CN117812769A - Cclc感应加热电源、对称式cclcc感应加热电源及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种CCLC感应加热电源、对称式CCLCC感应加热电源及其控制方法,涉及感应加热电源技术领域。本发明的CCLC感应加热电源包括整流电路、电流源型逆变器和CCLC谐振网络;其中,CCLC谐振网络包括并联电容、第一串联电容、第二串联电容和加热线圈,其中并联电容的两端分别连接第一串联电容的第一端、第二串联电容的第一端,第一串联电容的第二端经由加热线圈连接在第二串联电容的第二端上。本发明的加热电源的CCLC谐振网络可以通过选择三个电容大小来实现逆变器的负载匹配来调功,拓宽功率的调节范围。
Description
技术领域
本发明涉及感应加热电源技术领域,具体涉及一种CCLC感应加热电源、对称式CCLCC感应加热电源及其控制方法。
背景技术
大功率高频感应加热电源目前主要分为电压源型串联谐振变换器和电流源型并联谐振变换器,如图1和图2所示。其主要由晶闸管整流、逆变器以及谐振负载组成,电压源型和电流源型的主要区别在于输入是电流还是电压,电压源型负载网络为串联谐振,电流源型负载网络为并联谐振。电流源型逆变器依靠电流源供电,所以并联扩容容易,在大功率场合能够更好的应用。
然而,现有技术中的感应加热电源通过合理选择并联谐振电容C的大小来实现逆变器的负载匹配来调功,但功率调节范围有限。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种CCLC感应加热电源、对称式CCLCC感应加热电源及其控制方法,解决了现有的感应加热电源的功率调节范围有限的技术问题。
(二)技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
第一方面,本发明提供一种CCLC感应加热电源,包括整流电路、电流源型逆变器和CCLC谐振网络;
其中,
所述电流源型逆变器包括第一电感、第二电感和桥臂电路;
所述整流电路的输入侧连接输入电压,整流电路的两个输出端分别经由第一电感、第二电感连接在桥臂电路的第一端、第二端上;
所述CCLC谐振网络包括并联电容、第一串联电容、第二串联电容和加热线圈,其中并联电容的两端分别连接第一串联电容的第一端、第二串联电容的第一端,第一串联电容的第二端经由加热线圈连接在第二串联电容的第二端上;所述并联电容和第一串联电容公共端连接在所述桥臂电路的第三端上,所述并联电容和第二串联电容公共端连接在所述桥臂电路的第四端上;
通过选择并联电容、第一串联电容、第二串联电容各自的大小,实现电流源型逆变器的负载匹配,调节加热电源的功率。
优选的,所述整流电路包括三相晶闸管整流电路。
优选的,所述桥臂电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管,
其中,所述第一二极管的阳极连接桥臂电路的第一端,第一二极管的阴极经由第一开关管连接在第二二极管的阳极上,第二二极管的阴极连接第二开关管的第一端,第一开关管与第二二极管连接端为桥臂电路的第三端;第二开关管的第二端连接桥臂电路第二端;
所述第三二极管的阳极连接桥臂电路的第一端,第三二极管的阴极经由第三开关管连接在第四二极管的阳极上,第四二极管的阴极连接第四开关管的第一端,第三开关管与第四二极管连接端为桥臂电路的第四端;第四开关管的第二端连接桥臂电路第二端;
所述桥臂电路连接若干控制端,适于在控制端接入的控制信号的控制下,桥臂电路的第三端和第四端输出不同的电流。
第二方面,本发明提供一种CCLC感应加热电源的控制方法,用于控制如上述所述的CCLC感应加热电源,所述控制方法包括:
通过控制器采集输入侧的电压和电流,整流电路输出侧的电流,以及并联电容上的电压,根据并联电容上的电压的大小来控制整流电路的输出,保证电流源型逆变器安全工作;
