CN100566478C - 使用调谐电容器的感应加热或熔融电源 - Google Patents

使用调谐电容器的感应加热或熔融电源 Download PDF

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Abstract

与感应加热或熔融装置一起使用的整流器/逆变器电源包括跨整流器的输出和逆变器的输入连接的调谐电容器。调谐电容器与感应负载线圈在逆变器的工作频率形成谐振电路。另外，负载线圈可由连到逆变器的输出的有源负载线圈和无源负载线圈形成，其与谐振调谐电容器并联连接。

Description

使用调谐电容器的感应加热或熔融电源
技术领域
本发明涉及用于感应加热或熔融应用的交流电源，其中感应电源电路被谐振调谐。
背景技术
图1示出了用于感应加热或熔融应用的传统电源110。电源由交流-直流整流器和滤波器部分112、直流-交流逆变器部分120和调谐电容器部分130组成。对于图1中所示的电源，三相二极管桥式整流器114将三相(A、B、C)交流公用线路功率转换为直流电。限流电抗器L108消除整流器的输出直流电流中的纹波，电容器C108对整流器的输出交流电压中的交流分量滤波。整流器的滤波后的直流输出由全桥逆变器变换为交流，全桥逆变器由固态开关S101、S102、S103和S104及相关的反并联二极管D101、D102、D103和D104组成。交替开关对S101/S103和S102/S104的打开/关闭周期可在端子3和4产生合成的交流逆变器输出。
感应负载线圈L101表示用于感应加热或熔融应用的功率线圈。例如，在感应炉中，负载线圈L101绕坩埚的外面缠绕，金属料已被放于坩埚中。在感应加热应用中，金属工件如金属带或金属线可通过负载线圈L101的螺旋绕组行进或被使得靠近线圈以感应加热工件。由电源提供并流经负载线圈L101的电流产生磁场，其或通过磁感应直接加热金属料或工件，或通过来自由磁感应加热的基座的热传导加热工件。负载线圈L101，无论其是单线圈还是互连线圈部分的组件，均具有非常低的负载功率因子。由于该原因，必须在负载线圈电路中提供调谐电容器(或电容器组)如电容器C101以改善负载线圈电路的总功率因子。这些调谐电容器占电源的成本和体积的很大一部分。因此，需要用于感应加热或熔融应用的电源使用较小的且成本较低的调谐电容器。
本发明的目标在于提供用于感应加热或熔融应用的电源，其使用连接在整流器的输出和逆变器的输入之间的电容器以形成与该应用中使用的感应负载线圈谐振调谐的电路。
发明内容
一方面，本发明装置及方法提供带有与感应负载线圈一起使用的整流器和逆变器部分的电源，其中调谐电容器跨接在整流器的输出和逆变器的输入之间以与感应负载线圈形成谐振电路。感应负载线圈包括连接到逆变器的输出的有源负载线圈，及与电容器并联连接以形成振荡回路的无源负载线圈。本发明的其它方面在本说明书及所附权利要求书中提出。
附图说明
为图示说明本发明，附图中示出了目前优选的形式。然而，应理解的是，本发明并不限于所示的排列及手段。
图1为用于感应加热和熔融应用的、具有全桥逆变器的现有技术电源的示意图。
图2为用于感应加热或熔融应用的本发明电源的例子的示意图。
图3为本发明电源的例子的逆变器输出电压和电流的波形图。
图4为跨本发明电源的一个例子中的调谐电容器的电压和通过线路滤波电抗器的电流的波形图。
图5为跨本发明电源的一个例子的逆变器中的开关器件的电压及通过其的电流的波形图。
图6为用于感应加热或熔融应用的本发明电源的另一例子的示意图。
图7为说明具有与图6所示负载线圈系统一起使用的本发明电源的感应加热或熔融系统的优点的矢量图。
