CN204131764U - 大功率igbt串联谐振感应加热设备的电流取样系统 - Google Patents
大功率igbt串联谐振感应加热设备的电流取样系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204131764U CN204131764U CN201420675800.9U CN201420675800U CN204131764U CN 204131764 U CN204131764 U CN 204131764U CN 201420675800 U CN201420675800 U CN 201420675800U CN 204131764 U CN204131764 U CN 204131764U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- current
- transformer
- transfer
- secondary winding
- inverter output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000005070 sampling Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 116
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 13
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N ferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
Landscapes
- General Induction Heating (AREA)
Abstract
本实用新型公开了大功率IGBT串联谐振感应加热设备的电流取样系统，逆变输出电流互感器包括磁环A和逆变输出电流互感器二次绕组，高频输出线穿过逆变输出电流互感器的磁环A，逆变输出电流互感器二次绕组绕制在逆变输出电流互感器的磁环A上，中转电流互感器包括磁环B和绕制在磁环B上的中转电流互感器一次绕组和中转电流互感器二次绕组，中转电流互感器一次绕组和中转电流互感器二次绕组互相绝缘隔离，其中，中转电流互感器一次绕组的两端与逆变输出电流互感器二次绕组的两端相连，减少了材料及制作成本，同时因降低了中转电流互感器二次绕组的电流，所以降低了取样电阻的功率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电子领域，具体涉及IGBT中频、超音频感应加热设备逆变系统，特别是涉及一种大功率IGBT串联谐振感应加热设备的电流取样系统。
背景技术
随着我国工业化进程的飞速发展,感应加热领域也再快速发展。感应加热技术目前对金属材料加热效率最高、速度最快，且低耗环保。它不但可以对工件整体加热，还能对工件局部的针对性加热；可实现工件的深层透热，也可只对其表面、表层集中加热，等等。它已经广泛应用于各行各业对金属材料的热加工、热处理、热装配及焊接、熔炼等工艺中。因此，感应加热技术必将在各行各业中应用越来越广泛。
串联逆变电路的输出电流取样通过逆变输出互感器按照磁环上的一次绕组和二次绕组的匝数比，实现大电流与小电流间的转换，为一种传统的串联谐振逆变电流取样电路，包括铁氧体磁环、输出高频线（一次绕组）、绕在铁氧体磁环上漆包线（二次绕组）及连接在二次绕组上的取样电阻构成。
随着感应加热设备功率的不断增加，逆变输出电流由几十安培增加至几百安培乃至上千安培。由单只铁氧体磁环绕制的100：1电流互感器已不能满足大功率IGBT串联谐振感应加热设备电流取样的需要（因一次电流的增加，二次电流也会相应的增加，如果取样电阻的阻值不变时，转换的取样电压会超过取样电路允许的电压）。这时通常是增加二次绕组的匝数来改变二次电流，这种方法会使磁环绕制复杂，并且因为二次绕组匝数的增加使同尺寸磁环绕不下更多的匝数，使磁环尺寸增加，成本也增加；或减小取样电阻的阻值并且需要增加取样电阻的功率来解决电流取样的问题，随着取样电阻上的功率增加发热更多，工作可靠性将会下降。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种大功率IGBT串联谐振感应加热设备的电流取样系统，本大功率IGBT串联谐振感应加热设备的电流取样系统利用分级处理的方式对大功率IGBT串联谐振感应加热设备电流取样。
本实用新型的目的主要通过以下技术方案实现：大功率IGBT串联谐振感应加热设备的电流取样系统，其特征在于：包括逆变输出电流互感器和中转电流互感器、取样电阻，还包括高频输出线，逆变输出电流互感器包括磁环A和逆变输出电流互感器二次绕组，高频输出线穿过逆变输出电流互感器的磁环A，逆变输出电流互感器二次绕组绕制在逆变输出电流互感器的磁环A上，中转电流互感器包括磁环B、中转电流互感器一次绕组、中转电流互感器二次绕组，中转电流互感器一次绕组和中转电流互感器二次绕组都绕制在磁环B上，中转电流互感器一次绕组和中转电流互感器二次绕组互相绝缘隔离，其中，中转电流互感器一次绕组的两端与逆变输出电流互感器二次绕组的两端相连，中转电流互感器二次绕组的两端与取样电阻的两端相连。