通过压控振荡器对电流源型逆变器进行谐振频率跟踪,保证CCLC感应加热电源的输出电压和输出电流同相位。
第三方面,本发明提供一种对称式CCLCC感应加热电源,包括:第一整流电路、第一电流源型逆变器、第二整流电路、第二电流源型逆变器和以及CCLCC谐振网络;
所述第一电流源型逆变器包括第一电感、第二电感和第一桥臂电路;所述第二电流源型逆变器包括第三电感、第四电感和第二桥臂电路;
第一整流电路、第二整流电路的输入侧均连接输入电压,第一整流电路的两个输出端分别经由第一电感、第二电感连接在第一桥臂电路的第一端、第二端上;第二整流电路的两个输出端分别经由第三电感、第四电感连接在第二桥臂电路的第一端、第二端上;
CCLCC谐振网络包括第一并联电容、第一串联电容、第二串联电容、第一加热线圈、第二并联电容、第三串联电容、第四串联电容和第二加热线圈其中第一并联电容的两端分别连接第一串联电容的第一端、第二串联电容的第一端,第一串联电容的第二端经由第一加热线圈、第三串联电容、第二并联电容、第四串联电容、第二加热线圈连接在第二串联电容的第二端上;
所述第一并联电容和第一串联电容公共端连接在所述第一桥臂电路的第四端上,所述第一并联电容和第二串联电容公共端连接在所述第一桥臂电路的第三端上;所述第二并联电容和第三串联电容公共端连接在所述第二桥臂电路的第四端上,所述第二并联电容和第四串联电容公共端连接在所述第二桥臂电路的第三端上;
第一桥臂电路的第三端、第四端分别连接在第一并联电容的两端上;第二桥臂电路的第三端、第四端分别连接在第二并联电容的两端上;
通过选择第一并联电容、第一串联电容、第二串联电容、第二并联电容、第三串联电容、第四串联电容各自的大小,实现第一电流源型逆变器、第二电流源型逆变器的负载匹配,调节加热电源的功率。
优选的,所述第一整流电路包括第一三相晶闸管整流电路。
优选的,所述第二整流电路包括第二三相晶闸管整流电路。
优选的,所述第一桥臂电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管,
其中,所述第一二极管的阳极连接第一桥臂电路的第一端,第一二极管的阴极经由第一开关管连接在第二二极管的阳极上,第二二极管的阴极连接第二开关管的第一端,第一开关管与第二二极管连接端为第一桥臂电路的第三端;第二开关管的第二端连接第一桥臂电路第二端;
所述第三二极管的阳极连接桥第一臂电路的第一端,第三二极管的阴极经由第三开关管连接在第四二极管的阳极上,第四二极管的阴极连接第四开关管的第一端,第三开关管与第四二极管连接端为第一桥臂电路的第四端;第四开关管的第二端连接第一桥臂电路第二端。
优选的,所述第二桥臂电路包括第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第五二极管、第六二极管、第七二极管和第八二极管,
其中,所述第五二极管的阳极连接第二桥臂电路的第一端,第五二极管的阴极经由第五开关管连接在第六二极管的阳极上,第六二极管的阴极连接第六开关管的第一端,第五开关管与第六二极管连接端为第二桥臂电路的第三端;第六开关管的第二端连接第二桥臂电路第二端;
所述第七二极管的阳极连接第二桥臂电路的第一端,第七二极管的阴极经由第七开关管连接在第八二极管的阳极上,第八二极管的阴极连接第八开关管的第一端,第七开关管与第八二极管连接端为第二桥臂电路的第四端;第八开关管的第二端连接第二桥臂电路第二端;
所述第一桥臂电路、第二桥臂电路均连接若干控制端,适于在控制端接入的控制信号的控制下,第一桥臂电路、第二桥臂电路的第三端和第四端输出不同的电流。
第四方面,本发明提供一种对称式CCLCC感应加热电源的控制方法,用于控制如上述所述的对称式CCLCC感应加热电源,所述控制方法包括:
通过控制器采集输入侧的电压和电流,第一整流电路、第一整流电路输出侧的电流,以及第一并联电容、第二并联电容上的电压,根据第一并联电容、第一并联电容上的电压的大小来控制第一整流电路、第二整流电路的输出,保证第一电流源型逆变器、第二电流源型逆变器安全工作;
