[发明专利]一种低功耗感应加热功率控制系统

说明书

本发明公开了一种低功耗感应加热功率控制系统，四只绝缘栅双极型晶体管构成的H桥式负载驱动电路，第三、四绝缘栅双极型晶体管轮流导通，构成LC串联谐振电流回路；通过改变第一、第二绝缘栅双极型晶体管“补充能量”的时间长度就可以调整功率，不影响LC串联谐振电流回路的谐振频率，因此可以使LC串联谐振电流回路的工作频率处于LC谐振状态；四只绝缘栅双极型晶体管的导通点均在电流过零附近，产生的开关功耗很小，开关损耗相对于调频调功减少了四分之三，从而使散热片的面积减小；功率设计余量减小等，大幅降低了产品的成本；产生的谐波也大幅减小，大幅减少谐波对电网的污染减，还提高绝缘栅双极型晶体管的安全性及可靠性。

技术领域

本发明涉及感应加热功率控制系统，更具体地说，涉及一种低功耗感应加热功率控制系统。

背景技术

目前，感应加热功率控制系统应用比较广泛，如电磁炉等领域有着广泛有应用，其核心是利用电磁感应线圈和功率开关管的通断构成LC串联谐振电流回路，功率开关管较常用的是绝缘栅双极型晶体管（IGBT）。绝缘栅双极型晶体管是一种复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。由于绝缘栅双极型晶体管性能优异感应加热功率控制系统的主控开关功率元件，用于控制负载的电流通断，如电磁炉线圈的电流通断控制。在现有的感应加热功率控制系统应用中，对于绝缘栅双极型晶体管的通断控制，通常采用的是“调频调功”的控制方式，即通过控制系统调整绝缘栅双极型晶体管的工作频率来控制绝缘栅双极型晶体管的通断次数来实现功率的调整。但其存在以下的技术问题：

无法保证绝缘栅双极型晶体管的在电流过零附近通断，导致其功耗大，为了绝缘栅双极型晶体管的充分散热，需要散热面积比较大散热片；为了保证绝缘栅双极型晶体管的安全性及可靠性，绝缘栅双极型晶体管的功率设计余量较大，成本高；产生的谐波较大，对电网的污染较大。

发明内容

为解决现有感应加热功率控制系统存在的上述缺陷，本发明提供一种低功耗感应加热功率控制系统。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种低功耗感应加热功率控制系统，包括顺序连接的控制器、驱动器装置、负载驱动电路、负载，控制器通过驱动器装置控制负载驱动电路的通断，负载驱动电路控制负载按设定好的感应加热功率进行工作；其特征是：所述负载驱动电路包括四只绝缘栅双极型晶体管组成的H桥式负载驱动电路，四只绝缘栅双极型晶体管分别为第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管；驱动器装置包括四路栅极驱动电路，四路栅极驱动电路与四只绝缘栅双极型晶体管分别一一对应，四路栅极驱动电路分别为第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器、第四驱动器，每个绝缘栅双极型晶体管的栅极G单独与对应的一路驱动器装置连接；第一绝缘栅双极型晶体管的集电极C和第二绝缘栅双极型晶体管的集电极C均于主电路电源正端连接，第三绝缘栅双极型晶体管的发射极E和第四绝缘栅双极型晶体管的发射极E均于主电路电源负端连接；第三绝缘栅双极型晶体管的集电极C和第一绝缘栅双极型晶体管的发射极E连接，第四绝缘栅双极型晶体管的集电极C和第二绝缘栅双极型晶体管的发射极E连接；负载的一端连接在第一绝缘栅双极型晶体管的发射极E、另一端连接在第二绝缘栅双极型晶体管的发射极E。