上述结构中，高频输出线穿过磁环A，因此高频输出线、磁环A、绕制在磁环A上的逆变输出电流互感器二次绕组构成一个逆变输出电流互感器，高频输出线相当于是逆变输出电流互感器的一次绕组，此时的逆变输出电流互感器的一次绕组的匝数视为1匝，高频电流流过高频输出线时，根据互感原理，逆变输出电流互感器二次绕组将输出电流，经过逆变输出电流互感器的变换后，把高频输出线的大电流变换为低电流，此时在将该低电流引入到中转电流互感器，利用中转电流互感器一次绕组与中转电流互感器二次绕组的再次变换，最终在中转电流互感器二次绕组形成取样线路所需要的小电流，取样线路所需要的小电流引入到取样电阻上。经过逆变输出电流互感器的变换后，将电流变换到几安培，经过中转电流互感器的再次变换将几安培的电流变换到几百毫安，其中取样电阻连接在中转电流互感器二次绕组上，将几百毫安电流转换为电路所需的几伏的电压信号。为达到隔离效果，所述中转电流互感器一次绕组与中转电流互感器二次绕组分别为没有连接的两个独立的绕组，这样可以有效的防止因逆变输出电流互感器与电路板因线路过长引起的干扰，使电流取样不准确，提高了系统可靠性。
采用本实用新型所述中转电流互感器，虽然增加了一个取样磁环B，但大大减少了逆变输出电流互感器一次绕组与二次绕组的匝数比，从而减少了材料及制作成本，同时因降低了中转电流互感器二次绕组的电流，所以降低了取样电阻的功率，降低了取样电阻的发热量，提高系统可靠性，综合考虑实际减少了电路构建成本。
优选的，逆变输出电流互感器二次绕组的匝数为100匝。
优选的，逆变输出电流互感器构成100比1的电流变换。
优选的，中转电流互感器一次绕组的匝数为10匝，中转电流互感器二次绕组的匝数为100匝。
优选的，中转电流互感器构成10比1的电流变换。
优选的，磁环A和磁环B都为铁氧体磁环。
连接线路过长时，优选的，中转电流互感器一次绕组的两端通过连接端子与逆变输出电流互感器二次绕组的两端相连。
优选的，逆变输出电流互感器二次绕组、中转电流互感器一次绕组和中转电流互感器二次绕组都为多股漆包线。
本实用新型的优点在于：减少了材料及制作成本，同时因降低了中转电流互感器二次绕组的电流，所以降低了取样电阻的功率，降低了取样电阻的发热量，提高系统可靠性，综合考虑实际减少了电路构建成本。
附图说明
图1为本实用新型的示意图。
图中的附图标记分别表示为：1、高频输出线；2、逆变输出电流互感器；3、逆变输出电流互感器二次绕组；4、中转电流互感器一次绕组；5、中转电流互感器；6、中转电流互感器二次绕组；7、取样电阻；8、连接端子。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例1：
如图1所示。
为解决传统电流取样方式中的取样电阻功率大，发热严重并且长时间使用可靠性下降的问题。本实施例公开了一种大功率IGBT串联谐振感应加热设备的电流取样系统。
大功率IGBT串联谐振感应加热设备的电流取样系统，包括逆变输出电流互感器2和中转电流互感器5、取样电阻7，还包括高频输出线1，逆变输出电流互感器2包括磁环A和逆变输出电流互感器二次绕组3，高频输出线1穿过逆变输出电流互感器2的磁环A，逆变输出电流互感器二次绕组3绕制在逆变输出电流互感器2的磁环A上，转电流互感器5包括磁环B、中转电流互感器一次绕组4、中转电流互感器二次绕组6，中转电流互感器一次绕组4和中转电流互感器二次绕组6都绕制在磁环B上，中转电流互感器一次绕组4和中转电流互感器二次绕组6互相绝缘隔离，其中，中转电流互感器一次绕组4的两端与逆变输出电流互感器二次绕组3的两端相连，中转电流互感器二次绕组6的两端与取样电阻7的两端相连。
上述结构中，高频输出线1穿过磁环A，因此高频输出线1、磁环A、绕制在磁环A上的逆变输出电流互感器二次绕组3构成一个逆变输出电流互感器，高频输出线1相当于是逆变输出电流互感器的一次绕组，此时的逆变输出电流互感器的一次绕组的匝数视为1匝，高频电流流过高频输出线1时，根据互感原理，逆变输出电流互感器二次绕组3将输出电流，经过逆变输出电流互感器的变换后，把高频输出线1的大电流变换为低电流，此时在将该低电流引入到中转电流互感器，利用中转电流互感器一次绕组4与中转电流互感器二次绕组6的再次变换，最终在中转电流互感器二次绕组6形成取样线路所需要的小电流，取样线路所需要的小电流引入到取样电阻上。经过逆变输出电流互感器的变换后，将电流变换到几安培，经过中转电流互感器的再次变换将几安培的电流变换到几百毫安，其中取样电阻连接在中转电流互感器二次绕组上，将几百毫安电流转换为电路所需的几伏的电压信号。为达到隔离效果，所述中转电流互感器一次绕组与中转电流互感器二次绕组分别为没有连接的两个独立的绕组，这样可以有效的防止因逆变输出电流互感器与电路板因线路过长引起的干扰，使电流取样不准确，提高了系统可靠性。
采用本实用新型所述中转电流互感器，虽然增加了一个取样磁环B，但大大减少了逆变输出电流互感器一次绕组与二次绕组的匝数比，从而减少了材料及制作成本，同时因降低了中转电流互感器二次绕组的电流，所以降低了取样电阻的功率，降低了取样电阻的发热量，提高系统可靠性，综合考虑实际减少了电路构建成本。
优选的，逆变输出电流互感器二次绕组3的匝数为100匝。
优选的，逆变输出电流互感器构成100比1的电流变换。
优选的，中转电流互感器一次绕组的匝数为10匝，中转电流互感器二次绕组的匝数为100匝。
优选的，中转电流互感器构成10比1的电流变换。
优选的，磁环A和磁环B都为铁氧体磁环。
优选的，中转电流互感器一次绕组4的两端通过连接端子8与逆变输出电流互感器二次绕组3的两端相连。
