一種igbt逆變橋的功率調(diào)整控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及工業(yè)加熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種IGBT逆變橋的功率調(diào)整控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有中高頻感應(yīng)加熱設(shè)備，基本上都采用交-直-交變頻技術(shù)，即將普通工業(yè)用三相380伏/50HZ交流電經(jīng)整流后變?yōu)槊}動直流、經(jīng)濾波后變?yōu)槠街敝绷?、再?jīng)逆變后變?yōu)樗桀l率電流。輸出負載一般是電感線圈，并配上補償電容，電感和電容串聯(lián)或并聯(lián)。整流部分一般采用晶閘管或二極管，逆變部分一般采用晶閘管、IGBT、M0S等。無論采用什么元件組成的設(shè)備，都需要調(diào)節(jié)輸出功率，以滿足不同工況的要求。一般調(diào)節(jié)功率方式有三種:1、可控硅整流調(diào)壓:電壓高時輸出功率大，電壓低時輸出功率小。優(yōu)點是簡單可靠，缺點是功率因數(shù)低，諧波污染重，濾波困難。2、二極管整流、IGBT斬波調(diào)壓。采用二極管整流，IGBT斬波(PWM)調(diào)壓?？朔松鲜鋈秉c，但多了一個環(huán)節(jié)，增加了成本，降低了可靠性，省電不明顯。3、調(diào)節(jié)逆變頻率:在直流電壓不變時，逆變頻率與槽路諧振點的接近與遠離會影響功率輸出大小。主要問題是造成逆變失諧，使逆變元件承受更高電壓或電流，功率調(diào)節(jié)不線性，而且不能實現(xiàn)過零觸發(fā)的軟開關(guān)狀態(tài)，損耗會增大。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種IGBT逆變橋的功率調(diào)整控制電路，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提高了整個電路的功率因數(shù)。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案如下。
[0005]—種IGBT逆變橋的功率調(diào)整控制電路，三相整流橋的輸出端并聯(lián)有三個支路，第一支路為第一電容，第二支路為串聯(lián)連接的第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊，第三支路為串聯(lián)連接的第三IGBT模塊和第四IGBT模塊，第一 IGBT模塊和第三IGBT模塊的發(fā)射極之間串聯(lián)連接有第二電容和第一電感，三相整流橋的正向輸出端和第三IGBT模塊的發(fā)射極之間連接有功率因數(shù)控制電路；功率因數(shù)控制電路包括與三相整流橋的正向輸出端連接的第三電容，第三電容連接至第一運放的反向輸入端，第一運放的正向輸入端通過第一電阻接地，第一運放的反向輸入端通過第二電阻連接至第一運放的輸出端，第一運放的輸出端通過串聯(lián)的第三電阻和第四電阻連接至第二運放的正向輸入端，第二運放的反向輸入端通過第五電阻接地，第二運放的反向輸入端通過第六電阻連接至第二運放的輸出端，第二運放的正向輸入端通過第六電容接地，第三電阻和第四電阻之間通過第四電容連接至第二運放的輸出端，第二運放的輸出端通過第五電容連接至第三IGBT模塊的發(fā)射極，第二運放的輸出端通過串聯(lián)的第七電阻和第二電感接地。
