CN109327147A - 一种固态高频感应加热电源的调功装置 - Google Patents

一种固态高频感应加热电源的调功装置 Download PDF

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CN109327147A CN201811424272.9A CN201811424272A CN109327147A CN 109327147 A CN109327147 A CN 109327147A CN 201811424272 A CN201811424272 A CN 201811424272A CN 109327147 A CN109327147 A CN 109327147A
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Abstract

本发明公开了一种固态高频感应加热电源的调功装置，该调功装置与高频逆变器连接，该调功装置包括依次连接的主回路控制单元、AC/DC变换模块、限流电抗器、DC/DC变换模块；AC/DC变换模块由三相全桥整流电路构成；DC/DC变换模块包括依次连接的滤波电容、桥式逆变电路、高频变压器、整流电路；通过控制桥式逆变电路中的开关元件的导通时间来控制桥式逆变电路的输出电压占空比，以调节整流电路输出的直流电压，从而实现对高频逆变器的输出功率的调节，解决了传统的采用由可控硅(晶闸管)构成的三相全控整流桥电路进行调功所存在的功率因数低、对电网谐波污染严重、采用工频三相降压变压器降压体积大、效率低、成本高等问题。

Description

一种固态高频感应加热电源的调功装置
技术领域
本发明涉及技术固态高频感应加热电源领域，特别涉及一种固态高频感应加热电源的调功装置。
背景技术
对固态高频感应加热电源输出功率的大小进行调节和控制，是固态高频感应加热电源设备应具备的主要功能之一，也是固态高频感应加热电源的重要组成部分。调功电路决定了固态高频感应加热电源设备的可靠性、体积和重量，其性能的好坏直接关系到固态高频感应加热电源设备的效率和对电网的谐波污染程度及其质量和寿命。
传统的固态高频感应加热电源的调功方式采用由可控硅(晶闸管)构成的三相全控整流桥电路，通过控制其触发脉冲的移相角度来实现对其输出直流电压高低的调节与控制，三相全控整流桥电路的功率因数随着触发脉冲的移相角度的增大而减小，除非工作在满输出电压状态下，否则，三相全控整流桥电路的功率因数会很低，不仅如此，三相全控整流桥电路产生的谐波对电网造成的污染也相当严重。除此之外，因为固态高频感应加热电源的逆变桥由MOSFET开关元件构成，由于目前MOSFET开关元件的耐压比较低，为了保证固态高频感应加热电源的逆变桥能够正常工作，就必须降低逆变桥的直流输入电压，一般所采取的技术方案是利用三相降压变压器对三相全控整流桥电路的交流输入电压进行降压处理，由此达到对其输出直流电压降压以满足固态高频感应加热电源逆变桥工作条件的目的。此方案带来的弊端是三相降压变压器体积大、效率低、成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种固态高频感应加热电源的调功装置，解决了传统的采用由可控硅(晶闸管)构成的三相全控整流桥电路进行调功所存在的功率因数低、对电网谐波污染严重、采用工频三相降压变压器降压体积大、效率低、成本高等问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种固态高频感应加热电源的调功装置，所述调功装置与高频逆变器连接；所述调功装置包括主回路控制单元、AC/DC变换模块、限流电抗器、DC/DC变换模块；所述AC/DC变换模块由三相全桥整流电路构成；所述DC/DC变换模块包括滤波电容、桥式逆变电路、高频变压器、整流电路；所述高频变压器为降压变压器；