图8为用于感应加热或熔融应用的本发明电源的另一例子的示意图。
图9为本发明电源中使用的逆变器和调谐电容器的物理布置的一个例子的透视图。
图10为本发明电源中使用的逆变器的物理布置的一个例子的俯视图。
图11(a)为图10中所示逆变器的物理布置沿线A-A的截面图。
图11(b)为图11(a)所示截面的局部放大图。
图12(a)为典型的薄膜电容器的透视图。
图12(b)为图12(a)中所示的薄膜电容器的截面图。
图13(a)和13(b)为图9中所示调谐电容器的物理布置的一个例子。
图14为图9中所示的调谐电容器的物理布置的另一例子。
图15为图9中所示的调谐电容器的物理布置的另一例子。
图16为图9中所示的调谐电容器的物理布置的另一例子。
具体实施方式
参考附图，其中同一附图标记指同一元件。图2所示为用于感应加热或熔融应用的本发明电源10的一个例子。交流-直流整流器和滤波器部分12包括交流-直流整流器。多相整流器，在本发明的该非限制性的例子中，三相二极管桥式整流器14用于将三相(A、B、C)交流公用线路功率转换为直流电。可选的限流电抗器L8消除整流器的输出直流电流的纹波。电源的部分16图示了线圈调谐电容器C1，其可以是单一电容器或形成电容性元件的互连的电容器组。
在图2中，整流器的直流输出被提供给逆变器部分20中的全桥逆变器的输入端1和2。逆变器由固态开关S1、S2、S3和S4及相关的反并联二极管D1、D2、D3和D4组成。交替开关对S1/S3和S2/S4的打开/关闭周期可在端子3和4产生合成的交流逆变器输出。优选地，但非限制性地，固态开关元件为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，其在高工作电压和电流下具有所需要的功率双极晶体管和功率MOS-FET的特性。在本发明的一个例子中，逆变器采用与两个开关对的打开/关闭周期有关的相移方案(脉宽控制)，藉此，两个开关对随时间可变的重叠用于改变逆变器的有效RMS输出电压。
感应负载线圈L9表示感应加热或熔融装置中使用的功率线圈。选择电容器C1的电容以在逆变器的工作频率与负载线圈L9的阻抗形成谐振电路，其为逆变器中使用的开关对的切换率。由此，在逆变器的输出不需要调谐电容器。可用电路元件的选择不允许正好在谐振情况下工作，而是使用可用元件可实现的接近于谐振。从逆变器的输出流经感应负载线圈L9的交流电流与导电材料磁耦合，例如，导电材料可以是导电金属或基座。
图3到图5示出了图2所示的本发明电源10的性能特征，其中输入公用线路功率(A、B、C)为线间480伏特、60赫兹，且逆变器20在60赫兹的输出频率工作。对于该特定的非限制性的例子：L8被选择为5000μH(在120赫兹的整流器纹波输出频率时阻抗为3.77欧姆)；C1被选择为5000μF(在120赫兹的整流器纹波输出频率时阻抗为0.27欧姆)；L9被选择为1000μH(在60赫兹的逆变器输出频率时阻抗为0.38欧姆)。未在图2中示出、但在本样本分析中使用的是感应负载线圈L9的0.16欧姆阻抗。在逆变器20的输出频率谐振下运行C1/L9电路导致实质上正弦的逆变器输出电压Vout和输出电流Iout(在端子3和4)，如图3中所示。图4示出了由于电容器C1与线圈L9在120赫兹的纹波频率谐振，跨电容器C1的电压即VC1被驱动到其限制的零伏特低值。VC1是施加到逆变器20的输入的电压(在端子1和2)。图4还示出了通过电抗器L8的纹波电流IL8。电抗器L8的阻抗通常被选择为远大于C1的阻抗以阻止从逆变器电路到整流器的电源的和声学反馈。图5示出了跨逆变器20中的固态开关之一的电压VS及当VS和IS之间为零重叠角时在最大功率输出下通过开关之一的电流IS。当直流纹波已为零时(如图4和图5中的240.0毫秒(ms)处)，在VS为零伏特时关闭开关器件将使开关损耗最小。另外，在该例子中，由于开关换向在零电压时发生，由于杂散电路电感导致的任何尖峰信号将大大小于在直流传输线电压具有低交流纹波电流的传统逆变器中出现的尖峰信号。该特定的例子用以说明本发明的实施，本发明并不限于在该例子中使用的特定元件和值。
