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加热电源 设想

现在感应加热电源的故障率迟迟得不到解决,IGBT的冗余必须特别大,才能降低故障率。如果选择软开关设计,对IGBT应该有很大的好处,据说软开关应用在调频环节上,不好设计,各位请谈谈看法!
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ayong168
LV.5
2
2010-04-06 13:04
我们的都是软开关,和硬开关相比电路的效率是要高一点点,但是整体加热的效率还与很多因素有关
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suile97
LV.6
3
2010-04-07 11:07

我看到有人说:并联谐振不适合调频?为什么?

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xiekui
LV.5
4
2010-04-07 11:33
<感应加热电源的故障率迟迟得不到解决>是新手所碰到的问题,老手及成熟产品就没这种事。

某感应加热产品,用4只单管组成全桥电路4.5KW,多年来年故障率约千分之二十几,用了75A/1200V模块,三千多台机器,二年多来功率部分故障率为零。
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suile97
LV.6
5
2010-04-07 13:24
@xiekui
是新手所碰到的问题,老手及成熟产品就没这种事。某感应加热产品,用4只单管组成全桥电路4.5KW,多年来年故障率约千分之二十几,用了75A/1200V模块,三千多台机器,二年多来功率部分故障率为零。

4.5KW,用75A的模块,余量很大了。我的想法是想提高一下模块电流利用率,用75A的模块,如果功率做到8KW,就能节省不少成本,兄弟觉得软开关(奥泰焊机上用的软开关)适合用到感应加热电源上吗?串联谐振上,模块上的电压尖峰很高,所以想采用并联谐振,可是看资料却说:并联谐振不适合调频。为什么?

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xiekui
LV.5
6
2010-04-07 14:11
@suile97
4.5KW,用75A的模块,余量很大了。我的想法是想提高一下模块电流利用率,用75A的模块,如果功率做到8KW,就能节省不少成本,兄弟觉得软开关(奥泰焊机上用的软开关)适合用到感应加热电源上吗?串联谐振上,模块上的电压尖峰很高,所以想采用并联谐振,可是看资料却说:并联谐振不适合调频。为什么?
可靠性与模块电压、电流的富裕量成一定的比例,要提高利用率势必降低可靠性。

该生产厂之所以把单管4只改成二块模块,成本是提高了近二百元,但售后服务的费用大大降低,产品的信誉上了等级。

企业也会算帐,之所以这样做总不会比用4只单管时吃亏吧。
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plligbt
LV.4
7
2010-04-10 12:57
@suile97
4.5KW,用75A的模块,余量很大了。我的想法是想提高一下模块电流利用率,用75A的模块,如果功率做到8KW,就能节省不少成本,兄弟觉得软开关(奥泰焊机上用的软开关)适合用到感应加热电源上吗?串联谐振上,模块上的电压尖峰很高,所以想采用并联谐振,可是看资料却说:并联谐振不适合调频。为什么?

准确的说串联谐振可以利用调节频率的方式进行调功,因为串联谐振的曲线是频率偏离谐振点以后,电流逐渐减小,所以可以用该方式进行调功。而并联谐振频率偏离谐振点以后,电流逐渐增大也就不适合了

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suile97
LV.6
8
2010-04-11 20:33
@plligbt
准确的说串联谐振可以利用调节频率的方式进行调功,因为串联谐振的曲线是频率偏离谐振点以后,电流逐渐减小,所以可以用该方式进行调功。而并联谐振频率偏离谐振点以后,电流逐渐增大也就不适合了
所以并联谐振功率调节比较好的方法就是调节直流电源电压的大小。改变输入端整流桥的导通角。
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suile97
LV.6
9
2010-04-11 20:39
@plligbt
准确的说串联谐振可以利用调节频率的方式进行调功,因为串联谐振的曲线是频率偏离谐振点以后,电流逐渐减小,所以可以用该方式进行调功。而并联谐振频率偏离谐振点以后,电流逐渐增大也就不适合了
看来软开关的想法,还不是很现实。如果采用软开关,看来还是需要采用串联谐振的方法。我主要是觉得串联谐振的峰值电压的问题不好解决,感觉有上万V的峰值。有什么好的方法降低串联谐振的峰值电压吗?
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ayong168
LV.5
10
2010-04-11 20:49
@suile97
看来软开关的想法,还不是很现实。如果采用软开关,看来还是需要采用串联谐振的方法。我主要是觉得串联谐振的峰值电压的问题不好解决,感觉有上万V的峰值。有什么好的方法降低串联谐振的峰值电压吗?

你的输入电压是多高啊?怎么来的上万伏呢?

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suile97
LV.6
11
2010-04-12 09:21
@ayong168
你的输入电压是多高啊?怎么来的上万伏呢?

输入380VAC。


我的意思不是说IGBT上的尖峰。


是谐振电容上的电压值。


 

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suile97
LV.6
12
2010-04-12 10:08
@ayong168
你的输入电压是多高啊?怎么来的上万伏呢?

