串聯諧振2.5KW 鎖相環追頻ZVS，MOSFET全橋逆變；磁芯變壓(ya)器(qi)兩(liang)檔阻(zu)抗(kang)變換，水冷散熱，市電自耦調壓(ya)調功，母線過流保(bao)護。在開始(shi)制作(zuo)之前，有(you)必要明確些基礎性原理及概念，這(zhe)樣才不至于(yu)頭(tou)霧水。

、加熱機制：

1.1渦流(liu)，只要是金屬(shu)物(wu)體(ti)處于(yu)交變磁場中(zhong)，都(dou)會產生渦流(liu)，強大的高密度渦流(liu)能迅(xun)速使工件(jian)升溫(wen)。這個機制在(zai)所有電阻率不為無窮大的導體(ti)中(zhong)均存在(zai)。

1.2感應環流，工件(jian)(jian)相當于個短(duan)路的(de)1匝線圈，與(yu)感應線圈構成個空心變壓器(qi)，由于電(dian)流比(bi)等于匝比(bi)的(de)反比(bi)，工件(jian)(jian)上的(de)電(dian)流是(shi)感應線圈中(zhong)電(dian)流的(de)N（匝數）倍，強大(da)的(de)感應短(duan)路電(dian)流使(shi)工件(jian)(jian)迅速升(sheng)溫(wen)。這個機制在任何導體中(zhong)均(jun)存在，恒定磁通(tong)密度情況(kuang)下(xia)，工件(jian)(jian)與(yu)磁場矢量正交的(de)面(mian)(mian)積越(yue)大(da)，工件(jian)(jian)上感生的(de)電(dian)流越(yue)大(da)，效率越(yue)高。由此可看出(chu)，大(da)磁通(tong)切割面(mian)(mian)積的(de)工件(jian)(jian)比(bi)小面(mian)(mian)積的(de)工件(jian)(jian)更容易獲得高溫(wen)。

1.3磁(ci)(ci)疇(chou)摩(mo)擦（在鐵磁(ci)(ci)體內(nei)存在著(zhu)無數個(ge)(ge)線(xian)度約為10-4m的(de)原本已經磁(ci)(ci)化(hua)了的(de)小區(qu)域，這(zhe)些小區(qu)域叫磁(ci)(ci)疇(chou)），鐵磁(ci)(ci)性物質的(de)磁(ci)(ci)疇(chou)，在交變磁(ci)(ci)場的(de)磁(ci)(ci)化(hua)與逆磁(ci)(ci)環作用下，劇烈摩(mo)擦，產生高溫。這(zhe)個(ge)(ge)機制(zhi)在鐵磁(ci)(ci)性物質中占(zhan)主導。

由此可看出，不同(tong)材料的(de)工(gong)件，因為(wei)加(jia)熱(re)的(de)機制(zhi)不同(tong)，造成的(de)加(jia)熱(re)效(xiao)(xiao)果(guo)也不樣(yang)。其中鐵磁(ci)(ci)物質三中機制(zhi)都占，加(jia)熱(re)效(xiao)(xiao)果(guo)好。鐵磁(ci)(ci)質加(jia)熱(re)到居里點以上時(shi)，轉為(wei)順磁(ci)(ci)性，磁(ci)(ci)疇機制(zhi)減(jian)退甚至消(xiao)失(shi)。這時(shi)只能(neng)靠(kao)剩余兩個機制(zhi)繼(ji)續加(jia)熱(re)。

當(dang)工件(jian)越過居里點(dian)后(hou)，磁感(gan)應現 象減(jian)弱，線圈(quan)等效阻抗大幅(fu)下降，致使諧振回路(lu)電(dian)流增(zeng)大。越過居里點(dian)后(hou)，線圈(quan)電(dian)感(gan)量也跟著下降。LC回路(lu)的固有諧振頻率會發生變化。致使固定激勵方式的加(jia)熱器失(shi)諧而(er)造成(cheng)設備損壞或效率大減(jian)。

二(er)、為什么要采(cai)用諧振(zhen)？應采(cai)用何種諧振(zhen)？

2.1先回答(da)個(ge)問題。我曾經(jing)以為只要往感應加熱(re)線圈中(zhong)通入足夠強的電流，就成臺(tai)感應加熱(re)設備了。也對此做了個(ge)實(shi)驗(yan)。