图6示出了本发明的第二个例子。在该例子中，负载线圈由有源线圈L1和至少一无源线圈L2组成。线圈L1和L2可以多种结构之一进行缠绕，如按序或重叠地，以实现线圈相互间的磁耦合，如下所述。线圈L1连到逆变器20的输出。线圈L2与谐振调谐电容器C2并联连接以形成并联振荡谐振电路。线圈L2在物理上并不与线圈L1连接。并联振荡谐振电路通过使线圈L2与逆变器20的输出电流流经线圈L1时在线圈L1中产生的磁场磁耦合而被赋能。
分开的有源和无源线圈的好处还可从图7所示的矢量图看出。在图中，对于有源线圈电路，矢量OV表示图6中所示有源线圈L1中的电流I1。矢量OA表示有源线圈电压的电阻性分量I1R1(R1未在图中示出)。矢量AB表示有源线圈电压的电感性分量ωL1I1(其中ω等于2π和f的积，电源的工作频率)。矢量BC表示由无源线圈L2感应在有源线圈L1上的电压ωMI2。跨电容器C1的半波纹波电压VC1和两个开关对S1/S3和S2/S4的开关功能产生与L1串联连接的伪电容器C1’效应，其可在图6中的端子5和6导致正弦电压。矢量CD表示跨该伪串联电容器C1’出现的电压I1/ωC1’。矢量OD表示逆变器的输出电压Vinv(图6中的端子3和4)。
至于无源线圈电路，矢量OW表示由电流I1产生的磁场在无源线圈L2中感应的电流I2。矢量OF表示无源线圈电压的电阻性分量I2R2(R2未在图中示出)。矢量FE表示无源线圈电压的电感性分量ωL2I2。矢量EG表示由有源线圈L1在无源线圈L2上感应的电压ωMI1。矢量GO表示跨无源线圈L2连接的电容器C2上的电压I2/ωC2。
有源线圈电路由电压电源Vinv驱动，其为逆变器20的输出，无源线圈回路不连接到有源能量源。由于有源和无源线圈相互耦合，矢量BC与矢量OB即V′LOAD相加以得到矢量OC，即VLOAD，其是跨本发明的有源负载线圈和无源电容性负载线圈电路的电压，V′LOAD表示在没有无源电容性负载线圈电路的情况下跨有源感应负载线圈的电压。所得的负载电压VLOAD相较矢量OB所表示的传统负载线圈具有较小的滞后功率因数角φ(x轴和矢量OC之间的反时针角)。如图7所示，功率因数角改善为Δφ。
在本发明中，无源线圈的电感性阻抗实质上由电容性阻抗抵偿(即ωL2≈1/ωC2)。无源线圈电路中未抵偿的电阻性分量R2通过两个电路之间的互感而被反映到有源线圈电路，因而有源线圈电路的有效电阻增加，从而改善了功率因数角或线圈系统的效率。
进一步地，对于逆变器的输出的功率因数角Ψ改善了ΔΨ，如矢量OJ、V′inv(在没有无源负载线圈电路的情况下电阻性分量矢量OA和电容性分量矢量AJ的合矢量)和矢量OD、Vinv(具有本发明的无源负载线圈电路时电阻性分量矢量OH和电容性分量矢量HD的合矢量)之间的角所示。
在本发明的其它例子中，多个有源和/或无源线圈电路可用于实现特定应用需要的多线圈排列。
图8示出了本发明电源的另一例子。在该例子中，自耦变压器80与逆变器的交流输出相连。自耦变压器具有第一输出端和多个(至少两个)第二输出端，代表性地由图8中的自耦变压器抽头100、110和120表示。感应负载线圈L9的第一端与自耦变压器的第一输出端相连。感应负载线圈的第二端与自耦变压器的多个第二输出端之一相连。自耦变压器的电路阻抗随所连接的抽头变化，其改变负载电路阻抗从而图8中的电源可有选择地在不同于电源的输出频率以适当的谐振运行。这是有利的，例如，当导电材料正被感应加热时。如本领域所公知的，以不同的频率感应加热将改变材料的感应热透深度。当需要不同的加热深度时，可改变自耦变压器上的抽头以达到所述要求，且电源在适当的谐振频率运行。