三相交流电通过所述主回路控制单元中空开QM闭合进入所述三相全桥整流电路；所述三相全桥整流电路的输出端的正、负极分别通过所述限流电抗器与所述滤波电容的输入端的正、负极连接；所述桥式逆变电路与所述滤波电容并联；所述桥式逆变电路的输出端与所述高频变压器的一次绕组连接；所述高频变压器的二次绕组与所述整流电路的输入端连接；所述整流电路的输出端与所述高频逆变器的输入端连接；所述高频逆变器的输出端与负载连接；
通过控制所述桥式逆变电路中的开关元件的导通时间来控制所述桥式逆变电路的输出电压占空比，以调节所述整流电路输出的直流电压，从而实现对所述高频逆变器的输出功率的调节。
可选的，所述三相全桥整流电路用于将三相交流电整流为脉动直流电压；所述三相全桥整流电路由二极管或整流模块构成；
所述限流电抗器用于对所述三相全桥整流电路输出的电流变化率进行限制；所述限流电抗器包括第一绕组和第二绕组；所述三相全桥整流电路的输出端的正极通过所述限流电抗器的第一绕组与所述滤波电容的输入端的正极连接；所述三相全桥整流电路的输出端的负极通过所述限流电抗器的第二绕组与所述滤波电容的输入端的负极连接；
所述滤波电容用于将所述三相全桥整流电路整流输出的脉动直流电压滤波为平滑的直流电压；
所述滤波电容由电解电容并联组与均压电阻并联后再串联构成或者由薄膜电容组成的并联电容组构成。
可选的，所述桥式逆变电路用于将所述滤波电容滤波后平滑的直流电压转化为高频交流方波电压；所述桥式逆变电路包括四个功率开关器件，分别为第一功率开关器件、第二功率开关器件、第三功率开关器件和第四功率开关器件；所述第一功率开关器件和所述第四功率开关器件串联形成第一支路，所述第二功率开关器件和所述第三功率开关器件串联形成第二支路，且所述第一支路和所述第二支路并联；
其中，所述第一功率开关器件与所述第四功率开关器件封装在一起形成一体的IGBT元件模块，所述第二功率开关器件与所述第三功率开关器件封装在一起形成一体的IGBT元件模块，或者所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第四功率开关器件分别为独立的IGBT元件模块。
可选的，所述桥式逆变电路还包括第一高频电容、第二高频电容、由电阻和电容串联构成的RC阻容吸收电路；所述第一高频电容、所述第二高频电容均并联在所述桥式逆变电路的直流输入端，所述第一高频电容、所述第二高频电容用于为所述功率开关器件的续流二极管提供交流通路；所述RC阻容吸收电路并联在每个所述功率开关器件上，所述RC阻容吸收电路用于吸收所述功率开关器件两端的尖峰电压。
可选的，所述整流电路的输出端通过平波电抗器与所述高频逆变器的输入端连接；所述平波电抗器包括第一绕组和第二绕组；
所述整流电路的输出端的正极与所述平波电抗器的第一绕组的输入端连接，所述整流电路的输出端的负极与所述平波电抗器的第二绕组的输入端连接，所述平波电抗器的第一绕组的输出端、所述平波电抗器的第二绕组的输出端分别与所述高频逆变器的输入端连接；
所述平波电抗器对所述整流电路输出的脉动直流电流进行滤波。
可选的，当需要成倍增大输出电流能力时，将多个所述DC/DC变换模块进行并联连接，在每个所述DC/DC变换模块上还需要设置均流电抗器；所述均流电抗器设置在所述整流电路与所述平波电抗器之间；所述均流电抗器用于当多个所述DC/DC变换模块并联应用时，对每个所述DC/DC变换模块的输出电流进行均流。
可选的，所述高频变压器用于对所述桥式逆变电路输出的高频交流方波电压进行降压处理；所述整流电路用于把所述高频变压器降压后的高频交流方波电压整流为脉动直流电压；