请问你的串联谐振电路上,谐振电容选择的耐压值有多高?

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ayong168
LV.5
13
2010-04-13 21:14
@suile97
请问你的串联谐振电路上,谐振电容选择的耐压值有多高?
你实际测量一下电容两端电压就知道了
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suile97
LV.6
14
2010-04-14 08:11
@ayong168
你实际测量一下电容两端电压就知道了

我测得,380VAC输入的时候,电容两端接近8000V,如果功率继续增加的话,电容两端的值还会增大。

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suile97
LV.6
15
2010-04-14 08:35
@ayong168
你实际测量一下电容两端电压就知道了

简单试了一下并联谐振的电路,不大理想。


还是决定用串联谐振,其实主要目的还是降低损耗,增加机器的输出功率。

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suile97
LV.6
16
2010-04-16 13:12
现在有没有真正的将软开关应用到加热电源上的机器?
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xiekui
LV.5
17
2010-04-16 14:42
@suile97
现在有没有真正的将软开关应用到加热电源上的机器?

第三贴所讲的产品就是真正的软开关感应加热。电磁式开水器97年就正式在列车上运行了。空调车、动车上多的是。


99年8月第一台8KW商用电磁炒灶在列车上试运行,线圈下没有风机,根据运行情况及经验,2001开始的产品,电气箱全密封了,只有散热器外有一只小风机,整个灶体及整机没有第二只风机,只有真正的软开关工作状态才能有如此小的温升。

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suile97
LV.6
18
2010-04-16 16:50
@xiekui
第三贴所讲的产品就是真正的软开关感应加热。电磁式开水器97年就正式在列车上运行了。空调车、动车上多的是。99年8月第一台8KW商用电磁炒灶在列车上试运行,线圈下没有风机,根据运行情况及经验,2001开始的产品,电气箱全密封了,只有散热器外有一只小风机,整个灶体及整机没有第二只风机,只有真正的软开关工作状态才能有如此小的温升。

电磁炉一般都是单管的。全桥的,估计还没有!

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igbtsy
LV.9
19
2010-04-17 08:18
@suile97
电磁炉一般都是单管的。全桥的,估计还没有!

话不能这样说。


家用的因价格问题,一般不会用全桥电路。


04年应客户要求,电磁炉带到国外使用,为了长期可靠使用,用二块75A/1200V模块(用手头现成的,省得再去买别的规格)做成全桥电路3.5KW、5KW二种规格。


单管模式的最大缺点是存在电压击穿功率管的可能性,而半桥、全桥几乎不存在这种可能性。

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suile97
LV.6
20
2010-04-17 17:35
@igbtsy
话不能这样说。家用的因价格问题,一般不会用全桥电路。04年应客户要求,电磁炉带到国外使用,为了长期可靠使用,用二块75A/1200V模块(用手头现成的,省得再去买别的规格)做成全桥电路3.5KW、5KW二种规格。单管模式的最大缺点是存在电压击穿功率管的可能性,而半桥、全桥几乎不存在这种可能性。

由于感应加热电源的特殊负载性,是不是经常出现上下桥臂直通的现象?要不损耗怎么这么大呢?IGBT的冗余必须非常大,电路才能正常工作。这个损耗出了开关损耗之外 还有别的损耗吗?

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2010-04-17 19:43
@suile97
由于感应加热电源的特殊负载性,是不是经常出现上下桥臂直通的现象?要不损耗怎么这么大呢?IGBT的冗余必须非常大,电路才能正常工作。这个损耗出了开关损耗之外还有别的损耗吗?
单管和模块的散热条件是不同的
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suile97
LV.6
22
2010-04-18 15:56
@秋天的风
单管和模块的散热条件是不同的
我的意思是针对IGBT模块来说,老兄有什么高建?
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2010-04-18 19:33
@suile97
我的意思是针对IGBT模块来说,老兄有什么高建?
你认为100A模块应该80度时流过多大电流(有效值)才不浪费?
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igbtsy
LV.9
24
2010-04-19 09:04
@suile97
由于感应加热电源的特殊负载性,是不是经常出现上下桥臂直通的现象?要不损耗怎么这么大呢?IGBT的冗余必须非常大,电路才能正常工作。这个损耗出了开关损耗之外还有别的损耗吗?

   这种说法并不完全对,


理想的软开关状态IGBT的温升是很小的,1个10KW的机子,若效率97%,损耗只有300W,这300W还含有风机的用电、线圈的损耗、整流桥的热损耗、控制、激励、显示的用电,功率输出变压器的热损耗,真正在功率模块上的损耗有多少是可以估算出来了。


至于IGBT的冗余量放大多少,是与产品的可靠性设计有关,IGBT的冗余量越大或靠性越高,当然与老板的经营理念、售后服务的费用与产品售价等诸多因素有关,有些不是技术人员能左右得了的。

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suile97
LV.6
25
2010-04-20 08:34
@秋天的风
你认为100A模块应该80度时流过多大电流(有效值)才不浪费?

