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高频感应加热电源为什么都用串联谐振逆变器
来源：电子信息网
作者：柚子
高频感应加热电源是目前在工业制造领域中被广泛应用的加热设备，其本身应用了串联谐振逆变器进行系统设计，加之具有高效、低功耗和清洁等多重优势，使这种感应加热电源在最近两三年中得到了迅速的普及。那么，为什么高频感应加热电源设备在进行研发时，大部分工作人员会选择使用串联谐振逆变器呢？本文将会就这一问题进行简要介绍和分析。
作为高频感应加热电源设备的重要组成部分，串联谐振逆变器在工作中具有损耗低、工作适应性良好等优势。这种逆变器在实际应用中也被称为电压型逆变器，其基础结构的原理图如图1所示。在实际工作的过程中，串联谐振型逆变器的输出电压为近似方波。由于电路工作在谐振频率附近，使振荡电路对于基波具有最小阻抗，所以负载电流ia近似正弦波。同时，为避免逆变器上、下桥臂间的直通，换流必须遵循先关断后导通的原则，在关断与导通间必须留有足够的死区时间。下图中的图2和图3分别示出容性负载和感性负载的输出波形。
图1串联逆变器结构
图2 高频感应加热电源串联谐振逆变器容性负载输出波形
图3 高频感应加热电源串联谐振逆变器感性负载输出波形
当串联谐振逆变器处于低端失谐状态时，它的工作波形如上图图2所示。由图2可以看到，当电压型逆变器工作在容性负载状态时，输出电流的相位超前于电压相位，因此在负载电压仍为正时，则电流先过零，上、下桥臂间的换流则从上、下桥臂的二极管换到下、上桥臂的MOSFET。此时，由于MOSFET寄生的反并联二极管具有慢的反向恢复特性，因此使得在换流时会产生较大的反向恢复电流，从而会让器件产生较大的开关损耗，而且在二极管反向恢复电流迅速下降至零时，会在与MOSFET串联的寄生电感中产生大的感生电势，而使MOSFET受到很高电压尖峰的冲击。
在结束了串联谐振型逆变器的容性负载工作状态分析后，接下来我们再来看一下当其处于感性负载状态时的工作情况。当电压型逆变器工作在感性负载状态时，它的工作波形见上图图3。从图3中可以看到，此时输出电流的相位滞后于电压相位。在感性负载工作状态下，电压型逆变器的换流过程是这样进行的：首先当上下桥臂的MOSFET关断后，负载电流换至下上桥臂的反并联的二极管中，在滞后一个死区时间后，下上桥臂的MOSFET加上开通脉冲等待电流自然过零后从二极管换至同桥臂的MOSFET。然而，由于MOSFET中的电流是从零开始上升的，因此此刻在电压型逆变器中基本实现了零电流开通，其开关损耗很小。
此时需要注意的一个问题是，在该条件下工作的串联谐振型逆变器，其本身的MOSFET关断时电流尚未过零，因此仍会存在一定的关断损耗。但是由于MOSFET关断时间很短，预留的死区不长，加上因死区而必须的功率因数角并不大，所以适当地控制逆变器的工作频率并使之略高于负载电路的谐振频率，就可以使上下桥臂的MOSFET向下上桥臂的反并联的二极管换流。在进行该种操作的同时，其瞬间电流也是很小的，即MOSFET关断和反并联二极管开通是在小电流下发生的，这样也限制了器件的关断损耗。
从上文中我们对串联谐振型逆变器的分析来看，在进行合理设置的前提下，这种电压型逆变器正常运行时所造成的开关损耗很小。因此，它可以工作在较高的工作频率下。这也是为什么高频感应加热电源在设计时更多的会选择电压型逆变器的主要原因之一。
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你可能喜欢振荡电流是什么？高频电源为什么能使工件加热？原理是什么_百度知道电磁炉的加热线圈坏的原因
大概五分钟吧，能不能把加热线圈烧坏？还是长时间啊，谢谢了
09-02-27 &匿名提问
一般不会的，时间太长老化可能会匝间短路。