图9示出了本发明电源的线圈调谐电容器C1和逆变器元件即固态开关S1、S2、S3和S4及相关的反并联二极管D1、D2、D3和D4的物理排列的一个例子。这种排列特别有利于使与线圈调谐电容器的连接及逆变器元件的直流连接相关的杂散电感最小。在该排列中，线圈调谐电容器C1被包含在如下所述的外壳22内。在图9中，一个或多个物理端子24代表图2所示电容器C1的接电端60；类似地，一个或多个物理端子26(如图11(a)中所见)代表电容器C1的接电端62。电绝缘体25在电导体和外壳22之间提供电绝缘。每一固态开关及其相关的反并联二极管在物理上可被提供为整体密封地开关/二极管组件28a、28b、28c和28d，如图9和图2中所示。连接四个开关/二极管组件以形成全桥逆变器。第一开关/二极管组件28a和第二开关/二极管组件28b形成第一对开关/二极管组件，二者均具有连接到线圈调谐电容器C1的正连接的第一端子；第三开关/二极管组件28c和第四开关/二极管组件28d形成第二对开关/二极管组件，二者均具有连接到线圈调谐电容器C1的负连接的第一端子。第一和第二对开关/二极管组件的第一端子形成逆变器的直流输入。第一和第四开关/二极管组件的第二端子连到逆变器的第一交流输出(AC1)；第二和第三开关/二极管组件的第二端子连到逆变器的第二交流输出(AC2)。在图9中，物理电导体30，由图2中的电路端子1代表，将正电容器物理端子24(接电端60)连到开关/二极管组件28a和28b的端子，其对应于图2中的接电端1。类似地，物理电导体34，由图2中的电路端子2代表，将负电容器物理端子26(接电端62)连到开关/二极管组件28c和28d的端子，其对应于图2中的接电端2。物理电导体36(在本发明的该非限制性例子中，如图11(a)所示，在导电连接36c经中间电导体36a和36b连在一起)由图2中的电路端子3代表，其将开关/二极管组件28a和28d的端子(对应于图2中的第一交流接电端3)连到感应负载线圈L9(未在图9中示出)的第一端子。类似地，物理电导体38(在逆变器的该非限制性例子中，未在图中示出，在适当的导电连接经中间电导体38a和38b连在一起)由图2中的电路端子4代表，其将开关/二极管组件28b和28c的端子(对应于图2中的第二交流接电端4)连到感应负载线圈L9(未在图10中示出)的第二端子。本发明的目标之一在于使调谐电容器和逆变器的直流输入之间的物理连接中的电感保持尽可能的低。因此，导体30和34最好由薄片材料如铜形成并在其间夹入一薄层高介质强度材料33(如基于MYLAR的电介质)。导体的最小厚度及绝缘使杂散电感最小。最好还使导体30和34的所有尺寸均只满足进行适当连接的最小需要。
类似地，需要为线圈调谐电容器C1保持低电感电路。在本发明的一非限制性排列中，线圈调谐电容器C1包括一个或多个卷绕薄膜电容器60，如图12(a)的典型排列及图12(b)的局部截面图所示。第一电容器导体61通过电介质层62和64与相邻的第二电容器导体63分开。第一电容器导体61延伸到卷式电容器的顶部，第二电容器导体63延伸到卷式电容器的底部。与卷式电容器的顶部接触的第一电导体将形成电容器的第一端子，与卷式电容器的底部接触的第二电导体将形成第二电导体。
