一種大功率晶體管變頻電源制造技術

本實用新型專利技術公開了一種大功率晶體管變頻電源，主要由三相全橋整流電路、平波濾波電路、組合逆變橋電路以及控制保護電路等組成，與輸出功率用負載電路相聯接完成由三相工頻交流電轉換成直流電，再由直流電逆變成單相高頻率的交流電的過程。本實用新型專利技術的大功率晶體管變頻電源采用新型的大功率電力電子器件，保證變頻電源具有頻率使用范圍寬，輸出功率大、工作頻率高的特點，可以最大限度地滿足現代熱處理工藝要求。本實用新型專利技術的晶體管電源的工作頻率能覆蓋中頻和超音頻的頻段，不需專門的啟動線路，逆變效率高，因此應用前景非常廣泛。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種電源，特別涉及一種大功率晶體管變頻電源。技術背景隨著現代電力電子元器件制造工藝和技術的不斷進步和提高，一種全新的開關器件正在得到廣泛的應用，特別是在感應加熱領域的應用，使得金屬材料及部件的熱處理技術得到很大的提高，這種開關器件就是絕緣門極晶體管，簡稱IGBT。這種器件具有輸入阻抗高、開關速度快、熱穩定性好、驅動電路簡單的特點，又具有通態電壓低、耐壓高和承受大電流的特點，在現代逆變技術中得到廣泛的應用。本技術涉及的主要是金屬材料的表面熱處理
，要求感應加熱設備具有輸出頻率高、輸出功率大且輸出效率高的特點，而且要求啟動的成功率為100%。傳統的晶閘管變頻電源需要設置專門的啟動線路，需要強制換流且開關時間長，開關損耗大，效率低，開關頻率低(不超過8000赫茲)，啟動成功率不高，不能滿足現代金屬熱處理工藝的要求。另外一種傳統的電子管超音頻電源設備由于效率低、能耗大、輸出為高電壓危險程度高，正在逐步被更新換代。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種能夠克服以上缺陷的大功率晶體管變頻電源。為了實現上述目的，本技術的技術方案是一種大功率晶體管變頻電源，其特征在于，其包括與三相工頻交流電源連接，用于將三相工頻交流電整流成單相脈動直流電的三相全橋整流模塊；與三相全橋整流模塊的輸出端連接，用于將單向脈動直流電轉換成恒定的直流電流源的平波濾波電路；與平波濾波電路連接，用于將直流電逆變成交流電的逆變橋電路；與逆變橋電路的輸出端連接，用于產生單相高頻交流電的負載振蕩器；連接在平波濾波電路和逆變橋電路之間，用于在工作異常時，將平波濾波電路中的儲能快速釋放的保護電路；用于控制三相全橋整流模塊的整流工作的整流控制電路；對逆變橋電路的輸出端進行電流檢測和電壓檢測的信號采集電路；將檢測到的電流信號作為初始信號，將檢測到的電壓信號作為反饋信號，經過處理后用于控制逆變橋電路的逆變控制電路；將檢測到的電流信號和電壓信號與工頻電流信號疊加后分別反饋給控制保護電路、整流控制電路和逆變控制電路的信號反饋電路。進一步地，所述的逆變橋電路的電路如下所述第一快速二極管的正極與平波濾波電路的正輸出端連接，第一快速二極管的負極與第一絕緣門極晶體管的漏極連接，第一絕緣門極晶體管的源極與第三絕緣門極晶體管的漏極連接，第三絕緣門極晶體管的源極與第三快速二極管的正極連接，第三快速二極管的負極與平波濾波電路的負輸出端連接，第二快速二極管的正極與平波濾波電路的正輸出端連接，第二快速二極管的負極與第二絕緣門極晶體管的漏極連接，第二絕緣門極晶體管的源極與第四絕緣門極晶體管的漏極連接，第四絕緣門極晶體管的源極與第四快速二極管的正極連接，第四快速二極管的負極與平波濾波電路的負輸出端連接，每個絕緣門極晶體管的柵極分別與一個驅動電路的輸出端連接，第一 IGBT驅動電路的輸入端與逆變控制電路的相應輸出端連接。進一步地，所述的三相全橋整流模塊的電路如下所述第一可控硅的正極與三相工頻交流電源的第一輸入端連接，第三可控硅的正極與三相工頻交流電源的第二輸入端連接，第五可控硅的正極與三相工頻交流電源的第三輸入端連接，第一可控硅、第三可控硅和 第五可控硅的負極相互連接并與平波濾波電路的正輸入端連接，第二可控硅的負端與三相工頻交流電源的第一輸入端連接，第四可控硅的負端與三相工頻交流電源的第一輸入端連接，第六可控硅的負端與三相工頻交流電源的第一輸入端連接，第二可控硅、第四可控硅和第六可控硅的負極相互連接并與平波濾波電路的負輸入端連接，第一可控硅、第二可控硅、第三可控硅、第四可控硅、第五可控硅和第六可控硅的控制端分別與整流控制電路的輸出端連接。