通过压控振荡器对第一电流源型逆变器、第二电流源型逆变器进行谐振频率跟踪,保证对称式CCLCC感应加热电源的输出电压和输出电流同相位。
(三)有益效果
本发明提供了一种CCLC感应加热电源、对称式CCLCC感应加热电源及其控制方法。与现有技术相比,具备以下有益效果:
本发明的CCLC感应加热电源包括整流电路、电流源型逆变器和CCLC谐振网络;其中,电流源型逆变器包括第一电感、第二电感和桥臂电路;CCLC谐振网络包括并联电容、第一串联电容、第二串联电容和加热线圈,其中并联电容的两端分别连接第一串联电容的第一端、第二串联电容的第一端,第一串联电容的第二端经由加热线圈连接在第二串联电容的第二端上;整流电路的输入侧连接输入电流,整流电路的两个输出端分别经由第一电感、第二电感连接在桥臂电路的第一端、第二端上;桥臂电路的第三端、第四端分别连接在并联电容的两端上。本发明的加热电源的CCLC谐振网络可以通过选择三个电容大小来实现逆变器的负载匹配来调功,拓宽功率的调节范围。同时,通过一级控制方法,减少传感器数量,降低了器件成本以及提高了控制效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为串联谐振大功率高频感应加热电源的电路图;
图2为并联谐振大功率高频感应加热电源的电路图;
图3为本发明一实施例的CCLC感应加热电源的结构示意图;
图4为本发明另一实施例的CCLC感应加热电源的电路图;
图5为本发明另一实施例的CCLC感应加热电源的一级控制框图
图6为本发明另一实施例的对称式CCLCC感应加热电源的结构示意图;
图7为本发明另一实施例的对称式CCLCC感应加热电源的电路图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,为了叙述方便,开关MOSFET被用作代表本发明实施例中的可控型(导通和关断)开关管,但本发明中的开关管不限定于MOSFET。以MOSFET为例进行说明。MOSFET的第一端指漏极,第二端指源极,控制端指栅极。本发明实施例中的每个开关管的控制端施加一个驱动控制信号。简洁起见,后面不再赘述。本发明实施例中的功率开关管也可以采用MOSFET之外的其它可控型开关管器件实现,比如IGBT。同时,本发明实施例中为保证各开关器件的正常工作,需要在各开关器件上并联一个续流二极管,续流二极管的并联方向与开关器件的类型相关,技术人员可以根据开关器件的类型进行设置,在此不作限定。若未说明,则开关器件默认包含一个续流二极管,特别情况下本实施例会指出。
本申请实施例通过提供一种CCLC感应加热电源、对称式CCLCC感应加热电源及其控制方法,解决了现有的感应加热电源的功率调节范围有限的技术问题,实现拓宽功率的调节范围。
本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题,总体思路如下:
现有的使用了电流源型逆变结构加上LC并联谐振的方式,如图2所示。通过合理选择并联谐振电容C的大小来实现逆变器的负载匹配来调功,但功率调节范围有限。此外,对于二阶电路需要进行阻抗匹配,在谐振逆变器输出端接一个高频降压变压器来和二阶谐振电路达到阻抗匹配是一种常用的负载匹配方法,但在高频大功率电源变压器中,这种变压器的铁心生产工艺复杂,成本很高,很难实现应用。
为解决上述问题,本发明实施例针对大功率感应加热电源应用场合,提出了一种CCLC感应加热电源,该加热电源的CCLC谐振网络可以通过选择三个电容大小来实现逆变器的负载匹配来调功,调功自由度高,拓宽功率的调节范围。同时,在感应加热电源的谐振网络中串联了电容,起到负载匹配的作用,取代高频匹配变压器,实现高效、低成本的设计。进一步的,针对大功率感应加热电源提出了一种一级控制结构,降低成本的同时保障了系统安全,同时提高了控制效率。在上述基础上,进一步提出了主从逆变器架构的对称式CCLCC感应加热电源,可以提高2倍功率,能够满足大功率应用的场合。
