一种固态高频感应加热电源的调功装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术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。

A power regulating device of solid state high frequency induction heating power supply

The utility model discloses a power regulating device of a solid-state high-frequency induction heating power supply, which is connected with a high-frequency inverter. The power regulating device includes a main circuit control unit, an AC / DC conversion module, a current limiting reactor and a DC / DC conversion module which are successively connected; the AC / DC conversion module is composed of a three-phase full bridge rectifier circuit; the DC / DC conversion module includes a filter capacitor and a bridge which are successively connected The duty cycle of the output voltage of the bridge inverter is controlled by controlling the on time of the switch element in the bridge inverter circuit, so as to adjust the DC voltage of the rectifier circuit output, so as to realize the adjustment of the output power of the high frequency inverter, and solve the traditional three-phase full control rectifier bridge composed of thyristor There are many problems in the circuit, such as low power factor, serious harmonic pollution, large volume, low efficiency and high cost.

【技术实现步骤摘要】
一种固态高频感应加热电源的调功装置
本技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术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，本技术提供了如下方案：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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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；/n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；/n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。/n

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘博，
申请(专利权)人：保定市卓思恒畅电器有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13