优选的，逆变输出电流互感器二次绕组3、中转电流互感器一次绕组4和中转电流互感器二次绕组6都为多股漆包线。
本实施例包括三大部件：逆变输出电流互感器和中转电流互感器及取样电阻。
具体实施时：所述逆变输出电流互感器由铁氧体磁环、穿过铁氧体磁环（磁环A）的高频输出线（高频输出线即逆变输出电流互感器的一次绕组）和绕在铁氧体磁环上的N匝多股漆包线（逆变输出电流互感器二次绕组）。
所述中转电流互感器由铁氧体磁环（磁环B）、绕在铁氧体磁环上的N1匝多股漆包线（转电流互感器一次绕组）和绕在铁氧体磁环上的N2匝多股漆包线（转电流互感器二次绕组）；所述取样电阻为连接在中转电流互感器二次绕组上的电阻（此电阻用于将取样电流变换为取样电压）。
基于上述基本实现方式，本实用新型第一种优选方案为，所述磁环A和磁环B为铁氧体磁环。
基于上述基本实现方式，本实用新型第二种优选方案为，所述二次绕组为多股漆包线。
基于上述基本实现方式，本实用新型第三种优选方案为，如第一或第二种优选方案所述大功率IGBT串联谐振感应加热设备的电流取样系统所述中转电流互感器符合互感器电流变换原则，即一次绕组电流I1与二次绕组I2的电流比I1/I2=N2/N1=k。
所述I1/I2=N2/N1=k，其中N1和N2分别是中转电流互感器的一次绕组匝数和电流互感器二次绕组匝数，k为该电流互感器的变比。
基于上述第三种优选方案，所述N1=10。
基于上述第三种优选方案，所述N2=100。
基于上述第三种优选方案，所述k=10。
采用本实用新型所述的大功率IGBT串联谐振感应加热设备的电流取样系统，使用中转电流互感器对取样电流进行倍数变换（此处为10倍），避免取样电流过大引起的取样电阻发热严重及转换的取样电压过高这个问题。提高了系统可靠性和降低了生产成本。
采用本实用新型所述电流取样系统，可按输出振荡电流要求改变中转电流互感器的匝数比来实现中转一次电流与中转二次电流之间的倍数改变，从而实现满足取样电路所需的取样电压；同时降低了取样电阻的功率，发热量也减少，提高系统可靠性。
前文所述的为本实用新型的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意改变磁环一次绕组与二次绕组的匝数比来达到实际线路所需要的取样电流，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型发明人的实用新型验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
如上所述，则能很好的实现本实用新型。
Claims (8)
1.大功率IGBT串联谐振感应加热设备的电流取样系统，其特征在于：包括逆变输出电流互感器（2）和中转电流互感器（5）、取样电阻（7）、高频输出线（1），逆变输出电流互感器（2）包括磁环A和逆变输出电流互感器二次绕组（3），高频输出线（1）穿过逆变输出电流互感器（2）的磁环A，逆变输出电流互感器二次绕组（3）绕制在逆变输出电流互感器（2）的磁环A上，中转电流互感器（5）包括磁环B、中转电流互感器一次绕组（4）、中转电流互感器二次绕组（6），中转电流互感器一次绕组（4）和中转电流互感器二次绕组（6）都绕制在磁环B上，中转电流互感器一次绕组（4）和中转电流互感器二次绕组（6）互相绝缘隔离，其中，中转电流互感器一次绕组（4）的两端与逆变输出电流互感器二次绕组（3）的两端相连，中转电流互感器二次绕组（6）的两端与取样电阻（7）的两端相连。
2.根据权利要求1所述的大功率IGBT串联谐振感应加热设备的电流取样系统，其特征在于：逆变输出电流互感器二次绕组（3）的匝数为100匝。
3.根据权利要求1所述的大功率IGBT串联谐振感应加热设备的电流取样系统，其特征在于：逆变输出电流互感器构成100比1的电流变换。
4.根据权利要求1所述的大功率IGBT串联谐振感应加热设备的电流取样系统，其特征在于：中转电流互感器一次绕组的匝数为10匝，中转电流互感器二次绕组的匝数为100匝。
5.根据权利要求1所述的大功率IGBT串联谐振感应加热设备的电流取样系统，其特征在于：中转电流互感器构成10比1的电流变换。
6.根据权利要求1所述的大功率IGBT串联谐振感应加热设备的电流取样系统，其特征在于：磁环A和磁环B都为铁氧体磁环。
7.根据权利要求1所述的大功率IGBT串联谐振感应加热设备的电流取样系统，其特征在于：中转电流互感器一次绕组（4）的两端通过连接端子（8）与逆变输出电流互感器二次绕组（3）的两端相连。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的大功率IGBT串联谐振感应加热设备的电流取样系统，其特征在于：逆变输出电流互感器二次绕组（3）、中转电流互感器一次绕组（4）和中转电流互感器二次绕组（6）都为多股漆包线。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420675800.9U CN204131764U (zh) | 2014-11-13 | 2014-11-13 | 大功率igbt串联谐振感应加热设备的电流取样系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420675800.9U CN204131764U (zh) | 2014-11-13 | 2014-11-13 | 大功率igbt串联谐振感应加热设备的电流取样系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204131764U true CN204131764U (zh) | 2015-01-28 |
