介绍了用于感应加热的，选用IGBT的超音频感应加热电源的原理，与运用实例。

　　感应加热是将工件直接加热，它具有功率高，作业条件好，温度简略操控，金属烧损小，无需预热等长处。

　　传统的感应加热设备运用的电力电子器材是电子管和快速晶闸管。电子管电压高，稳定性差，幅射强，功率低，现已到了筛选的边际，但它频率高，功率大，所以在市场上仍有一席之地。快速晶闸管是现在运用的主力军，它耐压高，电流大，抗过流、过压才能较强。但它只能作业在10000Hz以下，这使其运用范围受到了约束。

　　IGBT是一种复合功率器材，它集双极型功率晶体管和功率MOSFET的长处于一体，具有电压型操控，输入阻抗大、驱动功率小，操控电路简略，开关损耗小，通断速度快，作业频率较高，元件容量大。它不只到达了晶闸管不能到达的频率（60kHz以上），并且正在逐渐替代快速晶闸管。国外1kHz～80kHz的感应加热已广泛运用IGBT，这是感应加热电源的发展方向。图1为国外各种功率器材的运用。

　　电流源并联谐振逆变器具有负载适应性强，抗负载短路才能强等长处，该设备的波形较好，有利于进步设备的功率和牢靠性。

　　主电路为三相全波不控整流加滤波，再经斩波后输入给逆变器。因为选用IGBT斩波频率较高（约为20kHz），输出波形较好，电抗器尺度将可缩小为本来的1/3。

　　该设备的整流桥选用一般整流二极管，滤波电容为电解电容450V/1500μF，斩波IGBT及二极管为富士公司产品，平波电抗器为克己，逆变IGBT也是富士公司产品，谐振回路电容为特制的超音频电容器，功率输出变压器为自行规划出产。

　　斩波操控选用SG3525脉宽调制型操控器，SG3525是集成PWM操控器材，操控功用比较齐备用于斩波非常适宜，全推挽输出方法，其输出峰值为±500mA，电源电压为（8～35）V，内部设有欠压中止电路，当电压过低时，输出级截止。具有5.1V，温度系数±1％的基准稳压电源，差错放大器、振荡器频率为100Hz～400kHz（其值由外接电阻Rt，电容Ct决议）的锯齿波振荡器，软起动电路，同步电路，封闭电路，脉宽调制比较器，RS寄存器及维护电路。SG3525原理框图如图3所示。

　　IGBT为自关断器材，既可作业在容性又可作业在理性。但是作业在容性或理性都将引起电压或电流的毛刺，因而选用锁零电路，使电源根本上作业在谐振状况。在这种状况下，电压的正弦波和电流的方波（谐振回路上）都比较好，这不只对削减开关损耗，添加器材寿数有重要意义，并且也减轻了阻容吸收的担负。

　　常见的他激转自激线路这儿也没有选用，他激转自激，是指在低电压运用他激信号，跟着电压的升高主动变为自激信号，这也就使它有一个缺陷，当感应器换掉，他激和自激频率有差异时，就会发生电压上升进程中过流的现象。在咱们的设备是将他激的固定频率发生器改善为变频的频率发生器，既从100kHz逐渐变为10kHz，一起检测谐振电压，在谐振点时变自激并且过零触发，确保设备作业在零度。逆变线所示。

　　这种逆变操控方法既避免了他激转自激进程中的逆变失利，又避免了小信号下线路找不到自激频率状况。

　　IGBT可选用有源或无源两种驱动方法，无源驱动相对线路简略，但波形调整不是很便利，为此选用富士公司841这种线许多文章有介绍，这儿只提两个问题：

　　（1）在841维护时并未彻底封闭脉冲，这给器材安全构成威胁，因而在过流输出和驱动信号输入之间加了一个RS触发器，在有过流输出时彻底封闭驱动脉冲。

　　（2）841过流是检测IGBT在门极导通时CE间的电压，当超越6V推迟10μs则判别为过流。但实践中发现许多IGBT在CE间电压6V时现已损坏，因而咱们在IGBT的C极和841的第6脚串一个3V稳压管，使841检测值由此6V下降为3V实践证明这样改善显着添加了841对过流判别的灵敏性，使线路不只能正常的驱动元件并且在过流时能更有用的维护器材。

　　（1）过流IGBT相对SCR来说抗过流才能比较弱，因而线路规划一定要确保IGBT的安全。主要靠两个方法：一个是841过流维护，但这种方法风险性较大，二是在电抗器和逆变桥输入之间串了一个电流传感器，当它的输出值超越预订值时，一方面封闭斩波脉冲，另一方面封闭逆变脉冲，这一方法使IGBT通过了负载短路实验的检测。

　　（2）过压在这种的谐振电路里主要有两种过压发生：1、跟着负载电流和电压视点的添加，负载电压会越来越高，这会对器材构成威胁，处理的方法是逆变操控锁0度，另外在负载上加电压传感器检测电压的巨细，当过大时加以操控。2、换流进程中的电压毛刺，这种现象主要靠加阻容吸收，值得注意的是逆变电路中的二极管也需求加阻容吸收，如图6所示。

　　①③铜件，②钢件，要求焊接①～②及②～③衔接处，焊接外表亮光并且要求根本不变型。

　　咱们选用IGBT超音频20kW、40kHz电源，合作氮气维护成功地处理了这一问题。为了进步功率，选用一台电源一起匹配两台变压器的技能，顺次完结每个部件两处焊接使命，每个焊接进程约好4～5秒时刻，焊接外表光洁，无变型。

　　白金熔点为1800，相对比较难熔化，曩昔选用电子管电源，但它体积大，耗电高，难操控，在许多场合、尤其在实验室非常不适宜，国外多选用固态电源，价格非常贵重（约为国内产品的5～10倍），咱们选用30kW/30kHzIGBT超音频电源成功地处理了这一问题，它具有体积小，熔化敏捷，操控精度高，牢靠经用的长处。

　　一般选用高频焊，某厂家现选用我厂出产的IGBT-20kW-20kHz型IGBT超音频电源，其主要长处：一是加热功率高，可达85％，发振均匀，加热敏捷，到达了日本出产的HFB-303H-1A高周波钎焊设备T10型超音频电源的水平，为国家节省了很多外汇。

　　某厂的滚柱轴承要求外表部分淬火和部分退火，如图8所示。选用我厂出产的感应加热电源设备，经工艺实验，均获得圆满成功。特别值得一提的是：电子管高频电源周围有强壮的电磁场辐射，如长时间在这种环境作业，对操作员身体健康是有害的，而我厂研发的个IGBT超音频电源，因为输出电压、频率都比电子管高频电源低得多，经测定，周围辐射电磁场强度，均未超越国家规定规范，测定成果如表1所示。

　　据统计，我国现有100kW级高频电源一万余台，在各个出产领域运转，并且每年还新增近1000台电子管或晶闸管高频电源设备，糟蹋电能的状况非常严峻。假如选用IGBT超音频电源不只节能效果显著、功率高，并且维护环境。它的推广运用势必将发生巨大的经济效益和社会效益。