在图13(a)和图13(b)所示的排列中，电容器60a和60b被布置在连接电导体66和68的第一和第二电容器的两侧，其通过电介质67而电分离。与线圈调谐电容器的端子和逆变器的直流输入之间的导体一样，为保持电感较低，导体66和68最好由薄片材料如铜形成并在其间夹入一薄层高介质强度材料67(如基于MYLAR的电介质)。
电容器60a具有其第二(底部)电容器导体63，该导体与第一连接电导体66电接触。电容器60b具有其与第二连接电导体68电接触的第一(顶部)电容器导体61。电容器60a具有其通过电导体70a与第二连接电导体68电接触的第一(顶部)电容器导体61，电容器60b具有其通过电导体70b与第一连接电导体66电接触的第二(底部)电容器导体63。电导体70a和70b可由通过每一电容器的中心(卷轴)的铜杆形成，其每一端具有延伸的电传导元件，使得铜杆的第一端与电容器的不与连接电导体66或68接触的导体接触，第二端与连接电导体66或68接触。电绝缘67被提供在电导体70a和70b的周围，使得它们不与连接电导体电接触，如接触将导致电容器短路。延伸的电传导元件可以是铜板70c的形式或一层焊料。连接电导体66和68延伸到外壳22的外面以形成第一和第二电容器端子24和26。
在图14所示的另一排列中，电容器60c具有其电连接到第一连接电导体66的第二(底部)电容器导体63。每一电容器60c的第一(顶部)电容器导体61经电导体70a电连接到第二连接电导体68，电导体70a具有适当的延伸电传导元件70c。
在图15所示的另一排列中，第一连接电导体66可被压合在一个或多个电容器60d周围。在该排列中，第一(顶部)电容器导体61与连接电导体66电接触，第二(底部)电容器导体63与连接电导体68电接触。如果需要，适当的延伸电传导元件70c可用于帮助顶部电容器导体61与连接电导体66接触，及帮助底部电容器导体63与连接电导体68接触。
在图16所示的另一排列中，第一和第二连接电导体66和68可被压合在一个或多个电容器60c周围。在该排列中，第一(顶部)电容器导体61与连接电导体66电接触，第二(底部)电容器导体63与连接电导体68电接触，如果需要，可在延伸电传导元件70c的帮助下进行。
在电容器的所有备选排列中，导体66和68最好由薄片材料如铜形成并在其间夹入一薄层高介质强度材料67。
本发明的例子包括提及特殊的电学元件。本领域的技术人员可通过替换不必须是同一类型的元件而实施本发明，但将产生合乎需要的条件或实现本发明所需要的结果。例如，单一元件可被多个元件代替，反之亦然。此外，本领域的技术人员可通过重新排列元件以产生合乎需要的条件或实现本发明所需要的结果而实施本发明。在本发明的例子在全桥电压反馈电源中说明本发明的运行的同时，本发明可应用于具有本领域技术人员可理解的适当修改的其它电源布局结构。
前述例子不限制本发明的公开范围。本发明公开的范围由所附权利要求提出。

Claims (10)

1、用于感应加热或熔融导电材料的电源，包括：
整流器，用于将交流输入功率转换为在所述整流器的输出的直流输出功率；
输入连接到所述整流器的输出的逆变器，所述逆变器将所述整流器的直流输出功率转换为提供给所述电源的交流输出电流，所述交流输出电流的频率等于所述逆变器的工作频率；
至少一跨接所述整流器的输出和所述逆变器的输入的调谐电容器；
连接到所述电源的输出的自耦变压器，所述自耦变压器具有第一自耦变压器输出端和多个第二自耦变压器输出端，所述多个第二自耦变压器输出端包括至少两个自耦变压器抽头；及
至少一跨接所述第一自耦变压器输出端和所述多个第二自耦变压器输出端之一的感应负载线圈，所述至少一感应负载线圈与所连接的自耦变压器的阻抗结合所具有的阻抗使其在所述逆变器的工作频率与所述至少一调谐电容器谐振或接近谐振，藉此，所述导电材料被流经所述至少一感应负载线圈的交流输出电流产生的磁场感应加热或熔融。
