基于晶闸管关断时间控制的高效中频电源

    摘要：针对常规晶闸管并联谐振中频电源存在的在熔炼期内输出功率达不到额定功率的问题，设计了一种对DC/AC逆变器采用调节功率角的触发控制电路，配合原有的AC/DC相控双闭环控制电路，可以使中频熔炼电源实现高效控制。

    关键词：中频电源；功率因数角调节；关断时间控制

1

γδω  

γ

δ

ω

βθ

β=γδθ  

γ/2δθ  

ω

β/ω=(γδθ)/ω

γθδβ或超前功率因数角φ。

2 中频电源实现高效控制原理

可知当负载电路等效电阻RH变化时，只要调节功率角φ，就可以使Rd保持不变，从而实现高效节能。

3 晶闸管关断时间（TOT）控制电路的引用

以德国AEG公司，英国RADYNE公司为代表的中频电源产品，都采用了TOT（turnofftime）定时控制法。其特点是按标准给定的TOT和实际TOT之间的差值及时对触发角进行调整，以便准确控制逆变晶闸管的关断恢复时间。前已述及，无论从安全运行要求，还是确保恒功率输出的要求，都希望调节触发角（即超前功率因数角φ）。为此，我们从参考文献[2]引用了“TOT”定时控制法的“超前触发脉冲形成电路”，以满足高效中频熔炼电源输出恒功率对φ角调节的要求。

图2是TOT控制法“超前触发脉冲形成电路”框图及波形图。该电路由中频负载电路电压uH和电容支路电流信号及其转换电路，异或非门U1A，比较器B，JK触发器U3A和斜波生成电路组成。其核心部分是保证在uH过零之前的TOT时间内，比较器B产生下降沿，使JK触发器翻转，由Q及Q端输出超前触发脉冲。比较器B反相输入端接斜坡电压信号uc2；而同相输入端接?角调节信号uc1。通过uc1与uc2比较（交点）确定触发脉冲位置。



4?φ角的控制思想和策略

α

α调节，此时ud小于比较器①整定值ub1，比较器①输出高电平，场效应管Q1导通，φ角调节器②不起作用，③输出为最大值，④输出为uc1的最大限幅值uc1max（φmin）；在阶段Ⅱ，直流电压ud已达到最大值，比较器①翻转，使场效应管Q1截止，φ角调节器开始工作，并自动进行调节。若调节过程中φ角大于φmax。则由④输出进行限幅。

5 结语