电磁炉为什么不能用铝锅 只能用铁锅(5)
2023-04-08 来源:文库网
而当内阻改为0.01Ω时，功率因数大大减小，只剩0.073，这说明耦合效果非常松，或者说漏感分掉了大部分电压，只能传输出去很小的功率，在输出同样功率时需要处理巨大的谐振电容和全谐振拓扑。
另外内阻太大也会得到较低的功率因数，这是由于L2的励磁电流仍会折算为感性部分，而使用阻抗变换变压器可以为图中的三个元件再同乘匝数项N‘。这是设计谐振槽，可以先令R1与L2的阻抗相等，以取得较大品质因数，然后使用输出变压器折算出合适的阻抗。
另一方面，我们也可以通过电源调制来匹配阻抗，例如使用22V100A的电源代替220V10A的市电，但同样功率容量下，低压的IGBT和谐振电容等功率元件都更不划算。
单从电磁炉的设计计算上来说，简略的设计方法是选定谐振回路的品质因数（图1中L与R阻抗的比值取模）[2]，电磁炉可以达到3以下，这说明耦合良好，阻抗合适；而坩埚或者铜管的感应加热空隙大，耦合松，一般在5~10或更高，还是需要引入输出变压器，采用上述较为精细的方法。
准谐振单管逆变拓扑分析
图中L1和R1是谐振槽的等效电路，即线盘 锅，C1是谐振电容，在一般电磁炉中一般是0.3uF左右，Q1为IGBT，它有反并联的二极管(但这个二极管一般是两片晶圆封装在一起，但有时集成为体二极管，称为逆导型IGBT，详见嘤飞凌官网相关文件)。U是输入电源，实际上是峰值310V的市电整流后的馒头波（使用铁粉芯电感和5uFmkp电容，截止频率约为3kHz，所以主要作用是提供准谐振电流并且避免污染市电，而不是给市电滤波，下文用310V指代这个电压），在20kHz的开关频率下，可以认为100Hz的馒头波对准谐振电路来说是直流。
下图为工作电流电压波形，i_L是线盘电流，U_CE是IGBT的CE极电压。
下图中0时刻，谐振电容充满电（左310V右0V）(注1)，线盘无电流流过，此时打开IGBT，线盘电流线性升高，直到t1时将IGBT关断（注2）,电感和电容自由谐振，电感电流先把能量全部传给电容（即t4与t5中点的时刻，电感电流=0，IGBT承受1.2kV的最大电压），随后电容又反过来给电感充电。直到电容右侧电压为0（t2），IGBT的CE电压由续流二极管钳位为0V，电感通过它续流，把能量还给电源（t2~t3，回到0态）（注3）。
另外内阻太大也会得到较低的功率因数，这是由于L2的励磁电流仍会折算为感性部分，而使用阻抗变换变压器可以为图中的三个元件再同乘匝数项N‘。这是设计谐振槽，可以先令R1与L2的阻抗相等，以取得较大品质因数，然后使用输出变压器折算出合适的阻抗。
另一方面，我们也可以通过电源调制来匹配阻抗，例如使用22V100A的电源代替220V10A的市电，但同样功率容量下，低压的IGBT和谐振电容等功率元件都更不划算。
单从电磁炉的设计计算上来说，简略的设计方法是选定谐振回路的品质因数（图1中L与R阻抗的比值取模）[2]，电磁炉可以达到3以下，这说明耦合良好，阻抗合适；而坩埚或者铜管的感应加热空隙大，耦合松，一般在5~10或更高，还是需要引入输出变压器，采用上述较为精细的方法。
准谐振单管逆变拓扑分析
图中L1和R1是谐振槽的等效电路，即线盘 锅，C1是谐振电容，在一般电磁炉中一般是0.3uF左右，Q1为IGBT，它有反并联的二极管(但这个二极管一般是两片晶圆封装在一起，但有时集成为体二极管，称为逆导型IGBT，详见嘤飞凌官网相关文件)。U是输入电源，实际上是峰值310V的市电整流后的馒头波（使用铁粉芯电感和5uFmkp电容，截止频率约为3kHz，所以主要作用是提供准谐振电流并且避免污染市电，而不是给市电滤波，下文用310V指代这个电压），在20kHz的开关频率下，可以认为100Hz的馒头波对准谐振电路来说是直流。
下图为工作电流电压波形，i_L是线盘电流，U_CE是IGBT的CE极电压。
下图中0时刻，谐振电容充满电（左310V右0V）(注1)，线盘无电流流过，此时打开IGBT，线盘电流线性升高，直到t1时将IGBT关断（注2）,电感和电容自由谐振，电感电流先把能量全部传给电容（即t4与t5中点的时刻，电感电流=0，IGBT承受1.2kV的最大电压），随后电容又反过来给电感充电。直到电容右侧电压为0（t2），IGBT的CE电压由续流二极管钳位为0V，电感通过它续流，把能量还给电源（t2~t3，回到0态）（注3）。
