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关于感应加热电源,电流,频率,功率的问题

如果要降低IGBT峰值电流,而保证功率不变,该如何调整参数。220V半桥串联谐振。

我认为:加大加热电感,加大谐振电容。但是此时谐振频率会降低。不知道对吗。

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igbtsy
LV.9
2
2011-01-13 12:32

没有什么油水,工作频率从25K调整到16K的话,半个周期内IGBT电流平均值只降了2%。

220V半桥4KW,半个周期内通过IGBT的电流平均值是36A,峰值电流51A,单管的引脚能够通过的安全电流是多少?你选择的管子的电流富裕量是多少?

05年单身客户要做250V3.5KW的台式炒灶,肖特300凹形微晶玻璃,带到加拿大使用。用75A/1200V模快全桥电路。装机后调试通电10分钟,看UCE波形正常后,就关机包装带走。至今都在正常使用。250V/3.5KW全桥半个周期内电流14A,峰值电流19.8A,用平均电流75A的模块,可靠性才能令人放心。

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irex
LV.5
3
2011-01-13 13:43
@igbtsy
没有什么油水,工作频率从25K调整到16K的话,半个周期内IGBT电流平均值只降了2%。220V半桥4KW,半个周期内通过IGBT的电流平均值是36A,峰值电流51A,单管的引脚能够通过的安全电流是多少?你选择的管子的电流富裕量是多少?05年单身客户要做250V3.5KW的台式炒灶,肖特300凹形微晶玻璃,带到加拿大使用。用75A/1200V模快全桥电路。装机后调试通电10分钟,看UCE波形正常后,就关机包装带走。至今都在正常使用。250V/3.5KW全桥半个周期内电流14A,峰值电流19.8A,用平均电流75A的模块,可靠性才能令人放心。

這計算有點錯誤,今以下分析解說:

1.IGBT 工作是充能工作, 因此IGBT電流既是DC BUS上電流(先不考慮損耗).

2.IGBT 諧振電流比入電電流大Q倍,在沒ZCS ZVS 下其諧振反電流是通過IGBT上的二極體,而非IGBT.

3.220V/4KW 入電是 18.18 Irms 峰直是 25.7A.

4.常用諧振電容耐壓在 1200V 以雙諧振方式(以諧振電容分壓) 大最大震幅在 1200V 不考慮安全餘量).

5.Q=諧振電流/入電電流 或  Q=諧振電壓/入電電壓, 在220V下 Q=1200/(220*1.414)=3.8 倍.

6.所以 IGBT 耐流為 25.7A 續流管動作為 97.66A. 這是指極限.

7.實際上在不諧振下  電流與電壓 因為負載效應與諧震網能 是很小的, 比如20K諧振電流為25.7A 在脫離此頻率時 電流程指數Q越高急速下降愈厲害.因此續流管不可能有極限電流.

結論 : 220/4KW IGBT 選購為 25A 既可, 續流管電流一班為IGBT約二倍, 在不考慮安全餘量下 可以使用 25N120 但是實際上建議使用電流為30A以上,耐壓600V以上既可, 比如 30R160 / 40T120 / 60N100 均可.

ps: 必須考慮你電路追相反应速度, 如果遲鈍的 請把餘量放寬.還有散熱片也在考慮內.

劉永智 QQ:852221687

 

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2011-01-13 14:24
@irex
這計算有點錯誤,今以下分析解說:1.IGBT工作是充能工作,因此IGBT電流既是DCBUS上電流(先不考慮損耗).2.IGBT諧振電流比入電電流大Q倍,在沒ZCSZVS下其諧振反電流是通過IGBT上的二極體,而非IGBT.3.220V/4KW入電是18.18Irms峰直是25.7A.4.常用諧振電容耐壓在1200V以雙諧振方式(以諧振電容分壓)大最大震幅在1200V不考慮安全餘量).5.Q=諧振電流/入電電流 或 Q=諧振電壓/入電電壓,在220V下Q=1200/(220*1.414)=3.8倍.6.所以IGBT耐流為25.7A續流管動作為97.66A.這是指極限.7.實際上在不諧振下 電流與電壓因為負載效應與諧震網能是很小的,比如20K諧振電流為25.7A在脫離此頻率時電流程指數Q越高急速下降愈厲害.因此續流管不可能有極限電流.結論:220/4KWIGBT選購為25A既可,續流管電流一班為IGBT約二倍,在不考慮安全餘量下可以使用25N120但是實際上建議使用電流為30A以上,耐壓600V以上既可,比如30R160/40T120/60N100均可.ps:必須考慮你電路追相反应速度,如果遲鈍的請把餘量放寬.還有散熱片也在考慮內.劉永智QQ:852221687 

