CN111418135A - 用于逆变器的负载异常检测电路和逆变器装置 - Google Patents

用于逆变器的负载异常检测电路和逆变器装置 Download PDF

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Abstract

一种在逆变器的操作期间检测负载的异常的用于逆变器的负载异常检测电路，逆变器具有开关元件和将输出频率控制为负载的谐振频率的相位同步回路，负载异常检测电路包括：相移检测部，该相移检测部检测从逆变器向负载施加的输出电压与输出电流之间的相移，并且基于测得的相移发送异常负载信号。开关元件包括自熄弧元件和与自熄弧元件反向并联连接的回流二极管。相移检测部检测输出电流相对于输出电压的相位的提前和延迟。

Description

用于逆变器的负载异常检测电路和逆变器装置
技术领域
本发明涉及一种用于逆变器的负载异常检测电路和包括该逆变器的逆变器装置，设置所述负载异常检测电路用以在被供给来自逆变器的电力的负载中发生异常时保护逆变器免受负载异常的影响。
背景技术
逆变器装置被用作向负载供应交流电的供电装置。当电力供应到逆变器装置时，由于能够任意地设定向负载施加的电压值和电流值，所以根据负载的特性和需要的工作量来供应电力，从而在向负载供应电力时不存在浪费，从而能够有效地进行电力的供应。
作为逆变器装置的实例，如图7所示，已知一种逆变器装置1，其包括：整流电路10，其利用二极管11和平滑电容器12将三相交流电转换为直流电；恒压电路20，其使整流电路10的输出电压形成为预定电压；逆变电路30，其将来自恒压电路20的直流电转换为交流电；以及相位同步回路(后文简称为“PLL电路”)40，其将从逆变电路30输出的交流电的频率控制为负载2的谐振频率。逆变器装置1是电压型逆变器装置，其产生能够被认作高频率的高频交流电，并且具有小的输出阻抗。
恒压电路20是即使在负载或输入电压中具有变化也向输出侧稳定地供应预定直流电压的斩波型恒压电路。恒压电路20设置有：用于电力控制的MOSFET 21，其是用作斩波器本体的开关元件；电抗器22和电容器23，用于电压和电流平滑；以及续流二极管24，其在MOSFET21断开时用作负载电流路径。恒压电路20能够通过改变施加于MOSFET 21的栅极的周期信号的接通时间宽度来调节输出电压。
逆变电路30设置有用于频率控制的MOSFET 31，其为以桥形连接的开关元件。二极管32并联连接于各个MOSFET 31，以在感性负载的情况下使滞后电流分量返回到直流电路，或使滞后电流分量在桥中回流。此外，逆变电路30设置有变流器33和变压器34，变流器和变压器连接至包括电感L和电容C的负载2，以检测流向负载2的电流I1和电压V1。
PLL电路40设置有：相位比较电路41，其检测流向负载2的电流I1和电压V1的相移；模拟加法器/减法器42，其加上/减去预设的频率设定值，以匹配由相位比较电路41检测的电流I1和电压V1的相移；压控振荡器43，其输出频率与自从模拟加法器/减法器42输出的电压所对应的信号；以及栅极信号控制电路44，其根据从压控振荡器43输出的信号的频率而顺次向逆变电路30的MOSFET 31的栅极A至D发送信号。
根据这样的逆变器装置1，能够产生具有能被视为高频率的高频的交流电，使得其能够用于钢材的高频硬化等。另外，由于输出频率被控制为匹配流向负载2的电流I1和电压V1的相移，所以输出电力频率与包括电感L和电容C的负载2的谐振频率一致，使得其能够有效地操作负载2。
在逆变器装置1的运行期间，当发生诸如负载2侧电路的一部分的诸如短路和开路的异常时，由于负载2的阻抗快速变化，所以谐振频率大幅改变。于是，由于逆变器装置1的PLL电路40控制输出频率以跟随负载2的谐振频率，所以在控制的瞬态下可能瞬间产生大电流或大电压，从而MOSFET 31可能损坏。特别地，当由于负载2的阻抗的变化而导致电流I1的相位相对于电压V1的相位提前时，产生相对大的浪涌电压，导致MOSFET 31容易被浪涌电压损坏的问题。因此，从确保对电流I1的相位提前的裕度的观点出发，逆变器装置1以电流I1的相位相对于电压V1的相位稍微延迟的状态运行。此外，在现有技术中已知检测电流I1相对于电压V1的相位的提前以加强MOSFET 31的保护。