所述高频变压器为具有一个一次绕组、两个二次绕组的降压变压器；所述整流电路为桥式整流电路；所述桥式整流电路由两个独立的且输出端并联的桥式整流子电路构成；每个独立的所述桥式整流子电路由桥式整流电路模块构成、或由半桥整流电路模块构成、或由独立的二极管元件连接构成；
当所述调功装置设置有一个所述DC/DC变换模块时，所述高频变压器的二次绕组分别与所述桥式整流电路中的桥式整流子电路的输入端一一对应连接；所述桥式整流电路的输出端的正极与所述平波电抗器的第一绕组的输入端连接，所述桥式整流电路的输出端的负极与所述平波电抗器的第二绕组的输入端连接；
当所述调功装置设置有多个所述DC/DC变换模块时，所述高频变压器的二次绕组分别与所述桥式整流电路中的桥式整流子电路的输入端一一对应连接；所述桥式整流电路的输出端的正极通过所述均流电抗器与所述平波电抗器的第一绕组的输入端连接，所述桥式整流电路的输出端的负极与所述平波电抗器的第二绕组的输入端连接。
可选的，所述高频变压器用于对所述桥式逆变电路输出的高频交流方波电压进行降压处理；所述整流电路用于把所述高频变压器降压后的高频交流方波电压整流为脉动直流电压；
所述高频变压器为具有一个一次绕组、一个中间带抽头的二次绕组的降压变压器；所述整流电路为全波整流电路；所述全波整流电路由两支二级管构成；两支所述二极管的负极的并联端为所述全波整流电路输出端的正极；所述二次绕组的中间抽头为所述全波整流电路输出端的负极；
当所述调功装置设置有一个所述DC/DC变换模块时，所述高频变压器的二次绕组的两端分别与所述全波整流电路的二极管的正极连接；所述全波整流电路的输出端的正极与所述平波电抗器的第一绕组的输入端连接，所述高频变压器的二次绕组的中间抽头与所述平波电抗器的第二绕组的输入端连接；所述平波电抗器的第一绕组的输出端、所述平波电抗器的第二绕组的输出端分别与所述高频逆变器的输入端连接；
当所述调功装置设置有多个所述DC/DC变换模块时，所述高频变压器的二次绕组的两端分别与所述全波整流电路的二极管的正极连接；所述全波整流电路的输出端的正极通过所述均流电抗器与所述平波电抗器的第一绕组的输入端连接，所述高频变压器的二次绕组的中间抽头与所述平波电抗器的第二绕组的输入端连接；所述平波电抗器的第一绕组的输出端、所述平波电抗器的第二绕组的输出端分别与所述高频逆变器的输入端连接。
可选的，所述高频逆变器为双T型拓扑逆变桥构成的并联谐振高频逆变器。
可选的，所述调功装置还包括由电阻和接触器串联组成的放电电路，所述放电电路并联连接在所述三相全桥整流电路的输出端，当所述主电路开关断开时，所述放电电路对所述滤波电容进行放电。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种固态高频感应加热电源的调功装置，所述调功装置与高频逆变器连接，所述调功装置包括主回路控制单元、AC/DC变换模块、限流电抗器、DC/DC变换模块；所述AC/DC变换模块由三相全桥整流电路构成；所述DC/DC变换模块包括滤波电容、桥式逆变电路、高频变压器、整流电路；所述高频变压器为降压变压器；三相交流电通过所述主回路控制单元中的空开QM闭合进入所述三相全桥整流电路；所述三相全桥整流电路的输出端的正、负极分别通过所述限流电抗器与所述滤波电容的输入端的正、负极连接；所述桥式逆变电路与所述滤波电容并联；所述桥式逆变电路的输出端与所述高频变压器的一次绕组连接；所述高频变压器的二次绕组与所述整流电路的输入端连接；所述整流电路的输出端与所述高频逆变器的输入端连接；所述高频逆变器的输出端与负载连接；通过控制桥式逆变电路中的开关元件的导通时间来控制桥式逆变电路的输出电压占空比，以调节整流电路输出的直流电压，从而实现对高频逆变器的输出功率的调节，解决了传统的采用由可控硅(晶闸管)构成的三相全控整流桥电路进行调功所存在的功率因数低、对电网谐波污染严重、采用工频三相降压变压器降压体积大、效率低、成本高等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例固态高频感应加热电源中的调功装置的电气原理框图；
