IGBT中频电源的原理工频加热技术与其它各种物理加热技术相比，确实具有较高的效率，但存在一些明显的不足。在现代工业的金属熔炼、热处理、焊接等过程中感应加热被广泛应用。感应加热是根据电磁感应原理，利用工件中涡流产生的热量进行加热的，它加热效率高速度快、可控性好，易于实现高温和局部加热[1]。随着电力电子技术的不断成熟，感应加热技术得到了迅速发展本文设计的70KW/500HZ中频感应加热电源采用IGBT串联谐振式逆变电路，能够实现频率自动，电路结构简单，高效节能。1主电路结构主电路由整流电路、逆变电路、保护电路组成，其结构如图1。2主要器件的设计2.1整流电路的设计中频电源采用三相全控桥式整流电路，它的输出电压调节范围大而移相控制角的变化范围小，有利于系统的自动调节，输出电压的脉动频率较高可以减轻直流滤波环节的负担[2]。根据设计要求：额定输出功率P=70KW，输出频率f=500HZ，进线电压UIN=380V，取逆变器的变换效率=0.9。1）确定电压额定值URRM考虑到其峰值、波动、雷击等因1234554321DCBATitleNumberSizeBDate:3-Aug-2006SheeFile:C:\ProgramFiles\DesignExplorer99SE\ExaDrawR驱动驱动驱动驱动380V负载CVVVV01324CdCss图1主电路结构图Fig.1maincircuitstructure素，取波动系数为1.1，安全系数=2，选取电压为：URRM≥UIN××1.1=1179V根据实际二极管电压等级，取URRM=1600V。2）确定电流额定值IT(AV)IT(AV)=0.368×Id=0.368×=0.368×=56A考虑冲击电流和安全系数，实取额定电压1600V，额定电流200A的整流模块。2.2逆变电路的设计逆变电路是由全控器件IGBT构成的串联谐振式逆变器，两组全控器件V1、V4和V2、V3交替导通，输出所需要的交流电压。IGBT的主要参数有最高集射极电压（额定电压）、集射极电流等[3]。1）确定电压额定值UCEPIGBT的输入端与电容相并联，起到了缓冲波动和干扰的作用，因此安全系数不必取得很大，一般取安全---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---系数=1.1平波后的直流电压：Ed=380V××=590V关断时的峰值电压：UCESP=(590×1.15+150)×=912V式中1.15为电压保护系数，150为L引起的尖峰电压。令UCEP≥UCESP,并向上靠拢IGBT等级，取UCEP=1200V。2）确定电流额定值IcIc=(×1.5)Id=≈374A式中，为Id的峰值，1.5为允许1min过载容量，0.9为变换效率。由于电路采用桥式结构，4只IGBT轮流导通，根据IGBT等级，选用西门子BSM200GB120两单元并联。3）电解电容Cd的计算Cd主要起滤波、稳定电压和改善功率因数的作用，在串联谐振电路中相当于电压源。Cd可用下式计算：Cd=(40～50)×Id≈(40～50)×150A≈6000～7500选用6800/400VDC电解电容，三只并联后再串联，在每只电解电容两端并联上放电电阻100K/2W,两只并联。由于串联谐振式逆变器的直流电源回路还必须流过无功电流，该无功电流随逆变器的输出功率因数减小而增大，而电解电容Cd中不能流通高频无功电流，否则会发热损坏[4]。高频电容的选择一般根据逆变器的工作频率和容量大小来确定，电路中选用两只2F/1200V的薄膜电容直接并在IGBT的两侧。2.3逆变电路的保护IGBT采用缓冲保护电路，它以上下桥臂为单元进行设置，这种电路缓冲元件的功耗小，降低了IGBT的关断损耗。通常采用计算和实验相结合的方法，确定缓冲元件的参数。CS选取3～5F/1200V的电解电容，RS选用62/150W的无感电阻。在开关电源中，逆变电路中二极管除整流作用外，还起电压嵌位和续流作用，二极管在正向偏置时，呈低阻状态，近似短路，在反向偏置时，呈高阻状态，近似开路。二极管从低阻转变成高阻或从高阻转变成低阻并不是瞬间完成的，普通二极管的反向恢复时间较长，不适应高频开关电路的要求，需要使用快速恢复二极管[5]。系统阻容吸收电路中采用IXYS公司的DSE12X快速恢复二极管模块，其恢复时间在60ns左右。由电路产生的PWM脉冲，不能直接驱动大功率器件，为确保功率管的开关准确可靠，IGBT驱动放大电路采用三菱公司的M57962L，它采用+15V\-15V双电源供电，外围元件少，具有较强的驱动能力，又能有效的限制短路电流值和由此产生的应力，实现软关断。3负载电路的计算中频电源用...