为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
如图3所示,本发明实施例的CCLC感应加热电源包括整流电路、电流源型逆变器和CCLC谐振网络;
其中,
所述电流源型逆变器包括第一电感、第二电感和桥臂电路;
所述整流电路的输入侧连接输入电流,整流电路的两个输出端分别经由第一电感、第二电感连接在桥臂电路的第一端、第二端上;
所述CCLC谐振网络包括并联电容、第一串联电容、第二串联电容和加热线圈,其中并联电容的两端分别连接第一串联电容的第一端、第二串联电容的第一端,第一串联电容的第二端经由加热线圈连接在第二串联电容的第二端上;所述并联电容和第一串联电容公共端连接在所述桥臂电路的第三端上,所述并联电容和第二串联电容公共端连接在所述桥臂电路的第四端上;
通过选择联电容、第一串联电容、第二串联电容各自的大小,实现电流源型逆变器的负载匹配,调节加热电源的功率。
如图4所示,整流电路包括三相晶闸管整流电路,电流源型逆变器包括4个开关管和4个二极管,具体如图4所示,第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4,其中,所述第一二极管D1的阳极连接桥臂电路的第一端,第一二极管D1的阴极经由第一开关管S1连接在第二二极管D2的阳极上,第二二极管D2的阴极连接第二开关管S2的第一端,第一开关管S1与第二二极管D2连接端为桥臂电路的第三端;第二开关管S2的第二端连接桥臂电路第二端;所述第三二极管D3的阳极连接桥臂电路的第一端,第三二极管D3的阴极经由第三开关管S3连接在第四二极管D4的阳极上,第四二极管D4的阴极连接第四开关管S4的第一端,第三开关管S3与第四二极管D4连接端为桥臂电路的第四端;第四开关管S4的第二端连接桥臂电路第二端。第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4的第三端连接控制端,适于在控制端接入的控制信号的控制下,桥臂电路的第三端和第四端输出不同的电流。与传统的LC并联谐振不同的是在谐振网络中串联了两个电容CS1和CS2,通过线圈电感槽路串联电容,抵消了一部分感应线圈感抗,从而感应线圈上电压得到提升,有利于功率的输出,下面分析其电压关系,假设并联电容上电容电压为UCP,加热线圈上(即感应线圈L以及线圈内阻R)的电压为ULR,由电容阻抗表达式和基尔霍夫电压定律(KVL)可得:
2/>
由于谐振网络工作时,电流源型逆变器的输出桥臂上几乎没有电流,所以并联电容CP上的电流近似等于串联电容CS1上的电流,由此可得,并联电容CP、串联电容CS1、串联电容CS2近似串联,所以总的电容容值C可以由下面公式得到:
根据串联电流相等原则,可以依次求得电容CS1和电容CS2上的电压:
所以输出上的电压为:
由公式可得,加热线圈上电压与桥臂输出电压以及并联电容和串联电容的容值有关。同时,存在两个谐振频率点,分别为:
电路不会工作在,若工作在/>就相当于串联谐振,不能实现负载匹配和调功的目的。当工作频率小于/>时,此时负载呈感性,当工作频率大于/>时,此时负载呈容性。工作频率为/>时,此时导纳最小,主电路电流最小,品质因素可得:
当并联电容不变,串联电容变小时,谐振频率增大,Q减小,支路上电流变大,串联电容电压变大,线圈电压变大,负荷电阻上的功率变大。
本发明实施例针对CCLC感应加热电源提出了控制方法,其一级控制框图如图5所示。通过控制器采集输入侧(也就是电网)的电压和电流,整流电路输出侧的电流和并联电容Cp上的电压,根据并联电容Cp上的电压的大小来控制整流电路中晶闸管导通角,改变晶闸管输出,保证后级电流源型逆变器安全工作;
通过压控振荡器对电流源型逆变器进行谐振频率跟踪,保证CCLC感应加热电源的输出电压和输出电流同相位。