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此故障一般带有其它的元件损坏一起出现，如IGBT、整流桥堆也一起击穿等，换上新的保险管后，不要马上上电试机，否则可能会再次引起烧保险管。 如美的MC-PSD/A/B机芯，检查步骤：
&#160;①用万能表检查IGBT，整流桥堆是否击穿，把损坏元件拆下来，换上同型号的元器件。再用万能表去检查电阻R310、R311，测量这两个元器件时必须拆下来才能进行准确性的测量，把已损坏的元器件更换。（以下的步骤中不能接上线圈盘） &#160; &#160; ②在这一步中，需要准备下以下的物料：细线径导线一条，5.1K电阻一个。将主IC的24脚与IC3—LM339的9脚接通，用5.1K电阻把IC3—LM339的8脚与负极接通，把R9拆下来。完成以上步骤后，在不接线圈盘的情况下上电开机，用万用表测量IC5—TA8316AS的7脚电压，如果测量到的电压为1.07V，就表示同步，振荡，驱动电路已能正常工作。断开电源把5.1K电阻，细线径导线拆下来，把R9装上去，再参考——电流检测电路进行检查。完成以上的步骤后，接上线圈盘上电试机正常，故障排除。
&#160; ③如果测量到IC5第7脚的电压不正常，那我们再测量IC5的1脚电压是否为0.73V，如果电压正常，就表示IC5—TA8316AS已经损坏，更换后故障可排除。如果IC5的1脚电压不正常，请对同步电路进行检查，具体请参考——同步电路故障检修流程。如果同步电路没有问题，那我们就要到振荡电路进行检查，先检查R11、R12、R5、R15、R13、R14、D4、D1、D3、D2、C6是否有损坏，把损坏的元器件更换。（在这里要说明一点：在电磁炉能正常工作时，绝不能万用表对振荡电路进行电压测量。因为万用表本身具有一定的干扰性，很容易对振荡电路产生干扰，从而会使IGBT在不同步的情况下工作而烧毁）。在完成以上的工作后，再测量IC3的5脚电压是否为12V，如果电压仍不正常，请检查IGBT高压保护电路，具体的检查请参考——IGBT高压保护故障检修流程。完成以上步骤后，再按照第上述的方法去检查IC5的7脚电压，如果电压正常，表示故障已排除。 电磁炉烧坏的原因多数是散热不良引起的，清洗散热孔和风扇，加高脚架 这么高难度的问题，答不上来。 &#160; 我对电磁炉也感兴趣，前面买了二本电磁炉维修书。 &#160;下面是根据书中内容整理的一些东西，参考一下吧。呵呵，，86.怎样确定电磁炉真的存在故障？ &#160; 电磁炉的主要功能就是加热，但在许多情况下电磁炉不能加热时，不一定就是电磁炉出现异常或故障引起的，因为在电磁炉电路中设计有大量的保护电路，一般会有七八种甚至更多，而这些保护电路就是防止电网、温度等各种外部自然因素变化以及机器内部各种突发异常现象导致电磁炉出现故障而设置的。在检修电磁炉前，应仔细分析电磁炉是真故障还是假故障。一、外部自然因素条件保护：1、电网电压保护：电压高或电压低于电磁炉的工作电压范围时，出现保护。保护性质是强制待机。并显示故障代码（如有显示功能时）。2、电磁炉内部过热保护：保护触发温度多在90到95度，解除温度在60到70度。保护性质为暂停性停机，并显示故障代码。如果监测到温度达到110度时，保护电路强制关机。（过热保护时，容易被误认为是“间断加热”故障。）3、浪涌保护：浪涌是电网中电压在瞬时升高或降低时产生的一种危害比较大的尖峰脉冲，过大的浪涌一般都会被压敏电阻泄放掉，只有一些较小的浪涌会触发浪涌保护电路动作。保护性质为短时暂停。如果电网陈旧，并且有接触不良的情况时，可能会出现不定时的暂停现象。（这类保护一般不易察觉，或误认为电磁炉出现功率变小。）4、锅具超温保护：又称“防干烧保护”，触发温度为280到300度，解除温度为70到80度，保护性质为强制关机。二、电磁炉内部因素条件保护。1、温度传感器开路、短路保护：这类保护会强制关闭工作中的电磁炉，并使电磁炉在没有排除故障前都处于关闭状态，任何键不起作用，并显示故障代码。