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固态高频电源的工作原理

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2013-07-03 09:28:00

 
  固态高频电源采用常见的交—直—交变频结构。三相380V电源经开关柜中的降压变压器和主接触器后,送入电源柜中的整流器,整流器采用三相晶闸管全控整流桥,通过控制晶闸管导通延时角α,达到调节电源输出功率大小的目的,整流后的直流电压经滤波环节送入高频逆变器,由高频逆变器逆变产生单相高频电源送入谐振电路,经焊接变压器和感应器输出高频能量,完成钢管焊接。

  高频逆变器可以有串联谐振型和并联谐振型两种,由于并联谐振型逆变器在高频电源应用中有诸多困难,如需要大功率快恢复整流二极管等,因此使其在大容量高频电源中的应用受到限制。串联谐振型逆变器也称电压谐振型逆变器,要求逆变器输入平滑的直流电压(其纹波系数小于1%),这一点对焊管来说是非常重要的,因为平滑的直流电压最终将导致钢管焊缝内毛刺非常平整,通过挤压辊工艺调整,采用固态电源焊接的钢管内毛刺将很小。

  大容量化电源将通过两个途径来实现:其一是功率MOSFET的并联构成逆变桥,目前高电压(≥1000V)的MOSFET最大电流容量只有36A,由于受到多管并联后器件均流和动态分布参数的影响,单逆变桥功率以设计50kW为宜,更大容量的电源设备则应采取第二个扩容方法,即并联逆变桥方式实现。由于电压谐振型逆变器多采用匹配变压器付边串联来合成功率输出,因此对于高频逆变器并联来说,输入和输出均为软连接,一定程度上放宽了对逆变器一致性的要求,因此从理论上来说,并联桥数量不会受到限制,这样解决了固态高频的大容量化问题。采用这种方式合成功率的另一个目的是对并联后的高频逆变器实现了强制均流,在恒压源供电的情况下,最大程度上实现了高频逆变器的安全化。

 

固态高频焊管设备的框图
 

固态高频焊管设备的框图

 

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