在具体实施过程中,前级整流器的控制需要采集交流侧(也就是电网)电压和电流,整流输出侧的电流,这是晶闸管整流闭环控制必须要有的反馈量。最后采集并联电容Cp上的电压就是我们这里的一级控制的来源,根据电容Cp上的电压的大小来控制晶闸管导通角,改变晶闸管输出,保证后级逆变器安全工作。对于逆变器,不需要单独闭环控制,只需要通过压控振荡器(VCO)进行相位跟踪,保证同相位,实现功率最大化。
基于上述CCLC感应加热电源,本发明另一实施例进一步提出了基于主从逆变器拓扑架构的对称式CCLCC感应加热电源,如图6所示,该感应加热电源为对称结构,包括第一整流电路、第一电流源型逆变器、第二整流电路、第二电流源型逆变器、以及CCLCC谐振网络,
第一电流源型逆变器包括第一电感、第二电感和第一桥臂电路;
第二电流源型逆变器包括第三电感、第四电感和第二桥臂电路;
CCLCC谐振网络包括第一并联电容C1P、第一串联电容CS11、第二串联电容CS12、第一加热线圈(即感应线圈L1以及线圈内阻R1)、第二并联电容C2P、第三串联电容CS21、第四串联电容CS22和第二加热线圈(即感应线圈L2以及线圈内阻R2)其中第一并联电容C1P的两端分别连接第一串联电容CS11的第一端、第二串联电容CS12的第一端,第一串联电容CS11的第二端经由第一加热线圈、第三串联电容CS21、第二并联电容C2P、第四串联电容CS22、第二加热线圈连接在第二串联电容CS12的第二端上;
第一整流电路、第二整流电路的输入侧均连接输入电流,第一整流电路的两个输出端分别经由第一电感、第二电感连接在第一桥臂电路的第一端、第二端上;第二整流电路的两个输出端分别经由第三电感、第四电感连接在第二桥臂电路的第一端、第二端上;
所述第一并联电容和第一串联电容公共端连接在所述第一桥臂电路的第四端上,所述第一并联电容和第二串联电容公共端连接在所述第一桥臂电路的第三端上;所述第二并联电容和第三串联电容公共端连接在所述第二桥臂电路的第四端上,所述第二并联电容和第四串联电容公共端连接在所述第二桥臂电路的第三端上。
对称式CCLCC感应加热电源的具体电路图如图7所示,第一整流电路包括第一三相晶闸管整流电路,
第二整流电路包括第二三相晶闸管整流电路。
第一桥臂电路包括第一开关管S11、第二开关管S12、第三开关管S13、第四开关管S14、第一二极管D11、第二二极管D12、第三二极管D13和第四二极管D14,其中,所述第一二极管D11的阳极连接第一桥臂电路的第一端,第一二极管D11的阴极经由第一开关管S11连接在第二二极管D12的阳极上,第二二极管D12的阴极连接第二开关管S12的第一端,第一开关管S11与第二二极管D12连接端为第一桥臂电路的第三端;第二开关管S12的第二端连接第一桥臂电路第二端;第三二极管D13的阳极连接桥第一臂电路的第一端,第三二极管D13的阴极经由第三开关管S13连接在第四二极管D14的阳极上,第四二极管D14的阴极连接第四开关管S14的第一端,第三开关管D13与第四二极管D14连接端为第一桥臂电路的第四端;第四开关管S14的第二端连接第一桥臂电路第二端。
第二桥臂电路包括第五开关管S21、第六开关管S22、第七开关管S23、第八开关管S24、第五二极管D21、第六二极管D22、第七二极管D23和第八二极管D24,其中,第五二极管D21的阳极连接第二桥臂电路的第一端,第五二极管D21的阴极经由第五开关管S21连接在第六二极管D22的阳极上,第六二极管D22的阴极连接第六开关管S22的第一端,第五开关管S21与第六二极管D22连接端为第二桥臂电路的第三端;第六开关管S22的第二端连接第二桥臂电路第二端;第七二极管D23的阳极连接第二桥臂电路的第一端,第七二极管D23的阴极经由第七开关管S23连接在第八二极管D24的阳极上,第八二极管D24的阴极连接第八开关管S24的第一端,第七开关管S23与第八二极管D24连接端为第二桥臂电路的第四端;第八开关管S24的第二端连接第二桥臂电路第二端.
