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串联谐振脉冲频率调制方法


 其控制原理,这种控制方法的基本思路是:假设总共有N个调功单位,串联谐振在其中M个调功单位里逆变器向负载输 出功率;而剩下的N-M个单位内逆变器停止工作,负载能量以自然振荡形式逐渐衰减。输出的脉冲密度为 M/N,这样输出功率就跟脉冲密度联系起来了。因此通过改变脉冲密度就可改变输出功率。

 
脉冲密度调制方法的主要优点是:输出频率基本不变,开关损耗相对较小,易于实现数字化控制,比较 适合于开环工作场合。
 
变频串联谐振试验装置脉冲频率调制方法是通过改变逆变器的工作频率,从而改变负载输出阻抗以达到调节输出功率的目的。
 
负载的阻抗随着逆变器的工作频率(f)的变化而变化。对于一个恒定的输出电压,当工作频率与负载 谐振频率偏差越大时,输出阻抗就越高,因此输出功率就越小,反之亦然。
 
脉冲频率调制方法的主要缺点是工作频率在功率调节过程中不断变化,导致集肤深度也随之而改变,在 某些应用场合如表面淬火等,集肤深度的变化对热处理效果会产生较大的影响,这在要求严格的应用场合中 是不允许的。但是由于脉冲频率调制方法实现起来非常简单,故在以下情况中可以考虑使用它:
 
1)如果负载对工作频率范围没有严格限制,这时频率必须跟踪,但相位差可以存在而不处于谐振工作 状态。
 
2)如果负载的Q值较高,或者功率调节范围不是很大,则较小的频率偏差就可以达到调功的要求。
 
脉冲密度调制方法的主要缺点是:逆变器输出功率的频率不完全等于负载的自然谐振频率,在需要功率 闭环的场合中,工作稳定性较差。由于每次从自然衰减振荡状态恢复到输出功率状态时要重新锁定工作频 率,这时系统可能会失控。因此在功率闭环或者温度闭环的场合,工作的稳定性不好。其另一个缺点就是功 率调节特性不理想,呈有级调功方式。
 
谐振脉冲宽度调制(PWM)方法
 
串联谐振脉冲宽度调制是通过改变两对开关管的驱动信号之间的相位差来改变输出电压值以达到调节功率的 目的。即在控制电路中使原来同相的两个桥臂开关(S1,S2)、(S3,S4)的驱动信号之间错开一个相位 角,使得输出的正负交替电压之间插入一个零电压值,这样只要改变相位角就可以改变输出电压的有效值, 最终达到调节输出功率的目的。
 
这种控制方法的优点是电源始终工作在谐振状态,功率因数高。但存在反并联二极管的反向恢复问题、 小负载问题、软开关实现问题。
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