2、感应加热或熔融导电材料的方法，包括步骤：
将交流输入功率整流为直流输出功率；
逆变所述直流输出功率以从逆变器产生在所述逆变器的工作频率的输出交流电流；
将所述输出交流电流连到自耦变压器，所述自耦变压器具有第一自耦变压器端子和包括至少两个自耦变压器抽头的多个第二自耦变压器端子；
将至少一感应负载线圈跨接所述第一自耦变压器端子和所述多个第二自耦变压器端子之一以产生磁场，其与所述导电材料磁耦合以感应加热或熔融所述导电材料；及
利用与所连接的自耦变压器的阻抗结合的所述至少一感应负载线圈，和跨所述直流输出功率布置的至少一调谐电容器形成在所述逆变器的工作频率谐振或接近谐振的电路。
3、用于感应加热或熔融导电材料的电源，包括：
整流器，用于将交流输入功率在所述整流器的输出转换为直流输出功率，所述整流器的输出包括正直流总线和负直流总线；
其直流输入连到所述整流器的输出的逆变器，所述逆变器包括由第一和第三开关/二极管组件形成的第一对开关/二极管组件和由第二和第四开关/二极管组件形成的第二对开关/二极管组件，所述四个开关/二极管组件形成全桥逆变器，所述第一和第二开关/二极管组件中的每一个均具有第一端子，这两个第一端子结合形成正直流逆变器输入，所述正直流逆变器输入连到所述正直流总线，所述第三和第四开关/二极管组件中的每一个均具有第一端子，这两个第一端子结合形成负直流逆变器输入，所述负直流逆变器输入连到所述负直流总线，所述第一和第四开关/二极管组件均具有连在一起以形成第一交流逆变器输出连接端的第二端子，所述第二和第三开关/二极管组件具有连在一起以形成第二交流逆变器输出连接端的第二端子，所述逆变器将所述整流器的直流输出功率转换为提供给所述电源的交流输出电流，所述交流输出电流的频率等于所述逆变器的工作频率；
具有第一和第二调谐电容器端子的至少一调谐电容器，所述第一和第二调谐电容器端子分别跨接所述正直流逆变器输入和所述负直流逆变器输入，所述第一调谐电容器端子和所述正直流逆变器输入之间的连接由第一导电薄片形成，所述第二调谐电容器端子和所述负直流逆变器输入之间的连接由第二导电薄片形成，所述第一和第二导电薄片由一薄层高电介质电绝缘材料分隔并连在一起以形成低电感连接；及
跨接所述第一和第二交流逆变器输出连接端的至少一感应负载线圈，所述至少一感应负载线圈具有的阻抗使其在所述逆变器的工作频率与所述至少一调谐电容器谐振或接近谐振，藉此所述导电材料被流经所述至少一感应负载线圈的交流输出电流产生的磁场感应加热或熔融。
4、根据权利要求3的电源，其中所述至少一感应负载线圈还包括有源感应负载线圈和至少一无源感应负载线圈，所述至少一无源感应负载线圈不连到所述有源感应负载线圈，所述至少一无源感应负载线圈与至少一谐振无源电路调谐电容器并联连接以形成并联振荡谐振回路，当所述交流输出电流流经所述有源感应负载线圈时，所述无源感应负载线圈与所述有源感应负载线圈磁耦合，以在所述并联振荡谐振回路中感生第二交流电流，所述有源感应负载线圈和所述并联振荡谐振回路的结合的阻抗在所述逆变器的工作频率与所述至少一调谐电容器的阻抗谐振或接近谐振。
5、根据权利要求3的电源，其中所述至少一调谐电容器包括多个卷绕薄膜电容器，所述多个卷绕薄膜电容器中的每一个具有第一和第二电容器导体，所有第一电容器导体连到第一导电电容器片，所有第二电容器导体连到第二导电电容器片，所述第一和第二导电电容器片由一薄层高电介质电绝缘材料分隔并连在一起以形成低电感连接，所述第一导电电容器片形成所述第一调谐电容器端子，所述第二导电电容器片形成所述第二调谐电容器端子。
