一種用于全橋逆變電路的非對(duì)稱頻率調(diào)制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電子電路技術(shù)，具體的說是涉及一種用于全橋逆變電路的非對(duì)稱頻率調(diào)制方法。本發(fā)明的電路采用逆導(dǎo)型IGBT開關(guān)管S1、S2、S3、S4構(gòu)成全橋逆變電路，其中S1和S2相連構(gòu)成左橋臂，S3和S4相連構(gòu)成右橋臂，左橋臂依次通過電感L、電阻R和電容C與右橋臂連接；采用非對(duì)稱頻率調(diào)制方法的該全橋逆變電路用于輸出25％以下功率。本發(fā)明的有益效果為，本發(fā)明的調(diào)制方法的右橋臂的開關(guān)頻率是左橋臂的一半，主要用于調(diào)頻調(diào)功輸出25％以下的功率時(shí)采用，和傳統(tǒng)的調(diào)頻調(diào)功相結(jié)合可以提高設(shè)備的輸出功率范圍，且在輸出25％以下的功率時(shí)的效率比傳統(tǒng)的調(diào)頻調(diào)功的效率高。本發(fā)明尤其適用于全橋逆變電路輸出25％以下功率。
【專利說明】 一種用于全橋逆變電路的非對(duì)稱頻率調(diào)制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子電路技術(shù)，具體的說是涉及一種用于全橋逆變電路的非對(duì)稱頻率調(diào)制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在感應(yīng)加熱電源的應(yīng)用中，傳統(tǒng)的電壓型全橋逆變調(diào)功的做法是對(duì)稱調(diào)頻調(diào)功，當(dāng)逆變的開關(guān)頻率從設(shè)備固有諧振頻率增加時(shí)，設(shè)備的輸出功率會(huì)減小。調(diào)頻調(diào)功具有簡單易操作的優(yōu)點(diǎn)，但是其缺點(diǎn)也很明顯，當(dāng)加在固定負(fù)載上的功率越低時(shí)，開關(guān)頻率就需要越高，功率因數(shù)和效率也就越低?，F(xiàn)有的解決方法如移相調(diào)功和脈沖密度調(diào)功等控制方法的操作相當(dāng)復(fù)雜，移相調(diào)功在輸出較低功率時(shí)滯后臂的效率較差，脈沖密度調(diào)功具有噪音大，加熱不均勻的問題。斬波調(diào)功可以解決各負(fù)載下的功率輸出問題，但是斬波調(diào)功需要增加很多額外的設(shè)備，使控制變得更為復(fù)雜，增加了成本的同時(shí)，也降低了系統(tǒng)的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種基于全橋逆變電路的控制方法，這種方法改變了傳統(tǒng)的全橋逆變左右橋臂對(duì)稱控制的方式。目的是解決傳統(tǒng)的對(duì)稱控制方式在較低的輸出功率時(shí)對(duì)開關(guān)頻率要求較高的問題，使得系統(tǒng)工作于較低的輸出功率的情況下，也能保持較高的效率。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種用于全橋逆變電路的非對(duì)稱頻率調(diào)制方法。用傳統(tǒng)的對(duì)稱控制方式控制全橋電路工作在諧振態(tài)時(shí)，電路輸出最大功率。隨著對(duì)稱控制方式的開關(guān)頻率不斷增加，當(dāng)輸出功率低于25%的諧振態(tài)功率時(shí)，效率下降了很多，此時(shí)控制方式轉(zhuǎn)為非對(duì)稱頻率調(diào)制方法來控制全橋逆變，可達(dá)到較高的效率，全橋電路具體組成如下:
[0005]采用逆導(dǎo)型IGBT開關(guān)管S1、S2、S3、S4構(gòu)成全橋逆變電路，全橋逆變電路接電源電壓vd，其中SI和S2相連構(gòu)成左橋臂，S3和S4相連構(gòu)成右橋臂，左橋臂依次通過電感L、電阻R和電容C與右橋臂連接；具體為:S1和S3的集電極接電源電壓Vd的正極；S1的發(fā)射極接S2的集電極；S1的發(fā)射極依次通過電感L、電阻R和電容C接S3的發(fā)射極；S3的發(fā)射極接S4的集電極；S2的發(fā)射極和S4的發(fā)射極接電源電壓Vd的負(fù)極，其中每只逆導(dǎo)型IGBT由IGBT開關(guān)管S和集成在內(nèi)部的反并聯(lián)二極管D組成，開關(guān)管S1、S2、S3、S4的驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別為Vgl、Vg2、Vg3、Vg4。采用非對(duì)稱頻率調(diào)制方法的該全橋逆變電路用于輸出低于25%的最大功率，所述非對(duì)稱頻率調(diào)制方法為:
[0006]假設(shè)該全橋逆變電路一個(gè)工作周期內(nèi)工作模式切換點(diǎn)分別為時(shí)刻T0、Tl、T2和T3，則每個(gè)工作周期內(nèi)包括:
[0007]a.TO時(shí)刻，S2和S3關(guān)斷，SI和S4打開；電路的工作狀態(tài)如附圖3所示，電源電壓Vd施加在LRC串聯(lián)電路上，RLC電路工作在有源衰減諧振狀態(tài)。
