和大家评论一下用半桥做的电磁炉-电源网
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和大家评论一下用半桥做的电磁炉

我前段时间用半桥做了一款3400W的电磁炉,用430锅功率只能上到2500W,用304锅最大可以上到5000W,最低工作频率为18.5KHZ,最高工作工作频率为44KHZ,PFM调节方式,我想和大家讨论的是如何对这种方式的电磁炉进行最有效的提锅保护(软件和硬件都行),和在170VAC~260VAC下可靠的检锅
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lyticast
LV.7
62
2005-10-10 20:12
@长天一笑
要是如果电容在使用中出现短路,会怎么样啊!我想不要我们这些菜鸟来说分析吧!再要是IGBT驱动电路损坏后出现输出总是为高电平呢?你的MOS管也烧不坏吧?我们在研究大功率电磁炉时,是烧过不少管子,我们最后得出的结论是,我们的IGBT并非因电流过载而烧坏,对于LC串联谐振,只要是能够控制好驱动信号的频率略高于LC揩振频率,死区时间的控制很关键,是保证IGBT能够在零电压开通的条件,只要是这两点保证得好,IGBT就不存在因过流而损坏,但为什么IGBT会损坏呢?线圈盘释放能量后的剩余能量是罪魁祸首.
你到底懂不懂啊?串联谐振槽路谐振电容坏了的话负载就没了,接近开路.我们的驱动电路是用脉冲变压器,不可能一直出高电平.你说频率要高几百赫兹,究竟高多少那要看回路中心频率和Q值是多少.我们是用相位控制,始终保持15度相位差,和回路频率没有关系.之所以会发生管子烧坏的问题是因为你们采用定频驱动,一旦回路谐振频率超过驱动频率就会进入欠压区,换言之就是IGBT内部的反并二极管将承受很高的dv/dt,进而发生不可逆击穿.可以说IGBT的损坏只是表面现象,深层的原因其实是内部二极管烧毁.回路谐振频率升高是必然的,谐振电容具有负温系数,随着电容的发热,容量越来越小,最终导致谐振频率升高并超过驱动频率.你们烧管的原因就是没有正确的认识这个问题,为了追求成本最低化将频率自动跟踪省掉了!
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lyticast
LV.7
63
2005-10-10 20:17
@lyticast
你到底懂不懂啊?串联谐振槽路谐振电容坏了的话负载就没了,接近开路.我们的驱动电路是用脉冲变压器,不可能一直出高电平.你说频率要高几百赫兹,究竟高多少那要看回路中心频率和Q值是多少.我们是用相位控制,始终保持15度相位差,和回路频率没有关系.之所以会发生管子烧坏的问题是因为你们采用定频驱动,一旦回路谐振频率超过驱动频率就会进入欠压区,换言之就是IGBT内部的反并二极管将承受很高的dv/dt,进而发生不可逆击穿.可以说IGBT的损坏只是表面现象,深层的原因其实是内部二极管烧毁.回路谐振频率升高是必然的,谐振电容具有负温系数,随着电容的发热,容量越来越小,最终导致谐振频率升高并超过驱动频率.你们烧管的原因就是没有正确的认识这个问题,为了追求成本最低化将频率自动跟踪省掉了!
我是一个工业设计师,论偷工减料比不上你们,我们不会为了省钱而取消大容量电解电容,那样做会严重污染电网.但是论品质,你们绝对不是我们的对手.
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2005-10-10 22:20
@lyticast
你到底懂不懂啊?串联谐振槽路谐振电容坏了的话负载就没了,接近开路.我们的驱动电路是用脉冲变压器,不可能一直出高电平.你说频率要高几百赫兹,究竟高多少那要看回路中心频率和Q值是多少.我们是用相位控制,始终保持15度相位差,和回路频率没有关系.之所以会发生管子烧坏的问题是因为你们采用定频驱动,一旦回路谐振频率超过驱动频率就会进入欠压区,换言之就是IGBT内部的反并二极管将承受很高的dv/dt,进而发生不可逆击穿.可以说IGBT的损坏只是表面现象,深层的原因其实是内部二极管烧毁.回路谐振频率升高是必然的,谐振电容具有负温系数,随着电容的发热,容量越来越小,最终导致谐振频率升高并超过驱动频率.你们烧管的原因就是没有正确的认识这个问题,为了追求成本最低化将频率自动跟踪省掉了!
楼上兄弟:你好!
   首先得说明一下:一是你好象没有说明你用的是脉冲变压器来驱动啊,二是我说没有说我们的驱动频率比LC揩振频率高几百HZ,三是我刚才说如果你的C不是开路,是短路会怎么样,你的MOS管也不会坏吗?