谢谢两位前辈耐心解说,感激不尽。

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2011-01-13 19:05
@中电感应
谢谢两位前辈耐心解说,感激不尽。
兄弟,别人的发言还是认真思考一下,不要盲目的认同!还有你的是串联谐振不是并联谐振,不知道某人的谐振电流是输入电流的Q倍是怎么等出来的?
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spt77
LV.5
6
2011-01-14 17:42

这些都是可以精确计算出来的,把你的电感值、谐振电容值、Q值、工作频率、工作电压告诉我,我给你计算出准确的数值:谐振频率、IGBT峰值电流、输入电流、相位差、有功功率和无功功率。

如果始终工作在谐振点,输出功率取决于电容、电感和Q值,而Q值又和加热材料有关。如果其它条件不变的情况下,增大电容和电感,功率会下降,

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zzm123
LV.2
7
2011-01-14 18:50
@irex
這計算有點錯誤,今以下分析解說:1.IGBT工作是充能工作,因此IGBT電流既是DCBUS上電流(先不考慮損耗).2.IGBT諧振電流比入電電流大Q倍,在沒ZCSZVS下其諧振反電流是通過IGBT上的二極體,而非IGBT.3.220V/4KW入電是18.18Irms峰直是25.7A.4.常用諧振電容耐壓在1200V以雙諧振方式(以諧振電容分壓)大最大震幅在1200V不考慮安全餘量).5.Q=諧振電流/入電電流 或 Q=諧振電壓/入電電壓,在220V下Q=1200/(220*1.414)=3.8倍.6.所以IGBT耐流為25.7A續流管動作為97.66A.這是指極限.7.實際上在不諧振下 電流與電壓因為負載效應與諧震網能是很小的,比如20K諧振電流為25.7A在脫離此頻率時電流程指數Q越高急速下降愈厲害.因此續流管不可能有極限電流.結論:220/4KWIGBT選購為25A既可,續流管電流一班為IGBT約二倍,在不考慮安全餘量下可以使用25N120但是實際上建議使用電流為30A以上,耐壓600V以上既可,比如30R160/40T120/60N100均可.ps:必須考慮你電路追相反应速度,如果遲鈍的請把餘量放寬.還有散熱片也在考慮內.劉永智QQ:852221687 
真不懂你说的是啥?
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2011-01-15 10:41
@spt77
这些都是可以精确计算出来的,把你的电感值、谐振电容值、Q值、工作频率、工作电压告诉我,我给你计算出准确的数值:谐振频率、IGBT峰值电流、输入电流、相位差、有功功率和无功功率。如果始终工作在谐振点,输出功率取决于电容、电感和Q值,而Q值又和加热材料有关。如果其它条件不变的情况下,增大电容和电感,功率会下降,

我现有元件参数如下:

电感120UH,谐振电容0.27UF,工作频率20KHZ,工作电压单相220V,Q值40左右吧。

 

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spt77
LV.5
9
2011-01-15 14:25
@中电感应
我现有元件参数如下:电感120UH,谐振电容0.27UF,工作频率20KHZ,工作电压单相220V,Q值40左右吧。 

我的天哪,Q值如果是40的话,你的管子不爆才怪!
按照半桥电路来计算,L=120uH,C=2*0.27uF,U=220VRMS,工作频率=20K,我们看看计算结果:

              谐振频率、 IGBT峰值电流、输入电流、 相位差、     有功功率、     视在功率

Q=40       19.77K          307.11A        108.58A       42.63°     17.57 KW       23.89VA

Q=4         19.77K          41.57A         14.7A           5.26°       3.22 KW         3.23VA

Q=6         19.77K          62.02A         21.93A         7.86°       4.82 KW         4.78VA

Q=8         19.77K          82.10A         29.03A         10.43°      6.39 KW         6.28VA

Q=40的时候结果很恐怖吧?这个时候还有一个指标没列出来:谐振电容将承受4525V的峰值电压!Q=8的时候已经要很小心了,Q值=40的时候要上大功率IGBT模块了!所以你炸管是意料之中的事情,为什么没有炸那么多?是因为工作起来之后,在那么大的电流作用下,电路的参数变化了,Q值降低了!

 

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2011-01-15 15:30
@spt77
我的天哪,Q值如果是40的话,你的管子不爆才怪!按照半桥电路来计算,L=120uH,C=2*0.27uF,U=220VRMS,工作频率=20K,我们看看计算结果:             谐振频率、IGBT峰值电流、输入电流、相位差、    有功功率、     视在功率Q=40       19.77K         307.11A       108.58A      42.63°     17.57 KW      23.89VAQ=4        19.77K         41.57A       14.7A          5.26°       3.22 KW        3.23VAQ=6         19.77K         62.02A        21.93A         7.86°       4.82 KW         4.78VAQ=8        19.77K         82.10A        29.03A         10.43°      6.39 KW         6.28VAQ=40的时候结果很恐怖吧?这个时候还有一个指标没列出来:谐振电容将承受4525V的峰值电压!Q=8的时候已经要很小心了,Q值=40的时候要上大功率IGBT模块了!所以你炸管是意料之中的事情,为什么没有炸那么多?是因为工作起来之后,在那么大的电流作用下,电路的参数变化了,Q值降低了! 

不知道你说的Q值是指什么时候的Q值是空载呢还是带载,我是用电容电感测试仪测得的。

   直接测空心电感,为120UH左右,Q值40左右,加铁板时,测得的电感为100UH左右,Q值为4左右。看来你是说带载的数值了。

 

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irex
LV.5
11
2011-01-15 16:08
@中电感应
不知道你说的Q值是指什么时候的Q值是空载呢还是带载,我是用电容电感测试仪测得的。  直接测空心电感,为120UH左右,Q值40左右,加铁板时,测得的电感为100UH左右,Q值为4左右。看来你是说带载的数值了。 

上述有二項

4.常用諧振電容耐壓在 1200V 以雙諧振方式(以諧振電容分壓) 大最大震幅在 1200V 不考慮安全餘量).

5.Q=諧振電流/入電電流 或  Q=諧振電壓/入電電壓, 在220V下 Q=1200/(220*1.414)=3.8 倍.

這是指你使用諧振容耐壓下你必須在這Q (3.8)內運行

如果你帶載Q=4 那你開機後 電容耐壓顯然不夠 ( 220*1.414*4=1244v)

參考SPT77 Q=4 計算  諧振41.57A  入電14.7A 這是在相差 5.26下

在這下 實際運行下Q是2.8, 諧振電壓約 (220*1.414*2.8=871V) 這感覺是安全,

但實際上 電路動作設計 要考慮極限下(假設你電路沒損失)

那直接 把你帶載測到Q 直接乘上入電, 這樣比較安全 (這是以你電路無損失下)

有關Q問題,你可以參考 基本電學諧振網路 來得到啟發

       劉永智 QQ:852221687

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firefox886
LV.9
12
2011-01-15 16:10
@中电感应
不知道你说的Q值是指什么时候的Q值是空载呢还是带载,我是用电容电感测试仪测得的。  直接测空心电感,为120UH左右,Q值40左右,加铁板时,测得的电感为100UH左右,Q值为4左右。看来你是说带载的数值了。 
Q是什么你都不知道?Q=1/RACx根号下L/C
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spt77
LV.5
13
2011-01-15 17:11
@中电感应
不知道你说的Q值是指什么时候的Q值是空载呢还是带载,我是用电容电感测试仪测得的。  直接测空心电感,为120UH左右,Q值40左右,加铁板时,测得的电感为100UH左右,Q值为4左右。看来你是说带载的数值了。 

