阅读说明：本技术 一种同步型感应加热电源主回路结构 (Synchronous induction heating power supply main loop structure ) 是由 李南坤 黄德华 于 2021-07-28 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种同步型感应加热电源主回路结构,其特征在于,直流电压供给电路的负端连接N个二极管一的阴极,N个二极管一的阳极分别与N个感应加热单元的直流分流器相连；N个感应加热单元中每两个感应加热单元的逆变桥的负极端之间连接有一组二极管组。本发明在每个单元的分流器后端串联二极管,利用二极管防止电流反向,确保通过分流器能够采集到准确的直流电流；本发明在每两个逆变桥的负端之间串联两个正反并联的二极管,防止两个逆变桥的直流电流相互分流,为感应电流提供环流回路,使得感应电流不会流过分流器,确保通过分流器能够采集到准确的直流电流。(The invention provides a main loop structure of a synchronous induction heating power supply, which is characterized in that the negative end of a direct-current voltage supply circuit is connected with the cathodes of N diodes I, and the anodes of the N diodes I are respectively connected with direct-current shunts of N induction heating units; and a group of diode groups are connected between the negative ends of the inverter bridges of every two induction heating units in the N induction heating units. According to the invention, the rear end of the shunt of each unit is connected with a diode in series, and the diode is used for preventing the current from reversing, so that the accurate direct current can be acquired through the shunt; according to the invention, two diodes which are connected in parallel in a positive and negative mode are connected in series between the negative terminals of each two inverter bridges, so that direct currents of the two inverter bridges are prevented from being mutually shunted, a circulating current loop is provided for induced current, the induced current cannot flow through the shunt, and accurate direct current can be acquired through the shunt.)

一种同步型感应加热电源主回路结构

技术领域

本发明涉及一种同步型感应加热电源主回路结构。

背景技术

常用的多单元输出的同步型感应加热电源采用的是共直流母线方式，多个逆变单元之间电路没有特殊处理。当多个感应线圈之间靠近时，感应线圈内的磁场会相互耦合，感应线圈内磁场较弱的单元容易被磁场较强的单元耦合到感应电流。该感应电流通过包含中频变压器、逆变桥反向整流在内的内部回路反馈回到直流母线上，并且在直流母线上形成感应环流。这个感应环流会流过被感应单元的分流器。功率P采集是通过直流电压U和分流器上采集的直流电流I计算得到，P＝U×I。如果分流器上的电流信号存在感应电流，并且电流方向与本单元实际输出电流方向相反，那么就会造成电流抵消效果，检测到的直流电流I就会变小，计算得到的功率值P也就会变小，导致功率计算不准。系统无法采集每个单元实际输出的功率大小，也就无法进行功率控制。

如图1所示，以包含两个感应线圈多单元输出的同步型感应加热电源主回路结构为例，在常规结构的主回路中，通过感应线圈COIL1、COIL2磁场耦合，在变压器初级和逆变回路上产生感应电流，感应电流会正向流过分流器RB2，反向流过分流器RB1，导致采集到的分流器RB2上的直流电流增加，分流器RB1上采集到的直流电流减小，导致计算各单元的输出功率时，计算功率不准。

发明内容

本发明的目的是：防止多个感应线圈内磁场之间相互耦合导致各个单元功率采集不准，保证每个单元采集的功率为本单元实际输出功率。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种同步型感应加热电源主回路结构，包括直流电压供给电路以及N个感应加热单元，N≥2，每个感应加热单元包括直流分流器、逆变桥、隔离变压器以及感应线圈，逆变桥逆变输出的交流电流流过隔离变压器的初级绕组，隔离变压器的次级绕组输出的感应电流流经感应线圈，直流分流器连接在逆变桥的负极端，其特征在于，还包括N个二极管一以及N-1个由两个反向并联的二极管二组成的二极管组；

N个逆变桥的正极端与直流电压供给电路的正端相连；

直流电压供给电路的负端连接N个二极管一的阴极，N个二极管一的阳极分别与N个感应加热单元的直流分流器相连；

N个感应加热单元中每两个感应加热单元的逆变桥的负极端之间连接有一组二极管组。

优选地，所述二极管一采用大电流快速二极管。

优选地，在每个所述逆变桥的正极端与负极端之间跨接滤波电容。

优选地，直流电压供给电路包括交流电源接口，交流电源接口与断路器相连，断路器连接至三相整流桥，三相整流桥输出直流电压；直流电压的正端经过缓冲接触器以及平波电抗器后连接到N个所述逆变桥的正极端；在接触器两端并联充电缓冲电路。