6、根据权利要求3的电源，其中所述至少一调谐电容器包括多个卷绕薄膜电容器，多个卷绕薄膜电容器包括第一组卷绕薄膜电容器和第二组卷绕薄膜电容器，所述第一组卷绕薄膜电容器中的每一个均具有其与第一导电电容器片接触的第二电容器导体，所述第二组卷绕薄膜电容器中的每一个均具有其与第二导电电容器片接触的第一电容器导体，所述第一组卷绕薄膜电容器中的每一个均具有其与所述第二导电电容器片连接的第一电容器导体，所述第二组卷绕薄膜电容器中的每一个均具有其与所述第一导电电容器片连接的第二电容器导体，第一和第二导电电容器片由一薄层高电介质绝缘材料分隔并连在一起以形成低电感连接，第一导电电容器片形成第一调谐电容器端子，及第二导电电容器片形成第二调谐电容器端子。
7、根据权利要求6的电源，其中所述第一和第二导电电容器片中至少一个被至少部分压在所述多个卷绕薄膜电容器中的每一电容器上。
8、感应加热或熔融导电材料的方法，包括步骤：
将交流输出功率整流为整流器的输出的直流输出功率，所述整流器的输出包括正直流总线和负直流总线；
从由第一和第三开关/二极管组件构成的第一对开关/二极管组件和由第二和第四开关/二极管组件构成的第二对开关/二极管组件形成逆变器，四个开关/二极管组件形成全桥逆变器，第一和第二开关/二极管组件中的每一个均具有第一端子，这两个第一端子结合形成正直流逆变器输入，所述正直流逆变器输入连到所述正直流总线，第三和第四开关/二极管组件中的每一个均具有负直流逆变器输入，所述负直流逆变器输入连到所述负直流总线，第一和第四开关/二极管组件均具有连在一起以形成第一交流输出逆变器连接端的第二端子，第二和第三开关/二极管组件具有连在一起以形成第二交流输出逆变器连接端的第二端子，所述逆变器将所述整流器的直流输出功率转换为提供给用于感应加热或熔融导电材料的电源的交流输出电流，所述交流输出电流的频率等于所述逆变器的工作频率；
连接至少一调谐电容器，其具有跨所述正和负直流逆变器输入的第一和第二调谐电容器端子，所述第一调谐电容器端子和所述正直流逆变器输入之间的第一连接由第一导电薄片形成，所述第二调谐电容器端子和所述负直流逆变器输入之间的第二连接由第二导电薄片形成；
用一薄层高电介质电绝缘材料分隔所述第一和第二导电薄片；
用插入的高电介质电绝缘薄层将所述第一和第二导电薄片连在一起以形成低电感连接；
将所述第一和第二交流输出逆变器连接到至少一感应负载线圈以产生磁场，其与所述导电材料磁耦合以感应加热或熔融所述导电材料；及
用所述至少一感应负载线圈和所述至少一调谐电容器形成在所述逆变器的工作频率谐振或接近谐振的电路。
9、根据权利要求8的方法，还包括步骤：
将无源感应负载线圈感应耦合到由所述至少一感应负载线圈产生的磁场，所述无源感应负载线圈与至少一谐振无源电路调谐电容器并联连接以形成并联振荡谐振电路；及
利用所述至少一感应负载线圈和所述并联振荡谐振电路结合的阻抗与所述至少一调谐电容器形成在所述逆变器的工作频率谐振或接近谐振的电路。
10、根据权利要求8的方法，还包括步骤：由多个卷绕薄膜电容器形成所述至少一调谐电容器；将所述多个卷绕薄膜电容器中的每一个的第一卷绕薄膜电容器端子连到第一调谐电容器连接导体，所述第一调谐电容器连接导体由第三导电薄片形成；将所述多个卷绕薄膜电容器中的每一个的第二卷绕薄膜电容器端子连到第二调谐电容器连接导体，所述第二调谐电容器连接导体由第四导电薄片形成；用一薄层高电介质电绝缘材料分隔所述第三和第四导电薄片；用插入的高电介质电绝缘薄层将所述第三和第四导电薄片连在一起以形成低电感连接；由所述第三导电薄片形成所述第一调谐电容器端子；及由所述第四导电薄片形成所述第二调谐电容器端子。
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