[0006]采用上述技術(shù)方案所帶來的有益效果在于:本實用新型通過使用第一運放對整流輸出電壓進行采集，然后將采集到的電壓變化信號通過第二運放進行濾波處理后，作為調(diào)節(jié)整個電路功率因數(shù)的輸出信號，施加在第一電容和第一電感所構(gòu)成的緩沖電路上，從而利用第一電容和第一電感的儲能作用，對整個電路的功率因數(shù)進行動態(tài)調(diào)整，從而提高了功率因數(shù)，減少了諧波污染。輸出信號在第五電容和第二電感的二次濾波作用下可以進一步提高其對于電壓變化跟蹤準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型一個【具體實施方式】的電路圖。
[0008]圖2是本實用新型一個【具體實施方式】中功率因數(shù)控制電路的電路圖。
[0009]圖中:V、三相整流橋；PC、功率因數(shù)控制電路；R1、第一電阻；R2、第二電阻；R3、第三電阻；R4、第四電阻；R5、第五電阻；R6、第六電阻；R7、第七電阻；C1、第一電容；C2、第二電容；C3、第三電容；C4、第四電容；C5、第五電容；C6、第六電容；A1、第一運放；A2、第二運放；Q1、第一 IGBT模塊；Q2、第二 IGBT模塊；Q3、第三IGBT模塊;Q4、第四IGBT模塊；L1、第一電感；L2、第二電感。
【具體實施方式】
[0010]參照圖1-2，本實用新型一個【具體實施方式】中，三相整流橋V的輸出端并聯(lián)有三個支路，第一支路為第一電容C1，第二支路為串聯(lián)連接的第一 IGBT模塊Q1和第二 IGBT模塊Q2，第三支路為串聯(lián)連接的第三IGBT模塊Q3和第四IGBT模塊Q4，第一 IGBT模塊Q1和第三IGBT模塊Q3的發(fā)射極之間串聯(lián)連接有第二電容C2和第一電感L1，三相整流橋V的正向輸出端和第三IGBT模塊Q3的發(fā)射極之間連接有功率因數(shù)控制電路PC ;功率因數(shù)控制電路PC包括與三相整流橋V的正向輸出端連接的第三電容C3，第三電容C3連接至第一運放A1的反向輸入端，第一運放A1的正向輸入端通過第一電阻R1接地，第一運放A1的反向輸入端通過第二電阻R2連接至第一運放A1的輸出端，第一運放A1的輸出端通過串聯(lián)的第三電阻R3和第四電阻R4連接至第二運放A2的正向輸入端，第二運放A2的反向輸入端通過第五電阻R5接地，第二運放A2的反向輸入端通過第六電阻R6連接至第二運放A2的輸出端，第二運放A2的正向輸入端通過第六電容C6接地，第三電阻R3和第四電阻R4之間通過第四電容C4連接至第二運放A2的輸出端，第二運放A2的輸出端通過第五電容C5連接至第三IGBT模塊Q3的發(fā)射極，第二運放A2的輸出端通過串聯(lián)的第七電阻R7和第二電感L2接地。
[0011]其中，第一電阻R1為150kQ，第二電阻R2為50kQ，第三電阻R3為100kQ，第四電阻R4為120kQ，第五電阻R5為80kQ、第六電阻R6為75kQ，第七電阻R7為200kQ。第一電容C1為550 μ F，第二電容C2為120 μ F，第三電容C3為150 μ F，第四電容C4為210 μ F，第五電容C5為245 yF、第六電容C6為185 yF。第一電感L1為0.25mH，第二電感L2為0.4mH0
[0012]整流部分采用晶閘管，逆變部分采用IGBT，槽路結(jié)構(gòu)為串聯(lián)諧振時，通過控制逆變觸發(fā)脈沖的寬度，在不改變主電路結(jié)構(gòu)，不增加元件情況下，實現(xiàn)功率部分調(diào)節(jié)，且保持高功率因數(shù)和低諧波污染，還能保持逆變始終工作在諧振狀態(tài)。最大限度節(jié)能降耗。由于IGBT屬于可關(guān)斷元件，其控制脈沖的寬度接近于IGBT的導(dǎo)通寬度(時間)，當(dāng)直流電壓不變時，改變控制脈沖寬度，即可改變IGBT導(dǎo)通關(guān)斷時間比，因而就可改變輸出功率，同時，脈沖頻率還可跟蹤逆變槽路諧振頻率。整流部分之所以采用晶閘管而不采用二極管是因為逆變脈沖不能過窄，過窄則無法正常工作，因而，僅僅通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)脈沖寬度無法實現(xiàn)零到額定功率調(diào)整，所以功率較低時還須通過晶閘管移相降壓。