现有技术的用于逆变器的负载异常检测电路添加至前述逆变器装置1，检测从逆变器装置1向负载2输出的电压V1和电流I1的相移，并且基于相移发送异常负载信号。负载异常检测电路接收分别从连接于PLL电路40的变流器33和变压器34获得的电流I1和电压V1。然后，负载异常检测电路使输入电流I1和电压V1形成为预定方波，并且将电流I1的波形与电压V1的波形进行比较(见例如专利文献1：JP-B2-3652098)。
当发生负载谐振电路的电感降低的异常并且负载2的谐振频率2从逆变器装置1的操作频率偏移时，由于负载2的谐振电路用作容性负载，所以电流I1的相位相对于电压V1的相位提前。在该情况下，负载异常检测电路关断逆变电路30的MOSFET 31的所有栅极信号，并且还关断斩波型恒压电路20中使用的MOSFET 21，从而防止电流从输入侧流入。以该方式，停止向负载2供电并且保护MOSFET 31。
专利文献1：JP-B2-3652098
根据现有技术的用于逆变器的负载异常检测电路，检测电流I1相对于电压V1的相位提前，但是未检测电流I1相对于电压V1的相位延迟。当发生电流I1相对电压V1的相位延迟时，电流I1的滞后电流分量流经与MOSFET 31并联连接的二极管32。相似地，当发生电流I1相对于电压V1的相位提前时，电流I1的超前电流分量流过二极管32。另一方面，当电流I1和电压V1的相位彼此一致时，电流I1不流过二极管32。通过PLL电路40执行的电流I1和电压V1的相位的调整也能够称为关于是否允许电流I1流过MOSFET 31或二极管32的调整。
由于电流I1和电压V1的相移引起流过二极管32的电流I1的滞后电流分量或超前电流分量的增大，因此二极管32导致的损耗可能增大。当二极管32例如结合在MOSFET 31中时，MOSFET 31随着二极管32导致的损耗增加而产生热量，从而MOSFET 31可能由于热因素而损坏。
发明内容
一个以上的实施例提供一种用于逆变器的负载异常检测电路，其能够防止作为逆变器的重要元件的开关元件损坏，并且提供一种逆变器装置。
在方面(1)中，一种用于逆变器的负载异常检测电路，该负载异常检测电路在逆变器的操作期间检测负载的异常，逆变器具有开关元件和将输出频率控制为负载的谐振频率的相位同步回路，负载异常检测电路包括：相移检测部，该相移检测部检测从逆变器向负载施加的输出电压与输出电流之间的相移，并且基于测得的相移发送异常负载信号。开关元件包括自熄弧元件和与自熄弧元件反向并联连接的回流二极管。相移检测部检测输出电流相对于输出电压的相位的提前和延迟。
在方面(2)中，一种逆变器装置，具有开关元件和将输出频率控制为负载的谐振频率的相位同步回路，所述逆变器装置包括：根据方面(1)所述的用于逆变器的负载异常检测电路。
用于逆变器的负载异常检测电路能够防止作为逆变器的重要元件的开关元件损坏。
附图说明
图1是图示出用于说明本发明的实施例的逆变器装置的实例的电路图；
图2是图示出用于图1的逆变器的负载异常检测电路的电路图；
图3是用于图2的逆变器的负载异常检测电路的相移检测操作的实例的时序图；
图4是用于图2的逆变器的负载异常检测电路的相移检测操作的实例的时序图；
图5是用于图2的逆变器的负载异常检测电路的相移检测操作的实例的时序图；
图6是用于图2的逆变器的负载异常检测电路的相移检测操作的实例的时序图；以及
图7是现有技术的电路图。
具体实施方案
后文将基于附图描述本发明的实施例。在下文的描述中，使用相同的参考标号表示前述相同的元件和电路，并且省略或简化其描述。
图1是用于说明本发明的实施例的逆变器装置的实例的电路图。
通过将负载异常检测电路50添加至前述逆变器装置1而获得图1所示的逆变器装置3。逆变电路30的MOSFET31的导通电阻值小于二极管32的正向电阻值，并且为例如硅MOSFET。二极管32可以并入MOSFET 31中，或者可以与MOSFET 31分开设置。
图2是负载异常检测电路50的电路图。
负载异常检测电路50检测从逆变器装置3向负载2输出的电流I1和电压V1的相移，并且基于相移向PLL电路40发送异常负载信号。从变流器33获得的电流I1和从变压器34获得的电压V1被输入到负载异常检测电路50。