图2为本发明实施例高频变压器为具有一个一次绕组、两个二次绕组的降压变压器时固态高频感应加热电源中的调功装置的主电路电气原理图；
图3为本发明实施例高频变压器为具有一个一次绕组、一个中间带抽头的二次绕组的降压变压器时固态高频感应加热电源中的调功装置的主电路电气原理图；
图4为本发明实施例需要成倍增大DC/DC变换器的输出电流能力且高频变压器为具有一个一次绕组、两个二次绕组的降压变压器时固态高频感应加热电源中的调功装置的主电路电气原理图；
图5为本发明实施例需要成倍增大DC/DC变换器的输出电流能力且高频变压器为具有一个一次绕组、一个中间带抽头的二次绕组的降压变压器时固态高频感应加热电源中的调功装置的主电路电气原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种固态高频感应加热电源的调功装置，解决了传统的采用由可控硅(晶闸管)构成的三相全控整流桥电路进行调功所存在的功率因数低、对电网谐波污染严重、采用工频三相降压变压器降压体积大、效率低、成本高等问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例固态高频感应加热电源中的调功装置的电气原理框图；图2为本发明实施例高频变压器为具有一个一次绕组、两个二次绕组的降压变压器时固态高频感应加热电源中的调功装置的主电路电气原理图；图3为本发明实施例高频变压器为具有一个一次绕组、一个中间带抽头的二次绕组的降压变压器时固态高频感应加热电源中的调功装置的主电路电气原理图。
参见图1-3，本发明实施例提供的固态高频感应加热电源的调功装置通过平波电抗器9与高频逆变器10连接；该调功装置包括一个主回路控制单元1、一个AC/DC变换模块、一个限流电抗器3、一个DC/DC变换模块12、一个平波电抗器9；所述AC/DC变换模块由三相全桥整流电路2构成；所述DC/DC变换模块包括滤波电容4、桥式逆变电路5、高频变压器6、整流电路7。
所述主回路控制单元1主要包括空开QM、交流接触器KM，还有三相电源线上的3个电流互感器，电流互感器所输出的电流的作用是一方面作为电流反馈，另一作用是作为过流保护的信号。
所述限流电抗器3包括第一绕组L1-1和第二绕组L1-2；所述高频变压器6为降压变压器；所述平波电抗器9包括第一绕组Ld-1和第二绕组Ld-2。
当所述主回路控制单元1中的空开QM闭合时，三相交流电输入至所述三相全桥整流电路2内；所述三相全桥整流电路2的输出端的正、负极分别通过所述限流电抗器3与所述滤波电容4的输入端的正、负极连接。具体为所述三相全桥整流电路2的输出端的正极通过所述第一绕组L1-1与所述滤波电容4的输入端的正极连接；所述三相全桥整流电路2的输出端的负极通过所述第二绕组L1-2与所述滤波电容4的输入端的负极连接。
所述桥式逆变电路5与所述滤波电容4并联；所述桥式逆变电路5的输出端与所述高频变压器6的一次绕组连接；所述高频变压器6的二次绕组与所述整流电路7的输入端连接，所述整流电路7的输出端与通过平波电抗器9与所述高频逆变器10的输入端连接；所述高频逆变器10的输出端与负载连接。
