IGBT超音频感应加热电源相位的跟踪研究

由于电磁感应加热具有加热效率高，升温快，可控性好，且易于实现机械化，自动化等优点，已在熔炼，铸造，弯管，热锻，焊接和表面热处理等行业得到广泛应用。

工作原理：并联谐振式全桥超音频感应加热电源，高电源此IGBT作为逆变器的开关器件。由于IGBT具有自关断能力，逆变器负载可工作在不同状态。传统超音频感应加热电源相位跟踪技术以PLL锁相环形路为核心，在不考虑IGBT开关换流时间和信号整形延时变化的情况下，通过对负载电压和IGBT开关换流辛亥的相位跟踪，调整工作频率使电源负载工作在准谐振状态。但在实际工况中，IGBT开关换流时间和信号整形延时变化对电源工作状态有直接影响。

传统的相位跟踪技术，采用CD4046集成锁相环PLL电路。它主要由鉴相器PD，压控振荡器VCO和外界RC无源低通滤波器LPF组成。锁相环电路用于比较输入信号与压控振荡器输出信号之间的相位差，调节VCO输出频率，以达到输入，输出信号同相位的目的。

影响相位跟踪的几个主要因素有IGBT开关器件换流时间，电源工作频率和电压信号整形延时等。

1.IGBT将开关器件换流时间，实际情况中感应加热电源要在不调整**和**情况下对逆变负载阻抗变化很大的负载进行感应加热，如工件温度越高居里点或更换不同负载。

2.工作频率，感应加热电源的工作频率会跟踪固有频率。同一电源在不同工况下得工作频率可能不相同。

改进的相位跟踪技术原理，为了防止超音频感应阿基热电源负载工作在感性状态，一般情况下，调节*和*，使得在典型工况下负载为弱溶性，单在某些情况下因上述分析因素的综合作用，可能造成串联二极管上的反压过大，为了解决这个问题，提出了下述通过IGBT串联二极管反压控制改进相位跟踪的方法。

改进的相位跟踪技术基于原有PLL锁相环相位跟踪技术，并加入反压控制电路。他通过检查超音频感应加热电源工作中IGBT串联二极管承受的反压值得到一个实时的相位延时环节，对*的延时进行调整，以达到改善相位跟踪也行的目的。反压控制电路中实现相位调节功能的与原理是：负载电压相位*经过一个RC电路使方波波形上升沿变缓，与误差方法器输出的一个幅值实时变化的反压误杀电平通过比较器进行比较。

实况中采用传统下相位跟踪技术的IGBT超音频感应加热电源，其相位跟踪状态主要受IGBT开关换流时间，电源工作频率和电压相位信号整形延时的影响。严重时造成IGBT串联二极管因反向恢复损耗大二损坏。改进的相位跟踪技术能够有效的控制串联二极管的反向电压，提高电源的可靠性。