   不过有几点我是很赞同的,与我们这边的结论一致,比如:驱动频率的选取是依据LC的中心揩振频率(包括锅具的影响),以及器件的温漂等;IGBT的损坏并不是由于其过流而坏,而是CE内部反并二极管承受不了线圈剩余能量的释放而烧毁.
  我们也早就认识到烧IGBT的原因了,我们是做民用品的,所以有时候要求比工业品更苛刻,要达到工业品的性能,民用品的价格,你说怎么做吧,当然,我们只能采用低成本的价格来做好这一点,不过从目前的产品来看,这个问题已经初步得到解决,基本上无烧功率管现象.
  另,民用品电磁炉还要解决锅具经常突然提开的情况,以及不同材料的锅具兼容性,不知兄台的工业品有没有这一部分;既然兄台是做电磁加热资深专家,能不能向大家列举一下,不同材料所适用的最佳加热频率为多少?比如,铁,钢,铸铁,铜,铝等?
  
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lyticast
LV.7
65
2005-10-10 22:39
@长天一笑
楼上兄弟:你好!  首先得说明一下:一是你好象没有说明你用的是脉冲变压器来驱动啊,二是我说没有说我们的驱动频率比LC揩振频率高几百HZ,三是我刚才说如果你的C不是开路,是短路会怎么样,你的MOS管也不会坏吗?  不过有几点我是很赞同的,与我们这边的结论一致,比如:驱动频率的选取是依据LC的中心揩振频率(包括锅具的影响),以及器件的温漂等;IGBT的损坏并不是由于其过流而坏,而是CE内部反并二极管承受不了线圈剩余能量的释放而烧毁.  我们也早就认识到烧IGBT的原因了,我们是做民用品的,所以有时候要求比工业品更苛刻,要达到工业品的性能,民用品的价格,你说怎么做吧,当然,我们只能采用低成本的价格来做好这一点,不过从目前的产品来看,这个问题已经初步得到解决,基本上无烧功率管现象.  另,民用品电磁炉还要解决锅具经常突然提开的情况,以及不同材料的锅具兼容性,不知兄台的工业品有没有这一部分;既然兄台是做电磁加热资深专家,能不能向大家列举一下,不同材料所适用的最佳加热频率为多少?比如,铁,钢,铸铁,铜,铝等?  
短路也是差不多,负载变电感.负载强度=wL,比起正常负载=wL / Q高了不少,也没问题.事实上谐振电容开路比短路多得多.功率管不能只要求基本不烧,而是绝对不能烧.一旦烧了也就意味着要亏本.至于材料问题是这样的,铁磁类材料效率最高,50Hz都可以加热.不锈钢的频率要高一些,基本上有20K上下就可以了.讨厌的是铜铝系列材料,就我们的经验而言,像这种高导电金属的加热频率至少100KHz,才有比较理想的效果.做到这样的话,成本上已经无任何优势,所以此类产品极少见.就你们现在的电路而言,加入锁相环路也就是增加不到2元的成本,建议加入比较好.
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lyticast
LV.7
66
2005-10-10 22:44
@长天一笑
楼上兄弟:你好!  首先得说明一下:一是你好象没有说明你用的是脉冲变压器来驱动啊,二是我说没有说我们的驱动频率比LC揩振频率高几百HZ,三是我刚才说如果你的C不是开路,是短路会怎么样,你的MOS管也不会坏吗?  不过有几点我是很赞同的,与我们这边的结论一致,比如:驱动频率的选取是依据LC的中心揩振频率(包括锅具的影响),以及器件的温漂等;IGBT的损坏并不是由于其过流而坏,而是CE内部反并二极管承受不了线圈剩余能量的释放而烧毁.  我们也早就认识到烧IGBT的原因了,我们是做民用品的,所以有时候要求比工业品更苛刻,要达到工业品的性能,民用品的价格,你说怎么做吧,当然,我们只能采用低成本的价格来做好这一点,不过从目前的产品来看,这个问题已经初步得到解决,基本上无烧功率管现象.  另,民用品电磁炉还要解决锅具经常突然提开的情况,以及不同材料的锅具兼容性,不知兄台的工业品有没有这一部分;既然兄台是做电磁加热资深专家,能不能向大家列举一下,不同材料所适用的最佳加热频率为多少?比如,铁,钢,铸铁,铜,铝等?  
锅的突然移走不会进入欠压区,只会进入过压区.只是造成关断时电流不为零而已,选取合适的驱动参数就可以避免过压击穿.外加瞬间过流保护,这个问题是很容解决的.
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syf5401529
LV.5
67
2005-10-11 07:59
@lyticast
锅的突然移走不会进入欠压区,只会进入过压区.只是造成关断时电流不为零而已,选取合适的驱动参数就可以避免过压击穿.外加瞬间过流保护,这个问题是很容解决的.