如图2所示，当所述高频变压器6为具有一个一次绕组、两个二次绕组的降压变压器时，所述整流电路7为桥式整流电路，所述桥式整流电路由两个独立的且输出端并联的桥式整流子电路构成，所述高频变压器6的二次绕组与所述桥式整流电路的桥式整流子电路的输入端一一对应连接(所述高频变压器6的一个二次绕组连接一个桥式整流子电路，所述高频变压器6的另一个二次绕组连接另一个桥式整流子电路)；所述桥式整流电路的输出端的正极与所述平波电抗器9的第一绕组Ld-1的输入端连接，所述桥式整流电路的输出端的负极与所述平波电抗器9的第二绕组Ld-2的输入端连接，所述平波电抗器9的第一绕组Ld-1、第二绕组Ld-2的输出端分别与所述高频逆变器10的输入端连接，所述高频逆变器10的输出端与负载连接。其中，每个独立的所述桥式整流子电路由桥式整流电路模块构成、或由半桥整流电路模块构成、或由独立的二极管元件连接构成。
如图3所示，当所述高频变压器6为具有一个一次绕组、一个中间带抽头二次绕组的降压变压器时，所述整流电路7为全波整流电路，该全波整流电路由两个二级管构成，两支所述二极管的负极的并联端为所述全波整流电路输出端的正极；所述二次绕组的中间抽头为所述全波整流电路输出端的负极。
所述高频变压器6的二次绕组的两端分别与所述全波整流电路的二极管的正极连接(所述高频变压器6的二次绕组的一端连接所述全波整流电路的一个二极管的正极，所述高频变压器6的二次绕组的另一端连接所述全波整流电路的另一个二极管的正极)；所述全波整流电路的输出端的正极与所述平波电抗器9的第一绕组Ld-1的输入端连接，所述高频变压器6的二次绕组的中间抽头与所述平波电抗器9的第二绕组Ld-2的输入端连接，所述平波电抗器9的第一绕组Ld-1、第二绕组Ld-2的输出端分别与所述高频逆变器10的输入端连接，所述高频逆变器10的输出端与负载连接。
优选的，所述高频逆变器10为双T型拓扑逆变桥构成的并联谐振高频逆变器。
当需要成倍增大输出电流能力时，需要将多个DC/DC变换模块12进行并联连接，在此情况下，每个所述DC/DC变换模块12上还需要设置均流电抗器8；所述均流电抗器8设置在所述整流电路7与所述平波电抗器9之间。
如图4所示，当所述调功装置设置有多个所述DC/DC变换模块且所述高频变压器6为具有一个一次绕组、两个二次绕组的降压变压器时，所述高频变压器6的一次绕组之前的连接关系不变，所述整流电路7为桥式整流电路，所述桥式整流电路由两个独立的且输出端并联的桥式整流子电路构成，所述高频变压器6的二次绕组与所述桥式整流电路的桥式整流子电路的输入端一一对应连接(所述高频变压器6的一个二次绕组连接一个桥式整流子电路，所述高频变压器6的另一个二次绕组连接另一个桥式整流子电路)；所述桥式整流电路的输出端的正极通过所述均流电抗器8与所述平波电抗器9的第一绕组Ld-1的输入端连接，所述桥式整流电路的输出端的负极与所述平波电抗器9的第二绕组Ld-2的输入端连接，所述平波电抗器9的第一绕组Ld-1、第二绕组Ld-2的输出端分别与所述高频逆变器10的输入端连接，所述高频逆变器10的输出端与负载连接。
如图5所示，当所述调功装置设置有多个所述DC/DC变换模块且所述高频变压器6为具有一个一次绕组、一个带有中间的抽头二次绕组的降压变压器时，所述高频变压器6的一次绕组之前的连接关系不变，所述7整流电路为全波整流电路，该全波整流电路由两个二级管构成，两支所述二极管的负极的并联端为所述全波整流电路输出端的正极；所述二次绕组的中间抽头为所述全波整流电路输出端的负极。
所述高频变压器6的二次绕组的两端分别与所述全波整流电路的二极管的输入端连接(所述高频变压器6的二次绕组的一端连接所述全波整流电路的一个二极管的正极，所述高频变压器6的二次绕组的另一端连接所述全波整流电路的另一个二极管的正极)；所述全波整流电路的输出端的正极通过所述均流电抗器8与所述平波电抗器9的第一绕组Ld-1的输入端连接，所述高频变压器6的二次绕组的中间抽头与所述平波电抗器9的第二绕组Ld-2的输入端连接，所述平波电抗器9的第一绕组Ld-1、第二绕组Ld-2的输出端分别与所述高频逆变器10的输入端连接，所述高频逆变器10的输出端与负载连接。