第一桥臂电路、第二桥臂电路中的开关管的第三端均连接控制端,适于在控制端接入的控制信号的控制下,第一桥臂电路、第二桥臂电路的第三端和第四端输出不同的电流。
在谐振网络形成CCLCC结构,不仅可以吸收电感线圈的无功,而且通过两台逆变器耦合连接可以实现功率的倍增。
在具体实施过程中,还提供一种对称式CCLCC感应加热电源的控制方法,通过控制器采集输入侧的电压和电流,第一整流电路、第一整流电路输出侧的电流,以及第一并联电容、第二并联电容上的电压,根据第一并联电容、第一并联电容上的电压的大小来控制第一整流电路、第二整流电路的输出,保证第一电流源型逆变器、第二电流源型逆变器安全工作;通过压控振荡器对第一电流源型逆变器、第二电流源型逆变器进行谐振频率跟踪,保证对称式CCLCC感应加热电源的输出电压和输出电流同相位。
综上所述,与现有技术相比,具备以下有益效果:
1、本发明实施例的加热电源的CCLC谐振网络可以通过选择三个电容大小来实现逆变器的负载匹配来调功,拓宽功率的调节范围。
2、通过基于主从逆变器的架构CCLCC谐振网络,可以实现大功率应用。
3、通过一级控制可以减少传感器数量,降低了器件成本以及提高了控制效率。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种CCLC感应加热电源,其特征在于,包括整流电路、电流源型逆变器和CCLC谐振网络;
其中,
所述电流源型逆变器包括第一电感、第二电感和桥臂电路;
所述整流电路的输入侧连接输入电压,整流电路的两个输出端分别经由第一电感、第二电感连接在桥臂电路的第一端、第二端上;
所述CCLC谐振网络包括并联电容、第一串联电容、第二串联电容和加热线圈,其中并联电容的两端分别连接第一串联电容的第一端、第二串联电容的第一端,第一串联电容的第二端经由加热线圈连接在第二串联电容的第二端上;所述并联电容和第一串联电容公共端连接在所述桥臂电路的第三端上,所述并联电容和第二串联电容公共端连接在所述桥臂电路的第四端上;
通过选择并联电容、第一串联电容、第二串联电容各自的大小,实现电流源型逆变器的负载匹配,调节加热电源的功率。
2.如权利要求1所述的CCLC感应加热电源,其特征在于,所述整流电路包括三相晶闸管整流电路。
3.如权利要求1所述的CCLC感应加热电源,其特征在于,所述桥臂电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管,
其中,所述第一二极管的阳极连接桥臂电路的第一端,第一二极管的阴极经由第一开关管连接在第二二极管的阳极上,第二二极管的阴极连接第二开关管的第一端,第一开关管与第二二极管连接端为桥臂电路的第三端;第二开关管的第二端连接桥臂电路第二端;
所述第三二极管的阳极连接桥臂电路的第一端,第三二极管的阴极经由第三开关管连接在第四二极管的阳极上,第四二极管的阴极连接第四开关管的第一端,第三开关管与第四二极管连接端为桥臂电路的第四端;第四开关管的第二端连接桥臂电路第二端;
所述桥臂电路连接若干控制端,适于在控制端接入的控制信号的控制下,桥臂电路的第三端和第四端输出不同的电流。
4.一种CCLC感应加热电源的控制方法,其特征在于,用于控制如权利要求1-3任一所述的CCLC感应加热电源,所述控制方法包括:
通过控制器采集输入侧的电压和电流,整流电路输出侧的电流,以及并联电容上的电压,根据并联电容上的电压的大小来控制整流电路的输出,保证电流源型逆变器安全工作;
通过压控振荡器对电流源型逆变器进行谐振频率跟踪,保证CCLC感应加热电源的输出电压和输出电流同相位。
5.一种对称式CCLCC感应加热电源,其特征在于,包括:第一整流电路、第一电流源型逆变器、第二整流电路、第二电流源型逆变器和以及CCLCC谐振网络;
所述第一电流源型逆变器包括第一电感、第二电感和第一桥臂电路;所述第二电流源型逆变器包括第三电感、第四电感和第二桥臂电路;