优选地，所述充电缓冲电路包括串联的缓冲电阻和自恢复保险丝。

与现有技术相比，本发明具有如下优势：

1)本发明在每个单元的分流器后端串联二极管，利用二极管防止电流反向，确保通过分流器能够采集到准确的直流电流；

2)本发明在每两个逆变桥的负端之间串联两个正反并联的二极管，防止两个逆变桥的直流电流相互分流，为感应电流提供环流回路，使得感应电流不会流过分流器，确保通过分流器能够采集到准确的直流电流；

附图说明

图1为常规的同步型感应加热电源主回路结构示意图；

图2为实施例公开的一种同步型感应加热电源主回路结构示意图；

图3为图2中感应电流回流流向示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明提供的一种同步型感应加热电源主回路结构，用于同步型多输出感应加热电源的主回路设计，应用于多个感应线圈距离较近，相互之间存在磁场耦合的感应加热应用场合。例如：多单元分区加热的热处理场合，双线圈加热的晶体生长行业，多温区控制要求的棒材在线加热场合，等等。

本实施例以包含两个感应线圈COIL1、COIL2的同步型感应加热电源主回路结构为例对本发明做进一步说明。

如图2所示，为本实施例公开的一种同步型感应加热电源主回路结构，三相380VAC电源经由三相供电接口L1、L2、L3进入断路器KP1，随后连接至三相整流桥BD1，经过三相整流桥BD1整流后输出直流电压。直流电压的正端经过缓冲接触器K1以及平波电抗器L1后，再连接到逆变桥Bridge1和逆变桥Bridge2的正极端。缓冲电阻R1和自恢复保险丝FR1串联后并接在接触器K1两端，构成充电缓冲电路。缓冲电路的作用是消除上电时对输入回路和整流桥的电流冲击，并减小对电网的冲击和干扰。

在直流电压的正端与直流电压的负端之间跨接电容C3。直流电压的负端连接二极管D2及二极管D1的阴极。二极管D1的阳极经由直流分流器RB1与逆变桥Bridge1的负极端相连。二极管D2的阳极经由直流分流器RB2与逆变桥Bridge2的负极端相连。感应电流将被二极管D1、二极管D2截止，因此感应电流不会流经直流分流器RB1和直流分流器RB2。直流分流器RB1及直流分流器RB2分别用于检测逆变桥Bridge1及逆变桥Bridge2的直流电流。

在逆变桥Bridge1的正极端与负极端之间跨接滤波电容C1。逆变桥Bridge1是由四个IGBT组成的全桥逆变桥。二极管D1采用大电流快速二极管，防止直流分流器RB1上电流反向。逆变桥Bridge1逆变输出交流电流，该交流电流经过隔直电容组CP1后流过中频隔离变压器TRAN1的初级绕组，中频隔离变压器TRAN1的次级绕组感应到电流后流经谐振电容组CP3，再经过感应线圈COIL1，形成谐振回路。

在逆变桥Bridge2的正极端与负极端之间跨接滤波电容C2。Bridge2是由四个IGBT组成的全桥逆变桥。二极管D2采用大电流快速二极管，防止直流分流器RB2上电流反向。逆变桥Bridge2逆变输出交流电流，该交流电流经过隔直电容组CP2流过中频隔离变压器TRAN2的初级绕组，中频隔离变压器TRAN2的次级绕组感应到电流后流经谐振电容组CP4，再经过感应线圈COIL2，形成谐振回路。

在逆变桥Bridge1和逆变桥Bridge2的负极端之间串联两个反向并联的二极管D3，使得感应电流直接通过二极管D3形成环流，而不需要经过直流分流器RB1和直流分流器RB2。二极管D3的另外一个作用是，实现逆变桥Bridge1和逆变桥Bridge2的功率输出直流电流回路相互不影响。逆变桥Bridge1的直流电流流经直流分流器RB1和二极管D1回到三相整流桥BD1的负端，若要走二极管D3、直流分流器RB2、二极管D2回到三相整流桥BD1的负端，那么需要流经两个二极管，由于二极管D3与二极管D2两个二极管压降是二极管D1一个二极管的两倍，因此，逆变桥Bridge1的直流电流不会流过二极管D3、直流分流器RB2、二极管D2，只会流过直流分流器RB1和二极管D1。同理，逆变桥Bridge2的直流电流不会流过二极管D3、直流分流器RB1、二极管D1，只会流过直流分流器RB2和二极管D2。