加铁板时:u=100uH,Q=4,工作频率20K,此时各项参数变为:

              谐振频率、 IGBT峰值电流、输入电流、 相位差、     有功功率、     无功功率

Q=4         21.66K          38..55A         13.63A        -32.53       2.53 KW        3.0VA

此时处于容性状态,是上面数值没有意义,要炸管了!

如果工作频率改为21.66K,此时处于谐振状态,各项参数变为:

              谐振频率、 IGBT峰值电流、输入电流、 相位差、     视在功率、     有功功率

Q=4         21.66K          45.73A          16.17A        0               3.56 KW        3.56VA

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irex
LV.5
14
2011-01-16 09:07
@中电感应
不知道你说的Q值是指什么时候的Q值是空载呢还是带载,我是用电容电感测试仪测得的。  直接测空心电感,为120UH左右,Q值40左右,加铁板时,测得的电感为100UH左右,Q值为4左右。看来你是说带载的数值了。 

根據你前幾篇話題

我可以斷定你是 Q 過高 導致IGBT凃壓擊穿IGBT

這種擊穿IGBT只有裂痕或沒傷痕,純粹是內傷

不過你有一步驟倒是可以最很好的方法

<<帶載測試Q>>

如果帶載測試Q 220V超過3.8   380V 超過2.3  (使用 1000V-1200V IGBT )

那幾乎可能發生IGBT凃壓擊穿

有關數據你網上查一下我論點

<<帶載測試Q>>這是一个訣竅,我門團隊通常測試超過限制,就不會開機

你可以調整一下Q,調整方法如下

1.改變現圈繞法,要平繞

2.改變線圈與負載距離

3.改加加熱材質(如果可能)

 

劉永智 QQ:852221687

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liningustb
LV.3
15
2011-01-17 20:40
@spt77
我的天哪,Q值如果是40的话,你的管子不爆才怪!按照半桥电路来计算,L=120uH,C=2*0.27uF,U=220VRMS,工作频率=20K,我们看看计算结果:             谐振频率、IGBT峰值电流、输入电流、相位差、    有功功率、     视在功率Q=40       19.77K         307.11A       108.58A      42.63°     17.57 KW      23.89VAQ=4        19.77K         41.57A       14.7A          5.26°       3.22 KW        3.23VAQ=6         19.77K         62.02A        21.93A         7.86°       4.82 KW         4.78VAQ=8        19.77K         82.10A        29.03A         10.43°      6.39 KW         6.28VAQ=40的时候结果很恐怖吧?这个时候还有一个指标没列出来:谐振电容将承受4525V的峰值电压!Q=8的时候已经要很小心了,Q值=40的时候要上大功率IGBT模块了!所以你炸管是意料之中的事情,为什么没有炸那么多?是因为工作起来之后,在那么大的电流作用下,电路的参数变化了,Q值降低了! 

您好,我刚刚接触电磁加热,有点不太明白(1)为什么IGBT峰值电流是输入电流的2*1.414倍,而不是1.414倍?(2)未知功率的条件下怎么知道输入电流?或者说怎样确定输出功率?(3)对于加热线圈的绕法,其材料、电阻、电感、Q值的选择的关系是什么?

不胜感激

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liningustb
LV.3
16
2011-01-18 11:11
@spt77
这些都是可以精确计算出来的,把你的电感值、谐振电容值、Q值、工作频率、工作电压告诉我,我给你计算出准确的数值:谐振频率、IGBT峰值电流、输入电流、相位差、有功功率和无功功率。如果始终工作在谐振点,输出功率取决于电容、电感和Q值,而Q值又和加热材料有关。如果其它条件不变的情况下,增大电容和电感,功率会下降,
请问一下输出电流根据前面的值是怎样计算出来的?
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