通过控制所述桥式逆变电路5中的开关元件的导通时间来控制所述桥式逆变电路5的输出电压占空比，以调节所述整流电路7输出的直流电压，从而实现对所述高频逆变器10的输出功率的调节。
所述三相全桥整流电路2用于将三相交流电整流为脉动直流电压。
所述三相全桥整流电路2由二极管或整流模块构成；
所述限流电抗器3用于对所述三相全桥整流电路2的输出电流变化率进行限制。
所述滤波电容4用于将所述三相全桥整流电路2整流输出的脉动直流电压滤波为平滑的直流电压。
所述滤波电容4由电解电容并联组与均压电阻并联后再串联构成，或由薄膜电容构成的并联电容组构成。
所述桥式逆变电路5用于将所述滤波电容4滤波后平滑的直流电压转化为高频交流方波电压。
所述桥式逆变电路5包括四个功率开关器件，分别为第一功率开关器件IG1、第二功率开关器件IG2、第三功率开关器件IG3和第四功率开关器件IG4；所述第一功率开关器件IG1和所述第四功率开关器件IG4串联形成第一支路，所述第二功率开关器件IG2和所述第三功率开关器件IG3串联形成第二支路，且所述第一支路和所述第二支路并联。
所述第一功率开关器件IG1与所述第四功率开关器件IG4封装在一起形成一体的IGBT模块，所述第二功率开关器件IG2与所述第三功率开关器件IG3封装在一起形成一体的IGBT元件模块，或所述第一功率开关器件IG1、所述第二功率开关器件IG2、所述第三功率开关器件IG3、所述第四功率开关器件IG4分别为独立的IGBT元件模块。
所述桥式逆变电路5除由功率开关器件IG1、IG2、IG3和IG4组成之外，在桥式逆变电路5的直流输入端并联连接有第一高频电容Ch1-1和第二高频电容Ch1-2，用来为功率开关器件的续流二极管提供交流通路。
所述桥式逆变电路5除由功率开关器件IG1、IG2、IG3、IG4和第一高频电容Ch1-1、第二高频电容Ch1-2组成之外，每个功率开关器件的两端分别并联由电阻R和电容C串联构成的RC阻容吸收电路，该RC阻容吸收电路用来吸收功率开关器件两端的尖峰电压。
所述高频变压器6用于对所述桥式逆变电路5输出的高频交流方波电压进行降压处理。
所述整流电路7用于把所述高频变压器降压后的高频交流方波电压整流为脉动直流电压。
所述均流电抗器8用于当多个所述DC/DC变换模块12并联应用时，对每个所述DC/DC变换模块12的输出电流进行均流操作。
所述平波电抗器9对所述整流电路7和所述均流电抗器8输出的脉动直流电流进行滤波，并将滤波后的直流电压作为由双T型拓扑逆变桥构成的并联谐振高频逆变器10的直流输入电源。
优选的，所述调功装置还包括由电阻RX和接触器KM2串联组成的放电电路13，所述放电电路13并联连接在所述三相全桥整流电路2的输出端，并所述主电路开关1断开时，所述放电电路13对所述滤波电容4进行放电。
优选的，所述调功装置还包括控制端；所述控制端与桥式逆变电路5、高频逆变器10双向通信；所述主回路控制单元1控制所述控制端的启动与停止。
本发明提供的调功装置的调功原理为：通过改变所述桥式逆变电路5中的开关元件的导通时间，实现对桥式逆变电路5输出电压占空比的控制，以实现对所述整流电路7的输出直流电压的高低进行调节，从而实现对高频逆变器10的输出功率进行调节。