2、IGBT管超压保护：当某种原因导致IGBT集电极电压升高并达到保护触发条件时，超压保护动作，迫使电磁炉降低输出功率，IGBT集电极电压随即降低。 此类保护电路动作时会出现“间断加热”、“输出功率降低”等现象。3、IGBT过流保护：过流保护强制减小输出功率或直接暂停工作，延时一段时间后再次启动进入工作状态。 此类保护动作时会出现“有规律地间断加热”现象。96.怎样正确分析电磁炉的故障原因？电磁炉的故障现象大致可以归纳为以下几种：一、电磁炉上电无反应（不通电）。 &#160; 引起这类故障的原因通常存在于以下几个电路单元：高压主回路、低压供电回路以及单片机电路。二、电磁炉无法开机。 &#160; 出现这类故障时，首先应排除使用环境造成的不利因素，例如电网电压，环境温度等。 &#160;当确定电磁炉存在故障时，重点检查保护电路。锅具温度检测电路、IGBT温度检测电路、电网电压检测电路，按键电路。三、电磁炉可以开机，有报警信号，但不加热。 &#160; 在试机时，不管锅具放置与否，整机电流都为“零”。出现这类故障时，说明电磁炉的振荡控制部分已经国为某种原因停止工作，故障点一般都存在于同步振荡电路、IGBT驱动电路、浪涌保护电路、IGBT使能控制电路、单片机电路。四、电磁炉可以开机，但是出现间断加热。 &#160; 在试机时，可以观察到整机电流由小增大到一定数值后，突然又变回“零”值，随后整机电流再次增大，如此反复。 &#160;出现这类故障时，可以判断电磁炉的大部分电路都可正常工作，只是工作过程中有某种条件因素不符合要求而被迫停止。所以应对以下电路重点检查：同步振荡电路、IGBT驱动、IGBT C极高压保护电路、电流检测电路、PWM调制电路、单片机电路。电磁炉烧IGBT的原因：一、IGBT驱动电路。 驱动电路三极管导通不良时，激励不足，引发IGBT过耗损坏； G极泄放电阻开路时，会引起上电即烧IGBT和关机后IGBT自行击穿的现象。 限幅稳压二极管漏电后对驱动信号有影响，引发IGBT过耗损坏。二、305V供电回答。 若整流桥或滤波电容异常导致305V电压低时，可以引起IGBT导通角增大，LC频率升高等异常现象，会引起IGBT过流过压损坏。三、18V供电回答。 &#160;当18V电压偏低时，会导致激励不足的过耗损坏。 18V电压偏高时一般不会危及IGBT安全。四、LC谐振回路。 &#160; 谐振电容变小后，谐振频率上升，IGBT截止时间缩短内耗增回而损坏。 &#160;谐振电容开路后，IGBT因没有LC振荡的阻尼作用导致过流损坏。五、IGBT高压保护。 &#160;锅具材质不同，LC产生的谐振电压峰值也不同，有些会高于IGBT耐压值，这种情况下需要对IGBT进行保护。 当保护电路失效时，LC谐振电压过高时损坏IGBT.六、代换IGBT不匹配。 &#160;电磁炉设计时，不仅要考虑元件参数指标，最重要的还要考虑到电磁炉的热效率。 参数值高的IGBT也不一定能代换。（整机振荡控制电路是非常精密的。）电磁炉检修注意事项：1.电磁炉无论有什么故障,在更换元件后,一定不要急于接上线盘试机,否则会引起烧坏IGBT和保险管,甚至整流桥。应该在不接线盘的情况下，通 电测试各点电压,比如5V、12V、20V(有的18V、22V)，和驱动电路输出的波型(正常是方波)，也可以用数字万用表20V档测试(正常电压不断 波动)。因为一般电磁炉都有锅具检测，大概30秒左右,要测驱动输出要在开机的30秒内，看不清楚可关机再开，检测正常后再接上线盘即可。 2.电磁炉坏之后，检测电路不要一开始就怀疑芯片有问题(95%以上芯片不会的故障),就算芯片有问题都要到生产该电磁炉的厂家才有,市场买不到,市场上的型号相同都不能代换。 3.通电后报警关机，这类问题比较多。有的厂家设有故障代码,参照使用说明可逐一解决。如果没故障代码显示,应检查锅底温度、锅具、IGBT温度检测电路。
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