我想了一個(gè)方案,用IGBT做100KHz的焊接電源,而且效率要達(dá)到95%以上,各位認(rèn)為成功的機(jī)會(huì)有多少?
我的設(shè)想:1.CLR全諧振變換器,真正的ZVS和ZCS.
2.PWM/PFM參數(shù)控制,但是并不是調(diào)節(jié)100KHz的脈寬,而是自動(dòng)調(diào)節(jié)工作周期,具體的是:根據(jù)誤差放大器的結(jié)果控制同步開關(guān),調(diào)整周期以100KHz的一個(gè)全周期為單位,100KHz主頻的占空比始終保持在95%左右.也就是說,如果需要導(dǎo)通時(shí),那么至少導(dǎo)通一個(gè)完整周期(至少工作10微秒).相信10微秒還不至于過流.即使輸出短路,有濾波電感的存在也不至于10微秒就過流.
缺點(diǎn):1.輸出脈動(dòng)可能會(huì)比較大,這是因?yàn)镻FM是以負(fù)載輕重來自動(dòng)調(diào)節(jié)工作周期的,空載或是輕載時(shí)可能會(huì)有輕微雜音.
2.開關(guān)管峰值電流會(huì)大一些,峰值電流為1.57平均值.但是對(duì)于IGBT來說,這個(gè)不是問題,IGBT計(jì)算靜態(tài)功耗,只要算平均值就行.
優(yōu)點(diǎn):1.真正的ZVS和ZCS,開關(guān)損耗可以忽略不計(jì),輸出整流管要求大為降低.
2.100KHz的主頻可以大大縮小變壓器的尺寸,而且可以使用IGBT.
3.用CLR可以提高輸出空載電壓,相應(yīng)的,電壓會(huì)提高到1.27常規(guī)設(shè)計(jì).
PS:常規(guī)諧振式開關(guān)的缺點(diǎn):無論怎樣設(shè)計(jì),都會(huì)在大范圍調(diào)節(jié)時(shí)退出ZVS或是ZCS狀態(tài),所以和硬開關(guān)相比,改善很有限.
瘋狂的構(gòu)思
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在感應(yīng)加熱應(yīng)用,尤其是金屬熔煉,大多數(shù)是采用時(shí)間分割法來調(diào)整功率,其實(shí)也就是超低頻的PWM,由于負(fù)載的熱慣量很大,那么就可以把負(fù)載看成是一個(gè)很大的LC濾波回路.溫度控制通常用溫控表,溫控表的動(dòng)作速度由負(fù)載的熱惰性和溫控精度共同決定.那么按此推理,把電流反饋誤差放大器當(dāng)成是溫控表,把電弧看成是要熔化的金屬,再提高調(diào)制速度,那么這個(gè)電路也就成型了.當(dāng)調(diào)制頻率高到一定程度,就需要采用同步開關(guān)來通斷電路,防止產(chǎn)生額外的開關(guān)損耗.
硬開關(guān)電路和絕大多數(shù)軟開關(guān)電路的效率,無法和純粹的感應(yīng)加熱相比,10KW級(jí)的感應(yīng)加熱電源,效率做到99%不是難題.但是如果采用PWM或是PFM來調(diào)節(jié)功率,那么所有優(yōu)點(diǎn)蕩然無存.采用調(diào)壓器調(diào)節(jié),那么會(huì)帶來裝置笨重和成本過高的問題.
硬開關(guān)電路和絕大多數(shù)軟開關(guān)電路的效率,無法和純粹的感應(yīng)加熱相比,10KW級(jí)的感應(yīng)加熱電源,效率做到99%不是難題.但是如果采用PWM或是PFM來調(diào)節(jié)功率,那么所有優(yōu)點(diǎn)蕩然無存.采用調(diào)壓器調(diào)節(jié),那么會(huì)帶來裝置笨重和成本過高的問題.