据我了解,对硬开关来说,过30A的电流的话,选择IGBT要选择150A的模块,对软开关来说,过30A的电流的话,选择75A的模块没有问题。


这是事实。

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suile97
LV.6
26
2010-04-20 08:45
@igbtsy
  这种说法并不完全对,理想的软开关状态IGBT的温升是很小的,1个10KW的机子,若效率97%,损耗只有300W,这300W还含有风机的用电、线圈的损耗、整流桥的热损耗、控制、激励、显示的用电,功率输出变压器的热损耗,真正在功率模块上的损耗有多少是可以估算出来了。至于IGBT的冗余量放大多少,是与产品的可靠性设计有关,IGBT的冗余量越大或靠性越高,当然与老板的经营理念、售后服务的费用与产品售价等诸多因素有关,有些不是技术人员能左右得了的。

技术人员肯定是最看重质量的。虽然决定权在老板手上,如果经常出质量问题的话,更换IGBT的经济代价也是不小的,况且也影响信誉。

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suile97
LV.6
27
2010-04-20 08:47
@igbtsy
  这种说法并不完全对,理想的软开关状态IGBT的温升是很小的,1个10KW的机子,若效率97%,损耗只有300W,这300W还含有风机的用电、线圈的损耗、整流桥的热损耗、控制、激励、显示的用电,功率输出变压器的热损耗,真正在功率模块上的损耗有多少是可以估算出来了。至于IGBT的冗余量放大多少,是与产品的可靠性设计有关,IGBT的冗余量越大或靠性越高,当然与老板的经营理念、售后服务的费用与产品售价等诸多因素有关,有些不是技术人员能左右得了的。

我现在的想法是:如何检测IGBT的死区时间?即上下桥都关断这个状态?


老兄有高招吗?

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igbtsy
LV.9
28
2010-04-20 11:20
@suile97
我现在的想法是:如何检测IGBT的死区时间?即上下桥都关断这个状态?老兄有高招吗?

死区时间由自已定。一般从UCE波形上可以看出应当选择多宽的死区时间。


只要可靠性设计做到位,不管是试制还是大批量生产还是代换其它型号的模块,都不会损坏模块,到用户手中用了几年后模块都正常工作,不会有故障产生。


第三贴谢兄所举的例子是很好的说明。我们这儿的同行都知道,大家受益非浅。行内的几位都没有发生过试制、生产、几年的使用过程中出现损坏模块的现象。

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suile97
LV.6
29
2010-04-20 11:34
@igbtsy
  这种说法并不完全对,理想的软开关状态IGBT的温升是很小的,1个10KW的机子,若效率97%,损耗只有300W,这300W还含有风机的用电、线圈的损耗、整流桥的热损耗、控制、激励、显示的用电,功率输出变压器的热损耗,真正在功率模块上的损耗有多少是可以估算出来了。至于IGBT的冗余量放大多少,是与产品的可靠性设计有关,IGBT的冗余量越大或靠性越高,当然与老板的经营理念、售后服务的费用与产品售价等诸多因素有关,有些不是技术人员能左右得了的。
在用MOS做的电路中,过流反馈一般是检测源极对地电阻上的电压值。当上下MOS直通时,电流特别大,反馈控制3525。这说明上下MOS直通现象肯定存在而且是主要的损耗所在。如果改用IGBT模块,这一现象不解决的话,后果很严重的。目前只是提高IGBT模块的冗余量,我认为能不能有一种好的反馈方式,从IGBT上引出一个反馈量,去控制驱动波形做到避免直通的发生。简单的控制死去时间能有效吗?多大程度的有效?
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igbtsy
LV.9
30
2010-04-20 12:08
@suile97
在用MOS做的电路中,过流反馈一般是检测源极对地电阻上的电压值。当上下MOS直通时,电流特别大,反馈控制3525。这说明上下MOS直通现象肯定存在而且是主要的损耗所在。如果改用IGBT模块,这一现象不解决的话,后果很严重的。目前只是提高IGBT模块的冗余量,我认为能不能有一种好的反馈方式,从IGBT上引出一个反馈量,去控制驱动波形做到避免直通的发生。简单的控制死去时间能有效吗?多大程度的有效?

在额定输入电压下工作时短路输出端子,短路保护动作后,再重新开机,一切正常说明短路保护是成功的,若短路保护是成功的,但是短路时电火花较大,说明过流整定值过大或者是过流保护速度不够快,模块尽管不坏,但是受到了伤害。


出厂的机子应该每一台做输出短路的检验,以免在用户手中发生短路而产生意外。


 

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ayong168
LV.5
31
2010-04-20 12:11
@suile97
据我了解,对硬开关来说,过30A的电流的话,选择IGBT要选择150A的模块,对软开关来说,过30A的电流的话,选择75A的模块没有问题。这是事实。

你这是错误的,对于模块的应用,电流只是其中一个参数

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