电压电流波形 入端电压为直流 入端电流为直流
在负载谐振频率时,入端电流为全波整流波形 在负载谐振频率时,入端电压为全波整流波形
输出电压为方波 输出电流为方波
输出电流为正弦波 输出电压为正弦波
电路特性 负载阻抗频率特性为串联谐振特性,因此不宜空载 负载阻抗频率特性为并联谐振特性,因此可以空载
逆变器及负载开路保护易 逆变器及负载短路保护易
短路及直通保护困难 短路及直通保护容易
电路拓扑结构 入端并联电容Cd 入端串联电感Ld
负载为RLC串联电路 负载为RLC并联电路
通过上面的表格有助于分析和比较两种逆变器的工作原理,而了解其电路特性的对偶关系则可以有针对性的设计正确可靠的保护短路。
表2-2 串并联谐振优缺点比较
串联谐振逆变器 并联谐振逆变器
结构简单 结构较复杂
控制较简单 控制相对复杂
可采用不控整流 需采用可控整流
不宜空载,需加空载保护 可以空载
无短路保护能力,需加短路保护 拓扑本身具有短路保护能力
开关器件同时流过有功和无功电流 开关器件只流过有功电流
不需平波电感,体积较小 需平波电感,体积较大
启动容易,可以自激或他激工作 启动困难,启动时间长
功率器反并联二极管,不外接二极管 需要大功率高频二极
需高耐压谐振电容,尤其Q值较大时 没有高压危险
通过对串并联拓扑结构对偶关系的分析和优缺点的比较,故主电路拓扑结构采用串联谐振逆变器。
2。4串联谐振逆变器负载特性的分析
2。4。1负载特性分析文献综述
感应加热负载可以把它当做是一个变压器,是感应线圈和被加热工件合成的,它的原边就是感应线圈,副边就是需要被加热的工件。它的等效电路可以等效成一个电阻和电感的串联,如图2-4所示:
图2-4 感应加热电源的等效负载
其负载的等效阻抗为: (2-1)
当电流i流过负载线圈,其有效功率是: (2-2)
无功功率是: (2-3)
其负载的品质因数是: (2-4)
逆变器的功率因数: (2-5)