[0013]開機工作時升功率的過程，分為兩個階段，第一階段，首先使直流電壓為零，并使逆變脈沖保持允許的最窄狀態(tài)，然后提高直流電壓，直流電壓達到最大值時，輸出功率只達到額定功率一半左右；第二階段，使直流電壓保持不動，而使逆變脈沖逐漸加寬使輸出功率繼續(xù)提高，直至達到額定功率。降功率時正好相反，先將逆變脈沖變窄，達到最窄時再降直流電壓。由于正常工作時功率都較大，直流電壓基本都處于最大狀態(tài)，這樣，功率因數(shù)很高，諧波污染小。
[0014]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1.一種IGBT逆變橋的功率調(diào)整控制電路，其特征在于:三相整流橋(V)的輸出端并聯(lián)有三個支路，第一支路為第一電容(C1 )，第二支路為串聯(lián)連接的第一 IGBT模塊(Q1)和第二 IGBT模塊(Q2)，第三支路為串聯(lián)連接的第三IGBT模塊(Q3)和第四IGBT模塊(Q4)，第一IGBT模塊(Q1)和第三IGBT模塊(Q3)的發(fā)射極之間串聯(lián)連接有第二電容(C2)和第一電感(L1)，三相整流橋(V)的正向輸出端和第三IGBT模塊(Q3)的發(fā)射極之間連接有功率因數(shù)控制電路(PC);功率因數(shù)控制電路(PC)包括與三相整流橋(V)的正向輸出端連接的第三電容(C3)，第三電容(C3)連接至第一運放(A1)的反向輸入端，第一運放(A1)的正向輸入端通過第一電阻(R1)接地，第一運放(A1)的反向輸入端通過第二電阻(R2)連接至第一運放(A1)的輸出端，第一運放(A1)的輸出端通過串聯(lián)的第三電阻(R3)和第四電阻(R4)連接至第二運放(A2)的正向輸入端，第二運放(A2)的反向輸入端通過第五電阻(R5)接地，第二運放(A2)的反向輸入端通過第六電阻(R6)連接至第二運放(A2)的輸出端，第二運放(A2)的正向輸入端通過第六電容(C6)接地，第三電阻(R3)和第四電阻(R4)之間通過第四電容(C4)連接至第二運放(A2)的輸出端，第二運放(A2)的輸出端通過第五電容(C5)連接至第三IGBT模塊(Q3 )的發(fā)射極，第二運放(A2 )的輸出端通過串聯(lián)的第七電阻(R7 )和第二電感(L2)接地。
【專利摘要】本實用新型公開了一種IGBT逆變橋的功率調(diào)整控制電路，三相整流橋的輸出端并聯(lián)有三個支路，第一支路為第一電容，第二支路為串聯(lián)連接的第一IGBT模塊和第二IGBT模塊，第三支路為串聯(lián)連接的第三IGBT模塊和第四IGBT模塊，第一IGBT模塊和第三IGBT模塊的發(fā)射極之間串聯(lián)連接有第二電容和第一電感，三相整流橋的正向輸出端和第三IGBT模塊的發(fā)射極之間連接有功率因數(shù)控制電路；功率因數(shù)控制電路包括與三相整流橋的正向輸出端連接的第三電容，第三電容連接至第一運放的反向輸入端，第一運放的正向輸入端通過第一電阻接地，第一運放的反向輸入端通過第二電阻連接至第一運放的輸出端。本實用新型能夠改進現(xiàn)有技術(shù)的不足，提高了整個電路的功率因數(shù)。
【IPC分類】H02M5/458, H02M1/42, H02M1/12
【公開號】CN205039700
【申請?zhí)枴緾N201520808232
【發(fā)明人】肖建立
【申請人】保定市天益興電熱設(shè)備有限公司
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年10月19日