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2024-2-23 閱讀(899)
變頻串聯(lián)諧振裝置脈沖頻率調(diào)制方法的主要缺點(diǎn)是工作頻率在功率調(diào)節(jié)過(guò)程中不斷變化，導(dǎo)致集膚深度也隨之而改變,，在 某些應(yīng)用場(chǎng)合如表面淬火等,，集膚深度的變化對(duì)熱處理效果會(huì)產(chǎn)生較大的影響,，這在要求嚴(yán)格的應(yīng)用場(chǎng)合中 是不允許的,。但是由于脈沖頻率調(diào)制方法實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常簡(jiǎn)單,，故在以下情況中可以考慮使用它：
1）如果負(fù)載對(duì)工作頻率范圍沒(méi)有嚴(yán)格限制,，這時(shí)頻率必須跟蹤,，但相位差可以存在而不處于諧振工作 狀態(tài)。
2）如果負(fù)載的Q值較高,，或者功率調(diào)節(jié)范圍不是很大,，則較小的頻率偏差就可以達(dá)到調(diào)功的要求。
變頻串聯(lián)諧振裝置脈沖密度調(diào)制方法的主要缺點(diǎn)是：逆變器輸出功率的頻率不等于負(fù)載的自然諧振頻率,，在需要功率 閉環(huán)的場(chǎng)合中,，工作穩(wěn)定性較差。由于每次從自然衰減振蕩狀態(tài)恢復(fù)到輸出功率狀態(tài)時(shí)要重新鎖定工作頻 率,，這時(shí)系統(tǒng)可能會(huì)失控,。因此在功率閉環(huán)或者溫度閉環(huán)的場(chǎng)合，工作的穩(wěn)定性不好,。其另一個(gè)缺點(diǎn)就是功 率調(diào)節(jié)特性不理想,，呈有級(jí)調(diào)功方式,。
諧振脈沖寬度調(diào)制（PWM）方法
諧振脈沖寬度調(diào)制是通過(guò)改變兩對(duì)開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的相位差來(lái)改變輸出電壓值以達(dá)到調(diào)節(jié)功率的 目的。即在控制電路中使原來(lái)同相的兩個(gè)橋臂開(kāi)關(guān)（S1,，S2）,、（S3，S4）的驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間錯(cuò)開(kāi)一個(gè)相位 角,，使得輸出的正負(fù)交替電壓之間插入一個(gè)零電壓值,，這樣只要改變相位角就可以改變輸出電壓的有效值， 最終達(dá)到調(diào)節(jié)輸出功率的目的,。
這種控制方法的優(yōu)點(diǎn)是電源始終工作在諧振狀態(tài),，功率因數(shù)高。但存在反并聯(lián)二極管的反向恢復(fù)問(wèn)題,、 小負(fù)載問(wèn)題,、軟開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)問(wèn)題。
脈沖加頻率調(diào)制方法
針對(duì)上述控制方法的優(yōu)缺點(diǎn),，一些復(fù)合型控制方法的研究日益引起重視,，脈寬加頻率調(diào)制方法就是一種 較好的控制方法。在一般的逆變器中,，常用的移相PWM方法的工作頻率是固定的,，不需考慮負(fù)載在不同工 作頻率下的特性。而在串聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源中使用移相PWM方法時(shí),，則要求其工作頻率必須始終跟蹤負(fù) 載的諧振頻率,，通常使某一橋臂的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)與輸出電流的相位保持一致，而另外一個(gè)橋臂的驅(qū)動(dòng)脈沖信 號(hào)與輸出電流的相位則可以調(diào)節(jié),。圖4和圖5中,，S1和S4驅(qū)動(dòng)信號(hào)互補(bǔ)，S2和S3驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)互補(bǔ),，S1驅(qū) 動(dòng)信號(hào)相位與負(fù)載電流的相位保持相同,，而S3的驅(qū)動(dòng)脈沖與S1的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)之間的相位差β在0～180范 圍內(nèi)可調(diào)，調(diào)節(jié)β就可以調(diào)節(jié)輸出電壓的占空比,，即調(diào)節(jié)輸出功率,。
根據(jù)輸出電壓和輸出電流的不同相位關(guān)系，有2種PWM調(diào)節(jié)方式：升頻式PWM和降頻式PWM,。
升頻式
為保證滯后臂（S1,，S4）觸發(fā)信號(hào)前沿同電流信號(hào)同相，角頻率須根據(jù)移相角β的大小改變,。即在通過(guò) 調(diào)節(jié)移相角β調(diào)節(jié)功率的同時(shí)改變頻率f,。在β調(diào)節(jié)過(guò)程中，在增大輸出脈沖寬度的同時(shí),，將引起輸出電壓相 對(duì)于輸出電流的相位不斷減小并滯后于輸出電流,，這說(shuō)明輸出頻率也在不斷升高,，因此稱(chēng)這種調(diào)制方式為升 頻式PWM。這時(shí)S1,、S4管各導(dǎo)通180,，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)ZCS。超前臂S2,，S3在大電流下開(kāi)通,，D2，D3在大電流 下關(guān)斷因而有反向恢服,。通過(guò)在S2,、S3臂上串聯(lián)電感也可實(shí)現(xiàn)ZCS。,，這種方法適用于有關(guān)斷尾部電流,、 關(guān)斷損耗占主導(dǎo)的雙極型器件，如IGBT,，SIT,，MCT等,。同時(shí)應(yīng)注意電路布局減小分布電感,，以減小二極管 反向恢復(fù)帶來(lái)的電壓尖峰。