加错锅保护,管子出现硬开关状态要关断,不管如何提锅,输出完全短路后开机,均不烧管子,生产中工人接错线是有的,有了各种保护,也没有发生烧管现象.
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billyly
LV.5
68
2005-10-11 13:23
@lyticast
锅的突然移走不会进入欠压区,只会进入过压区.只是造成关断时电流不为零而已,选取合适的驱动参数就可以避免过压击穿.外加瞬间过流保护,这个问题是很容解决的.
最喜欢在这样的气氛下探讨技术问题!!!顶!!!
期待中……
我是菜鸟,我发表不了什么好的见解.
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shanhang
LV.5
69
2005-10-13 17:16
@lyticast
全都是菜鸟!
说了那么多?没看到多少实用的?应该画一些图出来?或者搞一些具体的波形等等?那才有说服力?
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syf5401529
LV.5
70
2005-10-14 12:36
@shanhang
说了那么多?没看到多少实用的?应该画一些图出来?或者搞一些具体的波形等等?那才有说服力?
功率管集射极波形为理想的梯形波,幅值为电源整流后的直流电压幅值.
1129264587.rtf
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amao1975
LV.4
71
2005-10-14 13:04
@lyticast
MOSFET的耐量远大于同规格的IGBT,换言之就是他的可靠性特别好.这是我们选择MOSFET的原因,另外他的频率也可以做得比较高.倒是在谐振槽路Q值很高的情况下,电容的额定值略显不足.
您是指MOSFET的耐电流冲击能力好于IGBT吗?
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lyticast
LV.7
72
2005-10-14 13:47
@amao1975
您是指MOSFET的耐电流冲击能力好于IGBT吗?
MOSFET的安全工作区远远大于IGBT,尤其是换向安全工作区.这点对于谐振电路来说是最重要的.所有电力开关元件中,除了MCT更可靠以外,就是MOSFET了.它的脉冲电流耐量达4-5倍额定电流,且不随温度的升高而降低.使用中极少发生过流损坏,多数是由于换向过快造成体内二极管雪崩损坏.
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lyticast
LV.7
73
2005-10-14 13:50
@syf5401529
功率管集射极波形为理想的梯形波,幅值为电源整流后的直流电压幅值.1129264587.rtf
楼上这个波形应该是谐振槽路Q值很低的波形吧.依经验Q值不超过10.Q30的波形就没这么漂亮了,是方波加一点尖峰.
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lyticast
LV.7
74
2005-10-14 13:52
@syf5401529
功率管集射极波形为理想的梯形波,幅值为电源整流后的直流电压幅值.1129264587.rtf
还有就是占空比0.9左右吧,才是梯形波.我的占空比达0.96,波形比你的陡得多.
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2005-10-14 15:39
@lyticast
还有就是占空比0.9左右吧,才是梯形波.我的占空比达0.96,波形比你的陡得多.
当线圈Q=9时(1kHz/1V下测得)功率管CE极波形及其驱动波形

500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/34/1129275433.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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shanhang
LV.5
76
2005-10-14 16:03
@长天一笑
当线圈Q=9时(1kHz/1V下测得)功率管CE极波形及其驱动波形[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/34/1129275433.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
可否贴一些原理图及一些关键波形的介绍,如:驱动波形,电流和电压波形等等,或对应于相应的器件的选择.期待中.....
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billyly
LV.5
77
2005-10-14 16:34
@lyticast
MOSFET的安全工作区远远大于IGBT,尤其是换向安全工作区.这点对于谐振电路来说是最重要的.所有电力开关元件中,除了MCT更可靠以外,就是MOSFET了.它的脉冲电流耐量达4-5倍额定电流,且不随温度的升高而降低.使用中极少发生过流损坏,多数是由于换向过快造成体内二极管雪崩损坏.
那你的意思就是说IGBT不行是吗?那还要IGBT干个鸟啊,那还研究什么IGBT个鸟啊.
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剑心
LV.8
78
2005-10-14 19:01
@lyticast
MOSFET的安全工作区远远大于IGBT,尤其是换向安全工作区.这点对于谐振电路来说是最重要的.所有电力开关元件中,除了MCT更可靠以外,就是MOSFET了.它的脉冲电流耐量达4-5倍额定电流,且不随温度的升高而降低.使用中极少发生过流损坏,多数是由于换向过快造成体内二极管雪崩损坏.
buck同步整流、H桥电机驱动、数字功放等输出含有直流的场合,管子会先截止、进入反向恢复,再突然被加上高压,CSOA是麻烦的问题.

但交流工作的半桥、全桥不会发生CSOA问题的.