本发明公开了一种基于AC/DC/DC变换器在固态高频感应加热电源中进行调功的装置，提供了主回路的原理和拓扑结构图。本发明实施例提供的调功装置包括由二极管构成的三相全桥整流电路、限流电抗器、由电容组件构成的滤波电容、由IGBT元件构成的桥式逆变电路、具有降压功能的高频变压器、整流电路和均流电抗器。本发明应用于由双T型拓扑逆变桥所构成的并联谐振高频逆变器的固态高频感应加热电源中，解决了主回路三相工频降压变压器体积大、效率低、采用晶闸管三相全控整流桥调功功率因数低、对电网谐波污染大、以及滤波电容复杂等问题，提高了功率因数和效率、实现了节能、降低了对电网的谐波污染、减小了电源设备的体积。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种固态高频感应加热电源的调功装置，其特征在于，所述调功装置与高频逆变器连接；所述调功装置包括主回路控制单元、AC/DC变换模块、限流电抗器、DC/DC变换模块；所述AC/DC变换模块由三相全桥整流电路构成；所述DC/DC变换模块包括滤波电容、桥式逆变电路、高频变压器、整流电路；所述高频变压器为降压变压器；
三相交流电通过所述主回路控制单元中空开QM闭合进入所述三相全桥整流电路；所述三相全桥整流电路的输出端的正、负极分别通过所述限流电抗器与所述滤波电容的输入端的正、负极连接；所述桥式逆变电路与所述滤波电容并联；所述桥式逆变电路的输出端与所述高频变压器的一次绕组连接；所述高频变压器的二次绕组与所述整流电路的输入端连接；所述整流电路的输出端与所述高频逆变器的输入端连接；所述高频逆变器的输出端与负载连接；
通过控制所述桥式逆变电路中的开关元件的导通时间来控制所述桥式逆变电路的输出电压占空比，以调节所述整流电路输出的直流电压，从而实现对所述高频逆变器的输出功率的调节。
2.根据权利要求1所述的调功装置，其特征在于，所述三相全桥整流电路用于将三相交流电整流为脉动直流电压；所述三相全桥整流电路由二极管或整流模块构成；
所述限流电抗器用于对所述三相全桥整流电路输出的电流变化率进行限制；所述限流电抗器包括第一绕组和第二绕组；所述三相全桥整流电路的输出端的正极通过所述限流电抗器的第一绕组与所述滤波电容的输入端的正极连接；所述三相全桥整流电路的输出端的负极通过所述限流电抗器的第二绕组与所述滤波电容的输入端的负极连接；
所述滤波电容用于将所述三相全桥整流电路整流输出的脉动直流电压滤波为平滑的直流电压；
所述滤波电容由电解电容并联组与均压电阻并联后再串联构成或者由薄膜电容组成的并联电容组构成。
3.根据权利要求1所述的调功装置，其特征在于，所述桥式逆变电路用于将所述滤波电容滤波后平滑的直流电压转化为高频交流方波电压；所述桥式逆变电路包括四个功率开关器件，分别为第一功率开关器件、第二功率开关器件、第三功率开关器件和第四功率开关器件；所述第一功率开关器件和所述第四功率开关器件串联形成第一支路，所述第二功率开关器件和所述第三功率开关器件串联形成第二支路，且所述第一支路和所述第二支路并联；
其中，所述第一功率开关器件与所述第四功率开关器件封装在一起形成一体的IGBT元件模块，所述第二功率开关器件与所述第三功率开关器件封装在一起形成一体的IGBT元件模块，或者所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第四功率开关器件分别为独立的IGBT元件模块。
4.根据权利要求3所述的调功装置，其特征在于，所述桥式逆变电路还包括第一高频电容、第二高频电容、由电阻和电容串联构成的RC阻容吸收电路；所述第一高频电容、所述第二高频电容均并联在所述桥式逆变电路的直流输入端，所述第一高频电容、所述第二高频电容用于为所述功率开关器件的续流二极管提供交流通路；所述RC阻容吸收电路并联在每个所述功率开关器件上，所述RC阻容吸收电路用于吸收所述功率开关器件两端的尖峰电压。
5.根据权利要求1所述的调功装置，其特征在于，所述整流电路的输出端通过平波电抗器与所述高频逆变器的输入端连接；所述平波电抗器包括第一绕组和第二绕组；
