[实用新型]一种大功率可扩容电源

说明书

本实用新型公开了一种大功率可扩容电源，涉及涉及感应加热技术领域，包括用于隔离降压的变压器和负载电路，还包括依次连接的用于输出脉动电压的整流电路、用于将脉动电压转为直流电压的滤波电路和用于提高电源工作频率的逆变电路；逆变电路包括多个均与变压器连接的逆变单元，每个逆变单元均包含多个相互并联的逆变器，所述逆变电路连接有用于控制各逆变器工作状态的驱动及保护电路。逆变器包括多个相互并联的开关管以及与各开关管并联连接的缓冲电路。本实用新型利用分时原理提高了电源整体的谐振频率和输出效率，通过调节负载电压和负载电流的相位角实现了调节输出功率，同时实现了开关管的软开关，有效降低了开关损耗。

技术领域

本实用新型涉及感应加热技术领域，具体涉及一种大功率可扩容电源。

背景技术

随着电力电子技术和功率半导体器件的发展，感应加热电源是感应加热的核心设备。感应加热电源拓扑结构经过不断的完善，已形成一种固定的AC/DC/AC变换形式，主要由整流器、滤波器、逆变器、负载及一些控制与保护电路组成，工作时，工频交流电经整流器整流并经滤波器滤波后成为平滑的直流电，送入逆变器中，逆变器采用功率半导体器件作为开关器件，把直流电变为所需频率的交流电供给负载。感应加热电源不但可以对工件整体加热，还可以对工件局部的针对性加热；不但可以实现工件的深层透热，还可以只对其表面、表层集中加热；不但可对金属材料直接加热，还可以对非金属材料进行间接式加热。感应加热电源已广泛应用于各行各业对金属材料的热加工、热处理、热装配及焊接、熔炼等工艺中，但随着感应加热技术的不断发展和应用领域的不断扩大，各领域对感应加热电源的频率、容量的要求也越来越高。

目前，国内频率高于100kHz的固态感应加热电源基本上都是采用功率MOSFET器件。由于MOSFET功率器件容量小，大功率设备需要大量的器件并联使用，而且MOSFET内部的寄生二极管的不良反向恢复特性较差，实际使用中，必须在MOSFET外部串联快恢复二极管，从而屏蔽MOSFET内部的寄生二极管。此方式会使大功率设备需要大量的器件并联使用，可靠性和效率就会降低。而IGBT综合MOS管和双极性晶体管的优点，具有高速、易驱动和通态压降低等综合性能，且容量远高于MOSFET，不存在寄生二极管问题，适合大功率应用，已成为众多加热电源的首选器件。但IGBT的开关损耗，尤其是拖尾电流在高频开关工作状态下引起的关断损耗很大，限制其工作频率的进一步提升。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为解决IGBT的开关损耗大，导致电源工作频率低的问题，提供了一种大功率可扩容电源。本电源的逆变器采用功率器件IGBT并联分时控制策略，通过不同周期短控制各自的IGBT来提高电源整体的输出频率和器件的利用率。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种大功率可扩容电源，包括用于隔离降压的变压器和负载电路，还包括依次连接的用于输出脉动电压的整流电路、用于将脉动电压转为直流电压的滤波电路和用于提高电源工作频率的逆变电路；逆变电路包括多个均与变压器连接的逆变单元，每个逆变单元均包含4个相互并联的逆变器，所述逆变电路连接有用于控制各逆变器工作状态的驱动及保护电路。

进一步地，所述逆变器包括相互并联的开关管Q_a、Q_b、Q_c、Q_d，开关管Q_a漏极连接二极管D_a负极、源极连接二极管D_a正极，开关管Q_b漏极连接二极管D_b负极、源极连接二极管D_b正极，开关管Q_c漏极连接二极管D_c负极、源极连接二极管D_c正极，开关管Q_d漏极连接二极管D_d负极、源极连接二极管D_d正极。