實(shi)(shi)驗中(zhong)確實(shi)(shi)有(you)加熱效果，但是(shi)遠(yuan)(yuan)(yuan)遠(yuan)(yuan)(yuan)沒(mei)有(you)達到電(dian)(dian)源的(de)(de)輸(shu)(shu)出(chu)功(gong)(gong)率(lv)(lv)應(ying)(ying)有(you)的(de)(de)效果。這(zhe)(zhe)是(shi)為什么(me)(me)呢(ni)，我們來分析下，顯然，對(dui)(dui)于(yu)(yu)固定的(de)(de)工件，加熱效果與逆變器實(shi)(shi)際輸(shu)(shu)出(chu)功(gong)(gong)率(lv)(lv)成(cheng)正(zheng)比。對(dui)(dui)于(yu)(yu)感應(ying)(ying)線(xian)圈(quan)，基本呈(cheng)現純感性，也(ye)就是(shi)其(qi)間(jian)的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)變化永遠(yuan)(yuan)(yuan)落后于(yu)(yu)兩端(duan)電(dian)(dian)壓的(de)(de)變化，也(ye)就是(shi)說(shuo)電(dian)(dian)壓達到峰(feng)值的(de)(de)時(shi)候，電(dian)(dian)流(liu)還未(wei)達到峰(feng)值，功(gong)(gong)率(lv)(lv)因(yin)(yin)數很低(di)。我們知道(dao)，功(gong)(gong)率(lv)(lv)等于(yu)(yu)電(dian)(dian)壓波(bo)(bo)形(xing)(xing)與電(dian)(dian)流(liu)波(bo)(bo)形(xing)(xing)的(de)(de)重疊面(mian)積(ji)(ji)，而在電(dian)(dian)感中(zhong)，電(dian)(dian)流(liu)與電(dian)(dian)壓波(bo)(bo)形(xing)(xing)是(shi)錯開個(ge)(ge)角度(du)的(de)(de)，這(zhe)(zhe)時(shi)的(de)(de)重疊面(mian)積(ji)(ji)很小，即便其(qi)中(zhong)通過了巨大的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)，也(ye)是(shi)做無用功(gong)(gong)。這(zhe)(zhe)是(shi)如果單(dan)純的(de)(de)計算P=UI，得到的(de)(de)只(zhi)是(shi)無功(gong)(gong)功(gong)(gong)率(lv)(lv)。而對(dui)(dui)于(yu)(yu)電(dian)(dian)容(rong)，正(zheng)好相反，其(qi)間(jian)的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)永遠(yuan)(yuan)(yuan)超(chao)(chao)前于(yu)(yu)電(dian)(dian)壓變化。如果將電(dian)(dian)容(rong)與電(dian)(dian)感構成(cheng)串聯(lian)或并(bing)聯(lian)諧振，個(ge)(ge)超(chao)(chao)前，個(ge)(ge)滯后，諧振時(shi)正(zheng)好抵消(xiao)掉。因(yin)(yin)此電(dian)(dian)容(rong)在這(zhe)(zhe)里也(ye)叫功(gong)(gong)率(lv)(lv)補償電(dian)(dian)容(rong)。這(zhe)(zhe)時(shi)從激勵源來看，相當于(yu)(yu)向個(ge)(ge)純阻性負載供電(dian)(dian)-好文(wen)章(zhang)-，電(dian)(dian)流(liu)波(bo)(bo)形(xing)(xing)與電(dian)(dian)壓波(bo)(bo)形(xing)(xing)完全重合，輸(shu)(shu)出(chu)大的(de)(de)有(you)功(gong)(gong)功(gong)(gong)率(lv)(lv)。這(zhe)(zhe)就是(shi)為什么(me)(me)要(yao)采取串（并(bing)）補償電(dian)(dian)容(rong)構成(cheng)諧振的(de)(de)主要(yao)原(yuan)因(yin)(yin)。

2.2第(di)二個問題，LC諧(xie)振(zhen)有串聯(lian)諧(xie)振(zhen)和并(bing)聯(lian)諧(xie)振(zhen)，該采用什么(me)結(jie)構呢。