[0008]b.Tl時(shí)刻，SI關(guān)斷，S2打開；電路的工作狀態(tài)如附圖4所示，電源電壓Vd未施加在LRC串聯(lián)電路上，LRC串聯(lián)電路上工作在無源衰減諧振狀態(tài)。
[0009]c.T2時(shí)刻，S2和S4關(guān)斷，SI和S3打開；電路的工作狀態(tài)如附圖5所示，電源電壓Vd未施加在LRC串聯(lián)電路上，LRC串聯(lián)電路上工作在無源衰減諧振狀態(tài)，同b。
[0010]d.T3時(shí)刻，SI關(guān)斷，S2打開，電路的工作狀態(tài)如附圖6所示，電源電壓Vd反向施加在LRC串聯(lián)電路上，LRC串聯(lián)電路工作在有源衰減諧振狀態(tài)。
[0011 ] 本發(fā)明的有益效果為，右橋臂的開關(guān)頻率是左橋臂的一半，可顯著減小右橋臂的開關(guān)損耗，左橋臂的開關(guān)頻率從固有頻率逐漸增加時(shí)，設(shè)備的輸出功率從最大功率的25 %減小。在相同的輸出功率下，非對(duì)稱控制的效率比對(duì)稱控制的效率高出很多。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為全橋逆變電路的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0013]圖2為本發(fā)明的非對(duì)稱頻率調(diào)制法全橋諧振電路的開關(guān)序列圖；
[0014]圖3為時(shí)刻TO-Tl時(shí)間段內(nèi)電路的工作狀態(tài)；
[0015]圖4為時(shí)刻T1-T2時(shí)間段內(nèi)電路的工作狀態(tài)；
[0016]圖5為時(shí)刻T2-T3時(shí)間段內(nèi)電路的工作狀態(tài)；
[0017]圖6為時(shí)刻T3-T4時(shí)間段內(nèi)電路的工作狀態(tài)；
[0018]圖7為非對(duì)稱頻率調(diào)制法調(diào)功和傳統(tǒng)的調(diào)頻調(diào)功的效率對(duì)比不意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案
[0020]如圖1所示，本發(fā)明采用逆導(dǎo)型IGBT開關(guān)管S1、S2、S3、S4構(gòu)成全橋逆變電路，全橋逆變電路接電源電壓vd，其中SI和S2相連構(gòu)成左橋臂，S3和S4相連構(gòu)成右橋臂，左橋臂依次通過電感L、電阻R和電容C與右橋臂連接；具體為:S1和S3的漏極接電源電壓Vd的正極；S1的源極接S2的漏極；S1的源極依次通過電感L、電阻R和電容C接S3的源極；S3的源極接S4的漏極；S2的源極和S4的源極接電源電壓Vd的負(fù)極。如圖2所示的開關(guān)序列圖，主要控制流程為:
[0021]a.TO時(shí)刻，S2和S3關(guān)斷，SI和S4打開；電路的工作狀態(tài)如附圖3所示，電源電壓Vd施加在LRC串聯(lián)電路上，電源電壓Vd從正極依次通過S1、電感L、電阻R、電容C、S4
到電源電壓負(fù)極，RLC電路工作在有源衰減諧振狀態(tài)。其微分方程可表示為:
【權(quán)利要求】
1.一種用于全橋逆變電路的非對(duì)稱頻率調(diào)制方法，其具體方法如下: 采用逆導(dǎo)型IGBT開關(guān)管S1、S2、S3、S4構(gòu)成全橋逆變電路，全橋逆變電路接電源電壓Vd ;其中SI和S2相連構(gòu)成左橋臂，S3和S4相連構(gòu)成右橋臂，左橋臂依次通過電感L、電阻R和電容C與右橋臂連接；具體為:S1和S3的漏極接電源電壓Vd的正極；S1的源極接S2的漏極；S1的源極依次通過電感L、電阻R和電容C接S3的源極；S3的源極接S4的漏極；S2的源極和S4的源極接電源電壓Vd的負(fù)極；非對(duì)稱頻率調(diào)制方法用于該全橋逆變電路輸出25%以下功率時(shí)，所述非對(duì)稱頻率調(diào)制方法為: 假設(shè)該全橋逆變電路一個(gè)工作周期內(nèi)工作模式切換點(diǎn)分別為時(shí)刻TO、Tl、T2和T3，則每個(gè)工作周期內(nèi)包括: a.TO時(shí)刻，S2和S3關(guān)斷，SI和S4打開，由電感L、電阻R和電容C組成的LRC電路與電源電壓Vd接通，LRC電路工作在有源衰減諧振狀態(tài)； b.Tl時(shí)刻，SI關(guān)斷，S2打開，LRC電路與電源電壓Vd斷開，LRC電路工作在無源衰減諧振狀態(tài)； c.T2時(shí)刻，S2和S4關(guān)斷，SI和S3打開，LRC電路與電源電壓Vd斷開，LRC電路工作在無源衰減諧振狀態(tài)； d.T3時(shí)刻，SI關(guān)斷，S2打開，電源電壓Vd反向施加在LRC串聯(lián)電路上，LRC串聯(lián)電路工作在有源裳減諧振狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】H02M7/5387GK103956931SQ201410212285
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】向勇, 畢闖, 胡金剛, 侯鵬 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)