V脚，在三相电源上接有输入电流采样线圈L1，电流采样线圈L1接主板PLC的输入电流检测脚，三相电源A、B、C接主板PLC的A、B、C三相检测脚；在IGBT半桥逆变器与感应线圈L2连接端接有输出电流采样线圈L3，电流采样线圈L3接主板PLC的输出电流检测脚；在主板PLC的信号输入脚接有启动、停止、检测按键。
本发明的工作原理：当负载连接完成后,接启动按钮或主屏上的启动健,IC2给IGBT半桥逆变器，一个高频驱动信号,输出端采集的电压电流信号反馈回来,与预设参数比较,正常则驱动信号加强,反之关断,电源的振荡频率向谐振频率靠拢,随数码电位器的调节,功率不断加大,至到工作频率达到谐振频率,此时电源输出最大功率，如果水压、水温、输入缺相、负载过压或过流,换流失败等任一参数异常，IGBT半桥逆变器立即关闭，防止故障发生。

Claims (1)

1.一种IGBT半桥逆变中频-超音频-高频感应加热电源，包括：三相整流桥，IGBT逆变驱动，IGBT半桥逆变器，主板PLC，触摸屏，开关电源；其特征在于：三相电源A、B、C接三相整流桥A、B、C端，三相整流桥接IGBT半桥逆变器，在三相整流桥和IGBT半桥逆变器之间接有预充电电阻R1，充电继电器线圈J，滤波回路和阻容吸收回路，所述的滤波回路由并联的滤波电容C1和放电电阻R2组成，所述的阻容吸收回路包括串联的电容C2、C3，串联的电阻R3、R4，电容C2、C3与串联电阻R3、R4并联，电容C2、C3之间与电阻R3、R4之间接通；IGBT半桥逆变器接感应线圈L2；充电继电器线圈J的Kc1、Kc2端接主板PLC的Kc1/Kc2脚，滤波回路接主板PLC的输入电压检测脚，IGBT逆变驱动分别接IGBT半桥逆变器和主板PLC的逆变驱动脚，触摸屏接主板PLC的Rs485脚，开关电源接主板PLC的DC24V脚，在三相电源上接有输入电流采样线圈L1，电流采样线圈L1接主板PLC的输入电流检测脚，三相电源A、B、C接主板PLC的A、B、C三相检测脚；在IGBT半桥逆变器与感应线圈L2连接端接有输出电流采样线圈L3，电流采样线圈L3接主板PLC的输出电流检测脚；在主板PLC的信号输入脚接有启动、停止、检测按键。
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