如图2所示，负载异常检测电路50设置有：波形整形器51，其用于基于电压V1生成脉冲信号；波形整形器52，其用于基于电流I1生成脉冲信号；脉宽改变器53，其用于基于电压V1改变从波形整形器51输出的脉冲信号的脉宽；D触发器54；锁存器55，其用于保持D触发器54的输出；比较器56，其用于检测电流I1的大小是否达到预定值；以及反相器57，其用于将比较器56的输出信号反相。
波形整形器51包括电阻器51A、电容器51B等，电阻器51A用于调节生成的脉冲信号的幅度，电容器51B用于切断电压V1的波形中所包括的非必要谐波分量，并基于电压V1产生脉冲信号。脉冲信号是幅度周期地变为最大值HIGH和最小值LOW之一的信号。脉冲波形优选为方波，但也可以是三角波、锯齿波等。
与波形整形器51相似，波形整形器52包括电阻器52A、电容器52B等，电阻器52A用于调节生成的脉冲信号的幅度，电容器52B用于切断电流I1的波形中所包括的非必要谐波分量，并基于电流I1产生脉冲信号。
脉宽改变器53基于从波形整形器51输出的电压V1将脉冲信号(例如方波)的脉宽改变为小于电压V1的半个周期T/2的脉宽PW。例如可以使用单稳态多谐振荡器作为脉宽改变器53。当假定脉宽改变器53为单稳态多谐振荡器时，脉宽改变器53包括连接于电源Vcc的电阻器53A和电容器53B，并且通过采用输入到输入口A的信号作为触发而从输出口Q1输出具有与电阻器53A的电阻值和电容器53B的电容决定的RC时间常数对应的脉宽的脉冲信号。
D触发器54具有：时钟端口CL，基于电流I1而从波形整形器52输出的脉冲信号作为时钟信号输入该时钟端口CL；数据端口D，从脉宽改变器53输出的脉冲信号，即基于电压V1并且具有比电压V1的半个周期T/2小的脉宽PW的脉冲信号作为数据信号输入到该数据端口D；复位端口R，复位信号输入至该复位端口R；输出端口Q2，用于在达到置位状态时输出信号；以及反相输出端口#Q2，用于与输出端口Q2相反地在达到复位状态时输出信号。利用脉宽改变器53和D触发器54，相移检测器58形成为检测电流I1相对于电压V1的相位的提前和延迟。
比较器56将分别输入到比较器56的两个输入端口的交流信号的大小互相比较。表示流向负载2的电流I1的值的交流信号输入到比较器56的一个输入端口。通过预定交流电压V2除以可变电阻59而获得的交流信号作为预设基准值输入到比较器56的另一输入端口。
当电流I1大于基准值时，从比较器56输出稳定操作信号。稳定操作信号通过反相器57反相并且发送到D触发器54的复位端口R。通过比较器56、反相器57和可变电阻59，掩码器60形成为向D触发器54的复位端口R连续输入复位信号，直到电流I1的值大于基准值为止。
在逆变器装置3开始操作之后，直到逆变器装置3的操作到达稳定状态，具体地，直到逆变器装置3的操作频率与负载2的谐振频率一致并且流向负载2的电流I1大于基准值，掩码器60连续地向D触发器54的复位端口R输入复位信号，并且停止负载异常检测电路50的相移检测操作。以该方式，解决了如下问题：在逆变器装置3的流向负载2的电流I1不稳定并且电流I1与电压V1的相位不彼此一致的启动之后逆变器装置3立即被强制停止。然后，当逆变器装置3的操作达到稳定状态时，负载异常检测电路50的相移检测操作开始。
图3至6是负载异常检测电路50的相移检测操作的实例的时序图。
在图3至6所示的实例中，波形整形器51基于电压V1生成方波脉冲信号，并且波形整形器52基于电流I1生成方波脉冲信号。此外，脉宽改变器53从输出端口Q1输出脉冲信号，该脉冲信号在波形整形器51基于电压V1输出的脉冲信号的上升时刻上升并且输入到输入端口A，并且具有比电压V1的半个周期T/2小的脉宽PW。此外，D触发器54是上升边缘触发器型D触发器，并且当在时钟信号的上升时刻输入数据信号时进入置位状态。
如图3所示，当电压V1和电流I1的相位彼此一致时，由于输入到D触发器54的时钟端口CL的时钟信号(基于电流I1从波形整形器52输出的脉冲信号)的相位与输入到数据端口D的数据信号(基于电压V1从脉宽改变器53输出的脉冲信号)的相位一致，数据信号在输入到时钟端口CL的时钟信号的上升时刻输入到数据端口D，使得D触发器54进入置位状态。在置位状态下，D触发器54的输出端口Q2变为HIGH，并且反相输出端口#Q2变为LOW。