進一步地，所述的平波濾波電路包括與三相全橋整流模塊正輸出端連接的第一平波濾波電感，以及與三相全橋整流模塊負輸出端連接的第二平波濾波電感。進一步地，所述的保護電路的電路如下第一二極管的正極與平波濾波電路正輸入端連接，第一二極管的負極與限流電感的一端連接，限流電感的另一端與保護可控硅的正極連接，保護可控硅的負極與平波濾波電路的負輸入端連接，保護可控硅的控制端與信號反饋電路的輸出端連接。進一步地，所述的負載振蕩器采用并聯諧振電路的工作方式，其電路如下補償電容器的一端與第二絕緣門極晶體管的源極連接，補償電容器的另一端與第一絕緣門極晶體管的源極連接，補償電容器的一端還與耦合輸出變壓器的一個輸入端連接，補償電容器的另一端還與耦合輸出變壓器的另一個輸入端連接，耦合輸出變壓器的輸出端與負載連接。本技術的大功率晶體管變頻電源采用新型的大功率電力電子器件，保證變頻電源具有頻率使用范圍寬，輸出功率大、工作頻率高的特點，可以最大限度地滿足現代熱處理工藝要求。本技術的晶體管電源的工作頻率能覆蓋中頻和超音頻的頻段，不需專門的啟動線路，逆變效率高，因此應用前景非常廣泛。以下結合附圖和具體實施方式來詳細說明本技術。圖I為本技術一實施例的電路框圖；圖2為其中整流控制電路的電路圖；圖3為信號反饋電路的電路圖；圖4為逆變控制電路的電路圖；圖5為IGBT驅動電路。具體實施方式為了使本技術實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本技術。一種大功率晶體管變頻電源，其特征在于它包括三相全橋整流模塊2，與三相工頻交流電源I連接，用于將三相工頻交流電整流成單相脈動直 流電；平波濾波電路3，與三相全橋整流模塊2的輸出端連接，用于將單向脈動直流電轉換成恒定的直流電流源；逆變橋電路4，與平波濾波電路3連接，用于將直流電逆變成交流電；負載振蕩器5，與逆變橋電路4的輸出端連接，用于產生單相高頻交流電；保護電路6，連接在平波濾波電路3和逆變橋電路4之間，用于在工作異常時，將平波濾波電路3中的儲能快速釋放；整流控制電路7，用于控制三相全橋整流模塊2的整流工作；信號采集電路8，對逆變橋電路4的輸出端進行電流檢測和電壓檢測；逆變控制電路9，將檢測到的電流信號作為初始信號，將檢測到的電壓信號作為反饋信號，經過處理后用于控制逆變橋電路4 ;信號反饋電路10，將檢測到的電流信號和電壓信號與工頻電流信號疊加后分別反饋給控制保護電路6、整流控制電路7和逆變控制電路9。其中三相全橋整流模塊2的電路如下所述第一可控硅SCRl的正極與三相工頻交流電源I的第一輸入端A連接，第三可控硅SCR3的正極與三相工頻交流電源I的第二輸入端B連接，第五可控硅SCR5的正極與三相工頻交流電源I的第三輸入端C連接，第一可控硅SCRl、第三可控硅SCR3和第五可控硅SCR5的負極相互連接并與平波濾波電路3的正輸入端連接，第二可控硅SCR2的負端與三相工頻交流電源I的第一輸入端A連接，第四可控硅SCR4的負端與三相工頻交流電源I的第一輸入端B連接，第六可控硅SCR6的負端與三相工頻交流電源I的第一輸入端C連接，第二可控硅SCR2、第四可控硅SCR4和第六可控硅SCR6的負極相互連接并與平波濾波電路3的負輸入端連接，第一可控硅SCR1、第二可控硅SCR2、第三可控硅SCR3、第四可控硅SCR4、第五可控硅SCR5和第六可控硅SCR6的控制端分別與整流控制電路7的輸出端連接。其中平波濾波電路3包括與三相全橋整流模塊正輸出端連接的第一平波濾波電感LI，本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：江國清，劉又紅，韓旭，高傳德，
申請(專利權)人：上海恒精機電設備有限公司，
類型：實用新型
國別省市：