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    電磁加熱器技術園地

    詳細分析電磁加熱器的電路結構

    發布時間:2015-07-31  新聞來源:深圳喆能電子技術有限公司


    電磁爐的核芯電路是一個變頻電路,即將5060Hz的低頻市電轉換成20kHz的高頻電供給感應線圈來產生高頻磁場,使金屬鍋具在磁場作用下產生渦流而發熱。目前電磁爐變頻電路的主要形式有三種:單管電路、半橋電路和全橋電路。

     雖然歐洲電磁爐的普及程度低于亞洲,但電磁爐的發明卻是源于德國。歐洲出產的家用電磁爐基本上都是采用半橋電路的。全橋電路一般為商用大功率電磁爐或者工業大功率電磁加熱設備中采用。中國家用電磁爐來源于日本和臺灣,基本上都采用單管電路。雖然三者最終都能加熱、烹飪,但其工作特性、可靠性、成本等方面還是有較大差別,以下就單管電路、半橋電路和全橋電路分別做一些簡要的介紹。

     

    一、單管電路:

    單管電路就是指一個IGBT負責開通與關斷工作,當IGBT開通時電流經線圈迅速充電,當IGBT關斷時,線圈電流向諧振電容充電產生一個很高的反電壓,當它超過IGBT的耐壓時IGBT就會瞬間擊穿(俗稱炸機)。一般正常工作時,這個電壓約為1000-1100V之間,當電路受到干擾或其它意外因素影響時,這個電壓就會升高,必須要及時保護。單管電路還有一個很大的致命的先天性缺陷,當功率較低時會影響IGBT的工作狀態造成IGBT嚴重發熱、縮短IGBT壽命甚至造成IGBT擊穿(炸機),或者說當線圈離加熱物體比較近時,就會出現這種情況。所以單管電磁爐能連續加熱的功率一般都大于最大功率的50%,即一臺最大2000W的電磁爐,1000W以下都是斷續加熱,如200W的功率是用1000W加熱2秒停止8秒來實現的,這在很多烹飪場合是不合適的。目前國內電磁爐基本都是單管電路,電路構成也基本一致,產品質量、檔次不同主要取決于零部件選材和工藝、質量的控制。這種單管電路結構造價比較便宜,只能適用于要求不高的家用電磁爐中。很多電磁加熱器的生產廠家也打著節能旗號,向用戶供電磁加熱控制板,價格很低,其實就是家用電磁爐單管電路電路,有些廠家也用兩個IGBT,其實也就是這個電路,只不過是并聯使用。請大家認真對待,不要被騙。


    電磁加熱器電路結構


    二、半橋電路:

    半橋電磁爐使用兩個IGBT輪流開工作,一個關閉后另一個開通不存在高反電壓的問題,沒過電壓損壞IGBT的隱患,產品的可靠性大大提高,所以國外高檔的電磁爐(特別是廚房用的多頭爐)都采用半橋方案。半橋電路另外一個優點就是連續功率可以做得很低。不存在低功率影響IGBT工作狀態的問題,理論上可以做到所有功率都連續加熱,但受器件工作頻率限制,一般可做到最大功率的20%,特別設計可做到最大功率的10%,即2000W的電磁爐,200W也能連續加熱,實現所有火力檔都是連續加熱的,大大提高了電磁爐的實用性。我們公司(深圳喆能 )的中小電磁加熱器(2.515KW)就是采用半橋電路來設計的。一般地,半橋電路最大設計功率約為20-30KW,這是單管電路遠遠不能達到的。半橋電路設計則不同于單管不同,不同廠家有不同的電路設計,從PWM的產生、功率控制、相位控制、電流檢測到IGBT驅動,都有多種不同的方式,五花八門,各顯神通。所以產品的性能和可靠性也就千差萬別。而合理的設計便成為最關鍵的環節。深圳喆能 采用基于AVR的全數字控制,與以往傳統的半橋電路對比,具有性能穩定,便于安裝,容易安裝,調試簡單,故障率低的特點??蓮V泛應用于塑料機械(如注塑機、拉絲機、造粒機、擠出機的節能改造工程中)


    電磁加熱器電路結構


    三、全橋電路:

    把半橋電路的兩個橋臂諧振電容改成兩個IGBT,線圈串聯一個揩振電容就構成全橋電路,IGBT1IGBT4以及IGBT2IGBT3交替工作,從而獲得比較大的功率。全橋電路成本遠高于單管和半橋電路,一般控制方法有調頻和移相??刂齐娐泛桶霕与娐坊鞠嗨?。深圳喆能 采用基于AVR的全數字控制。主要應用于20KW以上的大功率電磁加熱控制器上。下圖即為大功率通用控制板。詳情請點擊該圖有說明。

    電磁加熱器電路結構3

    感應加熱電源電路圖



                  




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