另一方面，如图4所示，当电流I1的相位相对于电压V1的相位提前时，由于在输入到D触发器54的时钟端口CL的时钟信号的上升时刻数据信号未输入至数据端口D，所以D触发器54进入复位状态。在复位状态下，D触发器54的输出端口Q2变为LOW，并且反相输出端口#Q2变为HIGH。
此外，如图5所示，当电流I1的相位相对于电压V1的相位延迟，并且延迟ΔT等于或大于基于电压V1的从脉宽改变器53输出的脉冲信号的脉宽PW时，由于在输入到D触发器54的时钟端口CL的时钟信号的上升时刻数据信号未输入到数据端口D，所以D触发器54进入复位状态。在复位状态下，D触发器54的输出端口Q2变为LOW，并且反相输出端口#Q2变为HIGH。
例如，通过使用从D触发器54的输出端口Q2输出的信号，将输出信号为HIGH的情况假定为正常，并且将输出信号为LOW的情况假定为负载异常，从而能够检测电流I1相对于电压V1的相位提前以及等于或大于脉宽PW的相位延迟。此外，通过使用从D触发器54的反相输出端口#Q2输出的信号，将输出信号为LOW的情况假定为正常，并且将输出信号为HIGH的情况假定为负载异常，从而能够检测电流I1相对于电压V1的相位提前以及等于或大于脉宽PW的相位延迟。D触发器54的输出信号经由锁存器55输入到逆变器装置3的PLL电路40，并且当输入了表示负载异常的输出信号(异常负载信号)时，PLL电路40适当地关断MOSFET 31以停止对负载2供电，从而保护MOSFET 31免于损坏。
另外，在本实例中，基于复位信号通过掩码器60连续地向D触发器54的复位端口R输入，从而停止负载异常检测电路50的相移检测操作直到逆变器装置3的操作达到稳定状态为止这样的事实，使用反相输出端口#Q2的输出信号(见图2)，其中输出信号为LOW的情况假定为正常，并且输出信号为HIGH的情况假定为负载异常。
如图6所示，即使电流I1的相位相对于电压V1的相位延迟，当延迟ΔT小于基于电压V1的从脉宽改变器53输出的脉冲信号的脉宽PW时，由于在输入到D触发器54的时钟端口CL的时钟信号的上升时刻数据信号输入到数据端口D，所以D触发器54进入置位状态，与电压V1和电流I1的相位彼此一致的情况相似，如图3所示。换言之，允许小于脉宽PW的相位延迟。可以通过脉宽改变器53的RC时间常数改变脉宽PW，并且适当地根据允许的相位延迟而设定脉宽PW。
根据前述实施例，具有以下效果。
首先，由于设置负载异常检测电路50以根据流向负载2的电流I1和电压V1的相移检测负载2的异常，所以当负载2的阻抗由于事故等而改变时，能够根据通过负载2的谐振频率变化产生的电流I1和电压V1的相移而快速地检测负载2的异常，并且能够在PLL电路40完成跟随负载2的谐振频率的操作之前可靠地检测负载2的异常。
此外，将电流I1相对于电压V1的相位延迟以及电流I1相对于电压V1的相位提前检测为电流I1和电压V1的相移，从而能够抑制当电流I1的超前电流分量或滞后电流分量流过二极管32时产生的损耗的增加。此外，当二极管32并入MOSFET 31中时，能够防止由于通过二极管32的损耗增大而导致的MOSFET 31的产热而损坏MOSFET 31。这在MOSFET 31为SiC-MOSFET并且其导通电阻值小于二极管32的正向电阻值时是特别有益的。
此外，使用脉宽改变器53和D触发器54构成相移检测装置，该相移检测装置检测电流I1相对于电压V1的相位的提前和延迟，基于电流I1的脉冲信号输入到D触发器54的时钟端口CL，基于电压V1的脉冲信号输入到D触发器54的数据端口D，并且通过D触发器54的状态检测电流I1相对于电压V1的相位的提前和延迟，从而能够使用简单的电路配置检测电流I1相对于电压V1的相位的提前和延迟，并且能够大幅简化负载异常检测电路50。
此外，负载异常检测电路50设置有掩码器60，其将施加于负载2的电流I1的电流值与预设基准值进行比较，并且连续地向D触发器54输出复位信号直到电流I1的值大于基准值，从而能够解决如下问题：在流向负载2的电流I1不稳定并且电流I1与电压V1的相位不彼此一致这样的逆变器装置3启动时负载异常检测电路50的相移检测操作临时停止，并且在启动之后立即强制停止逆变器装置3。
至此，已经使用优选实施例描述了本发明；然而，本发明不限于实施例，并且能够在不脱离本发明的范围的范围内进行各种改善和设计变化。