說得(de)直白點，并聯諧(xie)振(zhen)回路(lu)，諧(xie)振(zhen)電(dian)(dian)壓等于(yu)(yu)激勵(li)(li)源電(dian)(dian)壓，而槽(cao)路(lu)（TANK）中的電(dian)(dian)流(liu)等于(yu)(yu)激勵(li)(li)電(dian)(dian)流(liu)的Q倍。串聯諧(xie)振(zhen)回路(lu)的槽(cao)路(lu)電(dian)(dian)流(liu)等于(yu)(yu)激勵(li)(li)源電(dian)(dian)流(liu)，而L,C兩端的電(dian)(dian)壓等于(yu)(yu)激勵(li)(li)源電(dian)(dian)壓的Q倍，各有千秋。

從電路結構來看：

對于恒壓(ya)源激勵（半橋，全(quan)橋），應該(gai)采用串聯諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)回(hui)(hui)路(lu)，因為供電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)恒定，電(dian)(dian)(dian)流越大(da)(da)，輸(shu)出功率也就(jiu)越大(da)(da)，對于串聯諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)電(dian)(dian)(dian)路(lu)，在諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)點時整個回(hui)(hui)路(lu)阻抗小，諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)電(dian)(dian)(dian)流也達到大(da)(da)值，輸(shu)出大(da)(da)功率。串聯諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)時，空載的回(hui)(hui)路(lu)Q值高，L,C兩端(duan)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)較高，槽路(lu)電(dian)(dian)(dian)流白白浪費在回(hui)(hui)路(lu)電(dian)(dian)(dian)阻上，發熱(re)巨大(da)(da)。

對于恒流(liu)源激(ji)勵（如單管電路(lu)），應采用并(bing)(bing)(bing)聯(lian)諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)，自由諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)時LC端電壓很(hen)高，因此能獲(huo)得很(hen)大功率。并(bing)(bing)(bing)聯(lian)諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)有個很(hen)重要的(de)優點，就是空載時回路(lu)電流(liu)小(xiao)，發(fa)熱(re)功率也很(hen)小(xiao)。值得提的(de)是，從實驗效果來(lai)看，同樣的(de)諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)電容和加熱(re)線圈，同樣的(de)驅動(dong)功率，并(bing)(bing)(bing)聯(lian)諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)適合加熱(re)體(ti)(ti)積較大的(de)工件，串聯(lian)諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)適合加熱(re)體(ti)(ti)積小(xiao)的(de)工件。

三、 制作過程

明白了(le)以上原理后，可以著(zhu)手打造我們的(de)感應加熱設(she)(she)備了(le)。我們制作的(de)這個設(she)(she)備主(zhu)要由(you)調(diao)壓整流電源、鎖(suo)相環、死(si)區時(shi)間發生器、GDT電路、MOS橋、阻抗變(bian)換變(bian)壓器、LC槽路以及散熱系(xi)統(tong)幾大部分組成。

我們(men)再來對(dui)構(gou)成(cheng)系(xi)統的原理(li)圖進行些(xie)分析，如(ru)下：

槽路部分：

C1、C2、C3、L1以(yi)及T1的(de)次（左側）共同構成了個串聯諧振(zhen)(zhen)回(hui)路(lu)，因(yin)為(wei)(wei)變(bian)壓器次存在(zai)漏感，回(hui)路(lu)的(de)走線也存在(zai)分布(bu)電(dian)(dian)感，所(suo)以(yi)實(shi)際諧振(zhen)(zhen)頻(pin)率(lv)要比單純用C1-C3容(rong)量與L1電(dian)(dian)感量計算的(de)諧振(zhen)(zhen)頻(pin)率(lv)略(lve)低。圖中L1實(shi)際上(shang)為(wei)(wei)1uH，我將(jiang)漏感分布(bu)電(dian)(dian)感等加(jia)在(zai)里面所(suo)以(yi)為(wei)(wei)1.3uH，參數(shu)諧振(zhen)(zhen)頻(pin)率(lv)為(wei)(wei)56.5KHz。

從(cong)逆變(bian)橋輸出的高頻方波激勵信號從(cong)J2-1輸入，通過隔直電(dian)容C4及單刀雙擲開關S1后進入T1的初，然(ran)后流經1:100電(dian)流