所述整流电路的输出端的正极与所述平波电抗器的第一绕组的输入端连接，所述整流电路的输出端的负极与所述平波电抗器的第二绕组的输入端连接，所述平波电抗器的第一绕组的输出端、所述平波电抗器的第二绕组的输出端分别与所述高频逆变器的输入端连接；
所述平波电抗器对所述整流电路输出的脉动直流电流进行滤波。
6.根据权利要求5所述的调功装置，其特征在于，当需要成倍增大输出电流能力时，将多个所述DC/DC变换模块进行并联连接，在每个所述DC/DC变换模块上还需要设置均流电抗器；所述均流电抗器设置在所述整流电路与所述平波电抗器之间；所述均流电抗器用于当多个所述DC/DC变换模块并联应用时，对每个所述DC/DC变换模块的输出电流进行均流。
7.根据权利要求6所述的调功装置，其特征在于，所述高频变压器用于对所述桥式逆变电路输出的高频交流方波电压进行降压处理；所述整流电路用于把所述高频变压器降压后的高频交流方波电压整流为脉动直流电压；
所述高频变压器为具有一个一次绕组、两个二次绕组的降压变压器；所述整流电路为桥式整流电路；所述桥式整流电路由两个独立的且输出端并联的桥式整流子电路构成；每个独立的所述桥式整流子电路由桥式整流电路模块构成、或由半桥整流电路模块构成、或由独立的二极管元件连接构成；
当所述调功装置设置有一个所述DC/DC变换模块时，所述高频变压器的二次绕组分别与所述桥式整流电路中的桥式整流子电路的输入端一一对应连接；所述桥式整流电路的输出端的正极与所述平波电抗器的第一绕组的输入端连接，所述桥式整流电路的输出端的负极与所述平波电抗器的第二绕组的输入端连接；
当所述调功装置设置有多个所述DC/DC变换模块时，所述高频变压器的二次绕组分别与所述桥式整流电路中的桥式整流子电路的输入端一一对应连接；所述桥式整流电路的输出端的正极通过所述均流电抗器与所述平波电抗器的第一绕组的输入端连接，所述桥式整流电路的输出端的负极与所述平波电抗器的第二绕组的输入端连接。
8.根据权利要求6所述的调功装置，其特征在于，所述高频变压器用于对所述桥式逆变电路输出的高频交流方波电压进行降压处理；所述整流电路用于把所述高频变压器降压后的高频交流方波电压整流为脉动直流电压；
所述高频变压器为具有一个一次绕组、一个中间带抽头的二次绕组的降压变压器；所述整流电路为全波整流电路；所述全波整流电路由两支二级管构成；两支所述二极管的负极的并联端为所述全波整流电路输出端的正极；所述二次绕组的中间抽头为所述全波整流电路输出端的负极；
当所述调功装置设置有一个所述DC/DC变换模块时，所述高频变压器的二次绕组的两端分别与所述全波整流电路的二极管的正极连接；所述全波整流电路的输出端的正极与所述平波电抗器的第一绕组的输入端连接，所述高频变压器的二次绕组的中间抽头与所述平波电抗器的第二绕组的输入端连接；所述平波电抗器的第一绕组的输出端、所述平波电抗器的第二绕组的输出端分别与所述高频逆变器的输入端连接；
当所述调功装置设置有多个所述DC/DC变换模块时，所述高频变压器的二次绕组的两端分别与所述全波整流电路的二极管的正极连接；所述全波整流电路的输出端的正极通过所述均流电抗器与所述平波电抗器的第一绕组的输入端连接，所述高频变压器的二次绕组的中间抽头与所述平波电抗器的第二绕组的输入端连接；所述平波电抗器的第一绕组的输出端、所述平波电抗器的第二绕组的输出端分别与所述高频逆变器的输入端连接。
9.根据权利要求1所述的调功装置，其特征在于，所述高频逆变器为双T型拓扑逆变桥构成的并联谐振高频逆变器。
10.根据权利要求1所述的调功装置，其特征在于，所述调功装置还包括由电阻和接触器串联组成的放电电路，所述放电电路并联连接在所述三相全桥整流电路的输出端，当所述主电路开关断开时，所述放电电路对所述滤波电容进行放电。
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