第一整流电路、第二整流电路的输入侧均连接输入电压,第一整流电路的两个输出端分别经由第一电感、第二电感连接在第一桥臂电路的第一端、第二端上;第二整流电路的两个输出端分别经由第三电感、第四电感连接在第二桥臂电路的第一端、第二端上;
CCLCC谐振网络包括第一并联电容、第一串联电容、第二串联电容、第一加热线圈、第二并联电容、第三串联电容、第四串联电容和第二加热线圈其中第一并联电容的两端分别连接第一串联电容的第一端、第二串联电容的第一端,第一串联电容的第二端经由第一加热线圈、第三串联电容、第二并联电容、第四串联电容、第二加热线圈连接在第二串联电容的第二端上;
所述第一并联电容和第一串联电容公共端连接在所述第一桥臂电路的第四端上,所述第一并联电容和第二串联电容公共端连接在所述第一桥臂电路的第三端上;所述第二并联电容和第三串联电容公共端连接在所述第二桥臂电路的第四端上,所述第二并联电容和第四串联电容公共端连接在所述第二桥臂电路的第三端上;
第一桥臂电路的第三端、第四端分别连接在第一并联电容的两端上;第二桥臂电路的第三端、第四端分别连接在第二并联电容的两端上;
通过选择第一并联电容、第一串联电容、第二串联电容、第二并联电容、第三串联电容、第四串联电容各自的大小,实现第一电流源型逆变器、第二电流源型逆变器的负载匹配,调节加热电源的功率。
6.如权利要求5所述的对称式CCLCC感应加热电源,其特征在于,所述第一整流电路包括第一三相晶闸管整流电路。
7.如权利要求5所述的对称式CCLCC感应加热电源,其特征在于,所述第二整流电路包括第二三相晶闸管整流电路。
8.如权利要求5所述的对称式CCLCC感应加热电源,其特征在于,所述第一桥臂电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管,
其中,所述第一二极管的阳极连接第一桥臂电路的第一端,第一二极管的阴极经由第一开关管连接在第二二极管的阳极上,第二二极管的阴极连接第二开关管的第一端,第一开关管与第二二极管连接端为第一桥臂电路的第三端;第二开关管的第二端连接第一桥臂电路第二端;
所述第三二极管的阳极连接桥第一臂电路的第一端,第三二极管的阴极经由第三开关管连接在第四二极管的阳极上,第四二极管的阴极连接第四开关管的第一端,第三开关管与第四二极管连接端为第一桥臂电路的第四端;第四开关管的第二端连接第一桥臂电路第二端。
9.如权利要求5所述的对称式CCLCC感应加热电源,其特征在于,所述第二桥臂电路包括第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第五二极管、第六二极管、第七二极管和第八二极管,
其中,所述第五二极管的阳极连接第二桥臂电路的第一端,第五二极管的阴极经由第五开关管连接在第六二极管的阳极上,第六二极管的阴极连接第六开关管的第一端,第五开关管与第六二极管连接端为第二桥臂电路的第三端;第六开关管的第二端连接第二桥臂电路第二端;
所述第七二极管的阳极连接第二桥臂电路的第一端,第七二极管的阴极经由第七开关管连接在第八二极管的阳极上,第八二极管的阴极连接第八开关管的第一端,第七开关管与第八二极管连接端为第二桥臂电路的第四端;第八开关管的第二端连接第二桥臂电路第二端;
所述第一桥臂电路、第二桥臂电路均连接若干控制端,适于在控制端接入的控制信号的控制下,第一桥臂电路、第二桥臂电路的第三端和第四端输出不同的电流。
10.一种对称式CCLCC感应加热电源的控制方法,其特征在于,用于控制如权利要求5-9任一所述的对称式CCLCC感应加热电源,所述控制方法包括:
通过控制器采集输入侧的电压和电流,第一整流电路、第一整流电路输出侧的电流,以及第一并联电容、第二并联电容上的电压,根据第一并联电容、第一并联电容上的电压的大小来控制第一整流电路、第二整流电路的输出,保证第一电流源型逆变器、第二电流源型逆变器安全工作;
通过压控振荡器对第一电流源型逆变器、第二电流源型逆变器进行谐振频率跟踪,保证对称式CCLCC感应加热电源的输出电压和输出电流同相位。
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