Family
ID=52388077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420675800.9U Expired - Fee Related CN204131764U (zh) | 2014-11-13 | 2014-11-13 | 大功率igbt串联谐振感应加热设备的电流取样系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204131764U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105405626A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-03-16 | 无锡应达工业有限公司 | 一种大功率中高频电源用电流互感器及绕制方法 |
-
2014
- 2014-11-13 CN CN201420675800.9U patent/CN204131764U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105405626A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-03-16 | 无锡应达工业有限公司 | 一种大功率中高频电源用电流互感器及绕制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106740220B (zh) | 一种恒流恒压复合拓扑的无线充电电路 | |
| Sandoval et al. | A bidirectional series resonant matrix converter topology for electric vehicle DC fast charging | |
| Hoang et al. | Design optimization of high frequency transformer for dual active bridge DC-DC converter | |
| CN101630577B (zh) | 边沿扩展型高耦合系数非接触变压器 | |
| CN104237604A (zh) | 架空输电线路电流监测报警装置 | |
| CN105515218A (zh) | 一种用于电磁耦合无线充电装置的原副边对准检测控制方法 | |
| CN103825463A (zh) | Llc电路 | |
| CN106655195A (zh) | 一种主动式配电网高频谐波潮流的计算方法 | |
| Balci et al. | Core material investigation of medium-frequency power transformers | |
| CN205490225U (zh) | 一种高频斩波隔离型双向ac/dc电路 | |
| CN204131764U (zh) | 大功率igbt串联谐振感应加热设备的电流取样系统 | |
| Hao et al. | Research on wireless power transfer system of automated guided vehicle based on magnetic coupling resonance | |
| CN205452028U (zh) | 一种大功率中高频电源用电流互感器 | |
| CN102098842B (zh) | 基于电流互感器的led驱动电路 | |
| Li et al. | Modeling and design of a transmission coil and four cascaded receiving coils wireless charging structure with lateral misalignments | |
| CN203827227U (zh) | 新型节能高频励磁柜 | |
| CN203039604U (zh) | 大功率高频高压串联叠加高压电源 | |
| CN204989347U (zh) | 一种变频器的测试装置 | |
| CN204669097U (zh) | 一种wsn母线测温节点电源装置 | |
| CN203181262U (zh) | 一种高频电焊台电磁感应加热系统 | |
| CN203951373U (zh) | 一种大功率螺柱焊机的单逆变电源结构 | |
| CN110446289A (zh) | 具有串并联谐振切换功能的电磁感应线圈加热电路及方法 | |
| CN203225660U (zh) | 一种用于太阳能发电系统的直流变换器 | |
| CN203352450U (zh) | 一种功放开关电源 | |
| Zainol et al. | Design and analysis of contactless transformer using series resonant converter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150128 |