一种大功率晶体管变频电源制造技术

本发明专利技术公开了一种大功率晶体管变频电源，主要由三相全桥整流电路、平波滤波电路、组合逆变桥电路以及控制保护电路等组成，与输出功率用负载电路相联接完成由三相工频交流电转换成直流电，再由直流电逆变成单相高频率的交流电的过程。本发明专利技术的大功率晶体管变频电源采用新型的大功率电力电子器件，保证变频电源具有频率使用范围宽，输出功率大、工作频率高的特点，可以最大限度地满足现代热处理工艺要求。本发明专利技术的晶体管电源的工作频率能覆盖中频和超音频的频段，不需专门的启动线路，逆变效率高，因此应用的前景非常的广泛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电源，特别涉及一种大功率晶体管变频电源。
技术介绍
随着现代电力电子元器件制造工艺和技术的不断进步和提高，一 种全新的开关器件正在得到广泛的应用，特别是在感应加热领域的应 用，使得金属材料及部件的热处理技术得到很大的提高，这种开关器 件就是绝缘门极晶体管，简称IGBT。这种器件具有输入阻抗高、开 关速度快、热稳定性好、驱动电路简单的特点，又具有通态电压低、 耐压高和承受大电流的特点，在现代逆变技术中得到广泛的应用。本专利技术涉及的应用主要为金属材料的表面热处理
，要求 感应加热设备具有输出频率高、输出功率大且输出的效率高的特点， 而且要求启动的成功率为100%。传统的晶闸管变频电源需要设置专 门的启动线路，需要强制换流且开关时间长，开关损耗大，效率低，开关频率低(不超过8000赫兹)，启动成功率不高，因此不能满足现 代金属热处理工艺的要求。另外一种传统的电子管超音频电源设备由 于效率低、能耗大、输出为高电压危险程度高，正在逐步被更新换代。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种能够克服以上缺陷的大功率晶体 管变频电源。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是一种大功率晶体管变频 电源，其特征在于它包括三相全桥整流模块，与三相工频交流电源连接，用于将三相工频交流电整流成单相脉动直流电；平波滤波电路， 与三相全桥整流模块的输出端连接，用于将单向脉动直流电转换成恒 定的直流电流源；逆变桥电路，与平波滤波电路连接，用于将直流电 逆变成交流电；负载振荡器，与逆变桥电路的输出端连接，用于产生 单相高频交流电；保护电路，连接在平波滤波电路和逆变桥电路之间， 用于在工作异常时，将平波滤波电路中的储能快速释放；整流控制电 路，用于控制三相全桥整流模块的整流工作；信号采集电路，对逆变 桥电路的输出端进行电流检测和电压检测；逆变控制电路，将检测到 的电流信号作为初始信号，将检测到的电压信号作为反馈信号，经过处理后用于控制逆变桥电路；信号反馈电路，将检测到的电流信号和 电压信号与工频电流信号叠加后分别反馈给控制保护电路、整流控制 电路和逆变控制电路。本专利技术的大功率晶体管变频电源采用新型的大功率电力电子器 件，保证变频电源具有频率使用范围宽，输出功率大、工作频率高的 特点，可以最大限度地满足现代热处理工艺要求。本专利技术的晶体管电 源的工作频率能覆盖中频和超音频的频段，不需专门的启动线路，逆 变效率高，因此应用的前景非常的广泛。附图说明图1为本专利技术一实施例的电路框2为其中整流控制电路的电路3为信号反馈电路的电路4为逆变控制电路的电路5为IGBT驱动电路具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步的描述。 一种大功率晶体管变频电源，其特征在于它包括三相全桥整流模 块2，与三相工频交流电源1连接，用于将三相工频交流电整流成单 相脉动直流电；平波滤波电路3，与三相全桥整流模块2的输出端连 接，用于将单向脉动直流电转换成恒定的直流电流源；逆变桥电路4， 与平波滤波电路3连接，用于将直流电逆变成交流电；负载振荡器5， 与逆变桥电路4的输出端连接，用于产生单相高频交流电；保护电路 6，连接在平波滤波电路3和逆变桥电路4之间，用于在工作异常时， 将平波滤波电路3中的储能快速释放；整流控制电路7，用于控制三 相全桥整流模块2的整流工作；信号采集电路8，对逆变桥电路4的 输出端进行电流检测和电压检测；逆变控制电路9，将检测到的电流 信号作为初始信号，将检测到的电压信号作为反馈信号，经过处理后 用于控制逆变桥电路4;信号反馈电路IO，将检测到的电流信号和电 压信号与工频电流信号叠加后分别反馈给控制保护电路6、整流控制 电路7和逆变控制电路9。