例如，整流电路的整流方法不限于将二极管用作整流元件的无源方法；可以使用诸如SCR这样的有源整流元件，并且可以采用用于对有源整流元件进行相位控制的有源方法。
此外，恒压电路的斩波方法不限于采用MOSFET的方法；可以使用诸如另一个双极晶体管这样的开关元件，并且当二极管整流电路和脉宽调制型逆变电路相互结合时，可以省略斩波型恒压电路。
此外，反相电路不限于采用MOSFET的电路；可以使用诸如另一双极晶体管这样的开关元件，并且简言之，当实施本发明时，可以适当地选择本发明的逆变器装置的主体侧的电气元件、电子元件和电路配置。
本申请要求2017年11月29日提交的日本专利申请2017-229431的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

Claims (6)

1.一种用于逆变器的负载异常检测电路，该负载异常检测电路在所述逆变器的操作期间检测负载的异常，所述逆变器具有开关元件和相位同步回路，该相位同步回路将输出频率控制为所述负载的谐振频率，所述负载异常检测电路包括：
相移检测部，该相移检测部检测从所述逆变器向所述负载施加的输出电压与输出电流之间的相移，并且基于检测到的所述相移发送异常负载信号，
其中，所述开关元件包括自熄弧元件和与所述自熄弧元件反向并联连接的回流二极管，并且
其中，所述相移检测部检测所述输出电流相对于所述输出电压的相位的提前和延迟。
2.根据权利要求1所述的用于逆变器的负载异常检测电路，其中，
所述自熄弧元件的导通电阻值比所述回流二极管的正向电阻值小。
3.根据权利要求1或2所述的用于逆变器的负载异常检测电路，其中，
所述相移检测部包括D触发器和脉宽改变部，
所述D触发器具有：时钟端口，基于所述输出电流的脉冲信号作为时钟信号被输入到所述时钟端口；数据端口，基于所述输出电压的脉冲信号作为数据信号输入到所述数据端口；以及输出端口，该输出端口根据状态输出信号，
所述脉宽改变部基于输入到所述数据端口的所述输出电压将所述脉冲信号的脉宽设定为比所述输出电压的半个周期短的脉宽，
其中，当在由所述时钟信号定义的时刻输入所述数据信号时，所述D触发器从复位状态变为置位状态。
4.根据权利要求3所述的用于逆变器的负载异常检测电路，其中，
所述D触发器包括复位端口，从所述置位状态变为所述复位状态的复位信号输入到所述复位端口，并且
所述负载异常检测电路还包括：掩码部，该掩码部将施加于所述负载的输出电流的电流值与预定的基准值进行比较，并且向所述D触发器的所述复位端口输入所述复位信号，直到所述电流值大于所述基准值。
5.一种逆变器装置，该逆变器装置具有开关元件和相位同步回路，该相位同步回路将输出频率控制为负载的谐振频率，所述逆变器装置包括：根据权利要求1所述的用于逆变器的负载异常检测电路。
6.根据权利要求5所述的逆变器装置，其中，
所述自熄弧元件的导通电阻值比所述回流二极管的正向电阻值小。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115808582A (zh) * 2022-11-21 2023-03-17 深圳市索源科技有限公司 一种逆变器负载检测电路

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109633484B (zh) * 2018-12-13 2021-06-29 深圳市英威腾电气股份有限公司 一种中频电源的锁相方法、装置及设备
CN109633264B (zh) * 2018-12-13 2021-07-06 深圳市英威腾电气股份有限公司 一种中频电源的寻频方法、装置及设备
CN114336991B (zh) * 2022-01-07 2023-06-30 重庆前卫无线电能传输研究院有限公司 多逆变器并联型无线能量传输系统同步控制方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3419861B2 (ja) * 1993-12-21 2003-06-23 高周波熱錬株式会社 電流供給型インバータのフェイズトリップ回路及びその信号整形回路
