三相商用電磁爐的功率輸出級(jí)采用半橋或全橋近諧振電路,功率管應(yīng)工作在零電壓開(kāi)關(guān)和近似零電流開(kāi)關(guān)狀態(tài).但由于半橋或全橋近諧振電路的激勵(lì)脈沖寬度是固定的,不能通過(guò)調(diào)節(jié)激勵(lì)脈沖寬度來(lái)調(diào)節(jié)電磁灶的功率,為了保持零電壓開(kāi)關(guān)的工作狀態(tài),如何調(diào)節(jié)電磁灶的功率?經(jīng)過(guò)實(shí)踐,有六種方式可以采用.

一、間隙加熱法

間隙施加激勵(lì)脈沖,使電磁灶斷續(xù)加熱,控制斷續(xù)加熱時(shí)間間隔來(lái)調(diào)節(jié)電磁灶的功率.該方式電路簡(jiǎn)單,但是有通斷時(shí)的電磁噪聲出現(xiàn)并且對(duì)供電電源有電流沖擊.采用該調(diào)功方式要注意激勵(lì)脈沖的關(guān)斷必須在電流過(guò)零時(shí)刻,否則關(guān)斷時(shí)鍋底的電磁噪音較大.

二、脈沖功率輸出變壓器初級(jí)抽頭切換法

可通過(guò)控制電路分別接通三只交流接觸器的常開(kāi)觸點(diǎn)J1-1、J2-1、J3-1,來(lái)接通脈沖功率輸出變壓器初級(jí)抽頭,以分別獲得大、中、小、三擋功率(如附圖所示).這種調(diào)功方式因?yàn)橛薪佑|器的存在,機(jī)芯體積較大,但是在大、中、小三擋功率時(shí)都可以用頻率跟蹤的方法使功率管工作在零電壓開(kāi)關(guān)和零電流開(kāi)關(guān)狀態(tài)(軟開(kāi)關(guān)頻率跟蹤電路見(jiàn)《電子報(bào)》2005年第14期).在所有調(diào)功方式中該方式的功率管的溫升最低,電磁灶的熱效率高達(dá)95%以上.

但應(yīng)注意!接觸器的接通與釋放必須先關(guān)斷激勵(lì)脈沖,使之在功率輸出級(jí)無(wú)電流的狀態(tài)下進(jìn)行切換.

三、移相調(diào)脈寬法

如圖電路中,若變壓器沒(méi)有抽頭,僅起到感應(yīng)線圈與主電源的隔離、與負(fù)載的匹配作用.T1、T2為左邊橋臂,T3、T4為右邊橋臂.T1、T2的激勵(lì)脈沖反相并留有足夠的死區(qū)時(shí)間,保證T1、T2不致產(chǎn)生共態(tài)導(dǎo)通.同理,T3、T4的激勵(lì)脈沖反相并且也留有足夠的死區(qū)時(shí)間.當(dāng)左右橋臂的激勵(lì)脈沖相位差從180°~0°變化時(shí),電磁灶的功率從最大至最小連續(xù)平滑地變化,半邊橋臂的功率管實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān);另外半邊橋臂的功率管實(shí)現(xiàn)零電流開(kāi)關(guān).實(shí)際使用移相調(diào)脈寬法時(shí),因省去了補(bǔ)償電感,當(dāng)電磁灶功率較小時(shí)超前橋臂的零電壓開(kāi)關(guān)將會(huì)失準(zhǔn),因此在小功率時(shí)宜改用間隙加熱的方法來(lái)調(diào)節(jié)功率.

移相調(diào)脈寬法的缺點(diǎn)是IGBT管子中的續(xù)流二極管中有較大的電流通過(guò),功率管的工作狀態(tài)不如上述變壓器抽頭法來(lái)得好,其優(yōu)點(diǎn)是可連續(xù)調(diào)節(jié)功率,省去了三只交流接觸器.

四、改變整流電壓法

三相整流模塊改用可控整流模塊,用0-10V的控制電壓改變可控整流模塊整流后的直流輸出電壓來(lái)改變電磁灶的輸出功率.在額定輸入電壓下,整流模塊全導(dǎo)通,獲得額定最大功率,在非額定最大功率下由于整流輸出的直流電壓下降,功率呈現(xiàn)出與電壓的平方關(guān)系下降.該調(diào)功方式的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單,可連續(xù)調(diào)功,在整個(gè)調(diào)功范圍內(nèi)均可實(shí)現(xiàn)頻率跟蹤.該電路缺點(diǎn)是調(diào)功時(shí)可控整流模塊沒(méi)有全導(dǎo)通,有斬波缺口,對(duì)電磁兼容性指標(biāo)影響較大.要使電磁兼容性指標(biāo)過(guò)關(guān),對(duì)電源濾波器和整流濾波電路要求較高,該部分的元件數(shù)相對(duì)較多,整機(jī)體積和成本增加.

五、調(diào)頻法

在最大功率時(shí)使電路工作在近諧振狀態(tài)下,提高激勵(lì)脈沖頻率,電路工作在失諧狀態(tài)下,功率減小.該方法的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單,但是當(dāng)電磁灶輸出功率較大時(shí)若發(fā)生調(diào)功,電流相位滯后電壓相位較大,在較大電流的狀態(tài)下關(guān)斷,功率管管耗較大,這樣,即使散熱器上的溫升并沒(méi)有明顯升高,也有可能管芯已過(guò)熱而損壞ICBT功率模塊,因此在8kW以上的功率時(shí)不宜采用該方法調(diào)功.

六、變壓器初級(jí)抽頭切換、調(diào)頻、調(diào)壓法

通過(guò)變壓器初級(jí)抽頭的切換來(lái)獲得大、中、小三擋功率,由于脈沖功率輸出變壓器的使用,使得功率輸出級(jí)與負(fù)載匹配良好,功率級(jí)能工作在最佳狀態(tài).在大、中、小三擋功率處用頻 率跟蹤的方法使功率管工作在零電壓開(kāi)關(guān)和零電流開(kāi)關(guān)狀態(tài)下.在小擋到中擋、中擋到大擋調(diào)功范圍內(nèi)再用微調(diào)激勵(lì)脈沖頻率的方法來(lái)連續(xù)調(diào)節(jié)功率,此時(shí)功率管工作在零電壓開(kāi)關(guān)和 零電流開(kāi)通,近似零電流關(guān)斷狀態(tài)下.在小擋到零功率范圍內(nèi)用調(diào)頻的方法會(huì)破壞功率管零電壓開(kāi)關(guān)的狀態(tài),則采用調(diào)節(jié)輸出整流電壓的方法來(lái)調(diào)節(jié)功率.

這種調(diào)功方式相對(duì)較為復(fù)雜,成本也高,其突出優(yōu)點(diǎn)是調(diào)功范圍大、功率輸出級(jí)與負(fù)載匹配良好、電磁灶在8kW功率時(shí)散熱器溫升不超過(guò)6℃(在25℃的環(huán)境溫度下測(cè)試).