其中三相全桥整流模块2的电路如下所述第一可控硅SCR1的 正极与三相工频交流电源1的第一输入端A连接，第三可控硅SCR3 的正极与三相工频交流电源1的第二输入端B连接，第五可控硅SCR5 的正极与三相工频交流电源1的第三输入端C连接，第一可控硅SCR1、 第三可控硅SCR3和第五可控硅SCR5的负极相互连接并与平波滤波电 路3的正输入端连接，第二可控硅SCR2的负端与三相工频交流电源 1的第一输入端A连接，第四可控硅SCR4的负端与三相工频交流电 源1的第一输入端B连接，第六可控硅SCR6的负端与三相工频交流电源l的第一输入端C连接，第二可控硅SCR2、第四可控硅SCR4和 第六可控硅SCR6的负极相互连接并与平波滤波电路3的负输入端连 接，第一可控硅SCR1、第二可控硅SCR2、第三可控硅SCR3、第四可 控硅SCR4、第五可控硅SCR5和第六可控硅SCR6的控制端分别与整 流控制电路7的输出端连接。其中平波滤波电路3包括与三相全桥整流模块正输出端连接的 第一平波滤波电感Ll，以及与三相全桥整流模块负输出端连接的第 二平波滤波电感L2。其中逆变桥电路4的电路图如下所述第一快速二极管Dl的正 极与平波滤波电路3的正输出端连接，第一快速二极管Dl的负极与 第一绝缘门极晶体管V1的漏极连接，第一绝缘门极晶体管V1的源极 与第三绝缘门极晶体管V3的漏极连接，第三绝缘门极晶体管V3的源 极与第三快速二极管D3的正极连接，第三快速二极管D3的负极与平 波滤波电路3的负输出端连接，第二快速二极管D2的正极与平波滤 波电路3的正输出端连接，第二快速二极管D2的负极与第二绝缘门 极晶体管V2的漏极连接，第二绝缘门极晶体管V2的源极与第四绝缘 门极晶体管V4的漏极连接，第四绝缘门极晶体管V4的源极与第四快 速二极管D4的正极连接，第四快速二极管D4的负极与平波滤波电路 3的负输出端连接，每个绝缘门极晶体管的栅极分别与一个IGBT驱 动电路11的输出端连接，每个IGBT驱动电路11的输入端与逆变控 制电路9的相应输出端连接。其中保护电路6的电路如下第五二极管D5的正极与平波滤波 电路3正输入端连接，第五二极管D5的负极与限流电感L3的一端连 接，限流电感L3的另一端与保护可控硅SCR7的正极连接，保护可控 硅SCR7的负极与平波滤波电路3的负输入端连接，保护可控硅SCR7 的控制端与信号反馈电路10的输出端连接。其中负载振荡器5采用并联谐振电路的工作方式，其电路如下 补偿电容器C的一端与第二绝缘门极晶体管V2的源极连接，补偿电 容器C的另一端与第一绝缘门极晶体管VI的源极连接，补偿电容器 C的一端还与耦合输出变压器T的一个输入端连接，补偿电容器C的 另一端还与耦合输出变压器T的另一个输入端连接，耦合输出变压器 T的输出端与负载连接。其中信号采集电路8的电路如下电流互感器12与逆变桥电路 4的输出端相耦合，电流互感器12的输出端连接到信号反馈电路10， 信号采集变压器13的输入端与逆变桥电路4的输出端相连接，信号 采集变压器13的输出端与信号反馈电路10连接。其中图l为主电路框图。三相工频交流电1的A、 B、 C输送到三 相全桥整流模块回路2整流后，变成单相脉动直流电，经平波滤波电感Ll、 L2后变成恒定的直流电流源，输送至逆变桥电路4，通过负 载振荡器，逆变成单相高频交流电，并通过耦合输出变压器T，将高 频电能传输至所需要加热的零件上。逆变桥电路4由四只IGBT (Vl、 V2、 V3、 V4)组成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率晶体管变频电源，其特征在于它包括三相全桥整流模块，与三相工频交流电源连接，用于将三相工频交流电整流成单相脉动直流电；平波滤波电路，与三相全桥整流模块的输出端连接，用于将单向脉动直流电转换成恒定的直流电流源；逆变桥电路，与平波滤波电路连接，用于将直流电逆变成交流电；负载振荡器，与逆变桥电路的输出端连接，用于产生单相高频交流电；保护电路，连接在平波滤波电路和逆变桥电路之间，用于在工作异常时，将平波滤波电路中的储能快速释放；整流控制电路，用于控制三相全桥整流模块的整流工作；信号采集电路，对逆变桥电路的输出端进行电流检测和电压检测；逆变控制电路，将检测到的电流信号作为初始信号，将检测到的电压信号作为反馈信号，经过处理后用于控制逆变桥电路；信号反馈电路，将检测到的电流信号和电压信号与工频电流信号叠加后分别反馈给控制保护电路、整流控制电路和逆变控制电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：江国清，刘又红，韩旭，高传德，
申请(专利权)人：上海恒精机电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]