JP3652098B2 (ja) * 1998-02-16 2005-05-25 高周波熱錬株式会社 インバータ用負荷異常検出回路
JP2005276701A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 誘導加熱用インバータの制御方法および装置
CN102204077A (zh) * 2008-11-05 2011-09-28 株式会社日立医疗器械 相移型逆变电路、使用该电路的x射线高压装置、x射线ct装置和x射线摄影装置
JP2015119583A (ja) * 2013-12-19 2015-06-25 株式会社ダイヘン インバータ回路の制御回路、この制御回路を備えたインバータ装置、このインバータ装置を備えた誘導加熱装置、および、制御方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2652098B2 (ja) * 1991-10-22 1997-09-10 新日本製鐵株式会社 車体補強用鋼管の熱処理方法
JPH09237685A (ja) * 1996-02-29 1997-09-09 Matsushita Electric Works Ltd 照明装置
US6628112B2 (en) * 2001-06-28 2003-09-30 Conexant Systems, Inc. System and method for detecting phase offset in a phase-locked loop
TW522654B (en) * 2002-03-26 2003-03-01 Via Tech Inc Apparatus and method for measuring jitter of phase lock loop signal
US7412617B2 (en) * 2006-04-06 2008-08-12 Mediatek Inc. Phase frequency detector with limited output pulse width and method thereof
KR100739165B1 (ko) * 2006-04-13 2007-07-13 엘지전자 주식회사 리니어 압축기의 운전제어장치 및 방법
EP3031121A4 (en) * 2013-08-06 2017-02-15 Bedrock Automation Platforms Inc. Smart power system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3419861B2 (ja) * 1993-12-21 2003-06-23 高周波熱錬株式会社 電流供給型インバータのフェイズトリップ回路及びその信号整形回路
JP3652098B2 (ja) * 1998-02-16 2005-05-25 高周波熱錬株式会社 インバータ用負荷異常検出回路
JP2005276701A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 誘導加熱用インバータの制御方法および装置
CN102204077A (zh) * 2008-11-05 2011-09-28 株式会社日立医疗器械 相移型逆变电路、使用该电路的x射线高压装置、x射线ct装置和x射线摄影装置
JP2015119583A (ja) * 2013-12-19 2015-06-25 株式会社ダイヘン インバータ回路の制御回路、この制御回路を備えたインバータ装置、このインバータ装置を備えた誘導加熱装置、および、制御方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115808582A (zh) * 2022-11-21 2023-03-17 深圳市索源科技有限公司 一种逆变器负载检测电路
CN115808582B (zh) * 2022-11-21 2023-12-26 深圳市索源科技有限公司 一种逆变器负载检测电路

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