估计烧管子是硬开关或者共态导通造成二次击穿的可能性更大一些.IGBT存储时间长,用在谐振半桥里在某些情况下会共态导通,电子镇流器就有这个问题.
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剑心
LV.8
79
2005-10-14 19:14
@lyticast
楼上这个波形应该是谐振槽路Q值很低的波形吧.依经验Q值不超过10.Q30的波形就没这么漂亮了,是方波加一点尖峰.
硬开关或共态导通?
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剑心
LV.8
80
2005-10-14 19:56
@lyticast
MOSFET的安全工作区远远大于IGBT,尤其是换向安全工作区.这点对于谐振电路来说是最重要的.所有电力开关元件中,除了MCT更可靠以外,就是MOSFET了.它的脉冲电流耐量达4-5倍额定电流,且不随温度的升高而降低.使用中极少发生过流损坏,多数是由于换向过快造成体内二极管雪崩损坏.
刚才在焊机论坛看到IGBT桥直通会引发IGBT自锁的.
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lyticast
LV.7
81
2005-10-14 21:17
@剑心
刚才在焊机论坛看到IGBT桥直通会引发IGBT自锁的.
是谁告诉你交流半全桥不会发生超出CSOA的事情?请注意谐振回路随着频率的不同工作状态会发生变化,如果工作频率低于谐振频率,即会发生换向压问题.大于或等于就不会,至多是一点剩余电感造成的电压尖峰而已,没什么大不了的.
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syf5401529
LV.5
82
2005-10-15 07:52
@lyticast
还有就是占空比0.9左右吧,才是梯形波.我的占空比达0.96,波形比你的陡得多.
死区设定后,只要跟踪好,均是理想的梯形波,用的是串联谐振,在调功时不跟踪,也是理想的梯形波,只是电流相位滞后得多一点.
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syf5401529
LV.5
83
2005-10-15 08:00
@lyticast
还有就是占空比0.9左右吧,才是梯形波.我的占空比达0.96,波形比你的陡得多.
波形陡,损耗大,功率管发热,波形平顶波浪形是与功率级与负载匹配不良,有反射波.做到理想光滑的梯形波,功率管温升极低,在8KW功率时散热器温升不大于7度.
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lyticast
LV.7
84
2005-10-15 10:47
@syf5401529
波形陡,损耗大,功率管发热,波形平顶波浪形是与功率级与负载匹配不良,有反射波.做到理想光滑的梯形波,功率管温升极低,在8KW功率时散热器温升不大于7度.
我的波形陡是因为占空比大,已经接近方波了.
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ekey
LV.3
85
2005-10-15 22:42
@lyticast
我的波形陡是因为占空比大,已经接近方波了.
前辈们,贴一点图出来给我们看看嘛,你们那么厉害了,也好让我们来学习学习嘛~~~~
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yaoyudz
LV.5
86
2005-10-16 09:08
@长天一笑
当线圈Q=9时(1kHz/1V下测得)功率管CE极波形及其驱动波形[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/34/1129275433.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
大虾,线盘的内径与外径和磁条有什么讲究吗?
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2005-10-16 13:09
@syf5401529
波形陡,损耗大,功率管发热,波形平顶波浪形是与功率级与负载匹配不良,有反射波.做到理想光滑的梯形波,功率管温升极低,在8KW功率时散热器温升不大于7度.
想做到理想的波形,要尽可能减小LC回路的内阻,特别是强电流正反向通路的对称性
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syf5401529
LV.5
88
2005-10-16 14:06
@长天一笑
想做到理想的波形,要尽可能减小LC回路的内阻,特别是强电流正反向通路的对称性
半桥的平衡能力很好,全桥在两桥臂中要串入平衡电容,负载与功率级之间不用变压器很不容易做到匹配,用变压器很好解决了该问题,三相大功率电磁灶中用脉冲功率输出变压器是本人专利之一.
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2005-10-16 19:19
@syf5401529
半桥的平衡能力很好,全桥在两桥臂中要串入平衡电容,负载与功率级之间不用变压器很不容易做到匹配,用变压器很好解决了该问题,三相大功率电磁灶中用脉冲功率输出变压器是本人专利之一.
输出级引入变压器,可以起到隔离前后级,并且能通过抽头的方式,做到不同功率输出时的合理的匹配,在宽功率范围内,热效率一致性较好,但增加输出变压器,会提高整机的成本,还有一点,对于炉体空间范围非常有限的,恐怕不是很适合,具体的性能指标能不能有明显提高,不知SYF兄弟做过具体试验没.
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sunsusie
LV.6
90
2005-10-16 22:36
@长天一笑
gt60m301
这个管子的datasheet可以贴出来么?
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2005-10-17 14:10
@sunsusie
这个管子的datasheet可以贴出来么?
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