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@lyticast
在感應(yīng)加熱應(yīng)用,尤其是金屬熔煉,大多數(shù)是采用時(shí)間分割法來調(diào)整功率,其實(shí)也就是超低頻的PWM,由于負(fù)載的熱慣量很大,那么就可以把負(fù)載看成是一個(gè)很大的LC濾波回路.溫度控制通常用溫控表,溫控表的動(dòng)作速度由負(fù)載的熱惰性和溫控精度共同決定.那么按此推理,把電流反饋誤差放大器當(dāng)成是溫控表,把電弧看成是要熔化的金屬,再提高調(diào)制速度,那么這個(gè)電路也就成型了.當(dāng)調(diào)制頻率高到一定程度,就需要采用同步開關(guān)來通斷電路,防止產(chǎn)生額外的開關(guān)損耗.硬開關(guān)電路和絕大多數(shù)軟開關(guān)電路的效率,無法和純粹的感應(yīng)加熱相比,10KW級(jí)的感應(yīng)加熱電源,效率做到99%不是難題.但是如果采用PWM或是PFM來調(diào)節(jié)功率,那么所有優(yōu)點(diǎn)蕩然無存.采用調(diào)壓器調(diào)節(jié),那么會(huì)帶來裝置笨重和成本過高的問題.
想法不錯(cuò)!我們的試驗(yàn)已經(jīng)觀測(cè)到了你的構(gòu)想!其效果顯著!很欣賞你的思維方式!繼續(xù)前進(jìn)吧!!
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@lyticast
全諧振的頻率取決于LC的取值,和負(fù)載無關(guān).超聲波不同,他的機(jī)械系統(tǒng)是另外的一套諧振網(wǎng)絡(luò),兩套諧振系統(tǒng)在一起是會(huì)打架的,但是電弧應(yīng)該不存在這個(gè)問題.
這個(gè)LC中L是不是與變壓器無關(guān)?
我想如果是變壓器的L,那么負(fù)載的R就會(huì)參與協(xié)振.
空載時(shí),R大,L應(yīng)只是自感.
負(fù)載時(shí),R小,L應(yīng)是漏感,而R就串進(jìn)回路.
不知應(yīng)怎么設(shè)計(jì)?才與負(fù)載無關(guān)?
我想如果是變壓器的L,那么負(fù)載的R就會(huì)參與協(xié)振.
空載時(shí),R大,L應(yīng)只是自感.
負(fù)載時(shí),R小,L應(yīng)是漏感,而R就串進(jìn)回路.
不知應(yīng)怎么設(shè)計(jì)?才與負(fù)載無關(guān)?
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@maitong
其實(shí)人們對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)不想人們以為的高!我就沒學(xué)過電力電子,也許功夫在外吧!體會(huì):多多的愛大自然吧:有觀察和思考,加因勢(shì)利倒,會(huì)達(dá)目標(biāo)的......
因勢(shì)利導(dǎo),太正確了,領(lǐng)會(huì)到這個(gè)才能做真正的設(shè)計(jì)師.我也沒學(xué)過超聲波,但是照樣做出世界一流的產(chǎn)品.這個(gè)只不過是搞超聲波失敗的一個(gè)構(gòu)思,用在此處應(yīng)該是正合適.所以說,研究到了這個(gè)份上,更多體現(xiàn)的是一種境界,是一種融會(huì)貫通的境界了.
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@307544991
這個(gè)LC中L是不是與變壓器無關(guān)?我想如果是變壓器的L,那么負(fù)載的R就會(huì)參與協(xié)振.空載時(shí),R大,L應(yīng)只是自感.負(fù)載時(shí),R小,L應(yīng)是漏感,而R就串進(jìn)回路.不知應(yīng)怎么設(shè)計(jì)?才與負(fù)載無關(guān)?
實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí),是要把變壓器的漏感也算作是LC諧振槽的一部分,至于LC的取值,應(yīng)該是取Z>5RL來設(shè)計(jì),其中Z＝2PiFL
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