互感(gan)器后從J2-2回(hui)流進逆變(bian)橋。在這里，C4單純作(zuo)為隔(ge)直(zhi)電容，不(bu)參(can)與(yu)諧振(zhen) ，因此應(ying)選(xuan)擇(ze)容量足夠大的(de)無(wu)感(gan)無(wu)性電容，這里選(xuan)用CDE無(wu)感(gan)吸收電容1.7uF 400V五只并(bing)聯以降(jiang)低發熱。

S1的(de)作用為阻(zu)抗(kang)變(bian)換比(bi)(bi)切(qie)換，當開(kai)關打到上面觸點(dian)時，變(bian)壓器的(de)匝比(bi)(bi)為 35:0.75，折合(he)阻(zu)抗(kang)變(bian)比(bi)(bi)為2178:1；當開(kai)關打到下面觸點(dian)時，變(bian)壓器匝比(bi)(bi)為24:0.75，折合(he)阻(zu)抗(kang)變(bian)比(bi)(bi)為1024:1。為何要(yao)設置這(zhe)個阻(zu)抗(kang)變(bian)比(bi)(bi)切(qie)換，主(zhu)要(yao)基于以(yi)下原因。（1）鐵磁性工件(jian)的(de)尺寸決定了(le)整(zheng)個串聯諧振回(hui)路的(de)等效電阻(zu)，尺寸越大，等效電阻(zu)越大。（2）回(hui)路空載和(he)帶載時等效電阻(zu)差(cha)別(bie)巨大，如果(guo)空載時變(bian)比(bi)(bi)過低，將造成逆變(bian)橋瞬(shun)間燒毀。

T2是(shi)T1初工(gong)作(zuo)電(dian)流(liu)(liu)的取樣互感(gan)(gan)器，因(yin)為(wei)(wei)匝比為(wei)(wei)1:100，且負載(zai)電(dian)阻(zu)為(wei)(wei)100Ω，所以(yi)當(dang)電(dian)阻(zu)上電(dian)壓(ya)為(wei)(wei)1V時對應T1初電(dian)流(liu)(liu)為(wei)(wei)1A。該互感(gan)(gan)器應有足夠小(xiao)的漏感(gan)(gan)且易于制(zhi)作(zuo)，宜(yi)采用(yong)鐵氧體磁(ci)罐制(zhi)作(zuo)，如無磁(ci)罐也可(ke)用(yong)磁(ci)環(huan)代替。在調試電(dian)路時，可(ke)通過(guo)示波(bo)器檢(jian)測J3兩端電(dian)壓(ya)的波(bo)形形狀和(he)幅度而了解電(dian)路的工(gong)作(zuo)狀態，頻率，電(dian)流(liu)(liu)等參數，亦可(ke)作(zuo)為(wei)(wei)過(guo)流(liu)(liu)保護的取樣點(dian)。

J1端(duan)子輸出諧(xie)振(zhen)電(dian)(dian)(dian)容(rong)兩端(duan)的電(dian)(dian)(dian)壓信號(hao)，當電(dian)(dian)(dian)路諧(xie)振(zhen)時，電(dian)(dian)(dian)容(rong)電(dian)(dian)(dian)壓與T1次電(dian)(dian)(dian)壓存在(zai)90°相(xiang)(xiang)位差(cha)，將這個(ge)信號(hao)送入后續(xu)的PLL鎖相(xiang)(xiang)環(huan)，就可(ke)以自動調節(jie)時激勵頻率始(shi)終等(deng)于諧(xie)振(zhen)頻率。且相(xiang)(xiang)位恒定。

L1，T1 線(xian)圈(quan)均采用(yong)紫(zi)銅(tong)管制(zhi)作(zuo)，工作(zuo)中，線(xian)圈(quan)發熱(re)嚴重，加入水冷措施以保證長時間安全工作(zuo)。為(wei)保證良(liang)好的傳輸特性以及防止磁飽和，T1采用(yong)兩個(ge) EE85磁芯(xin)疊合(he)使用(yong)，在繞(rao)(rao)制(zhi)線(xian)圈(quan)時需先(xian)用(yong)木板做個(ge)比磁芯(xin)舌截面稍微(wei)大點(dian)的模子(zi)，在上(shang)面繞(rao)(rao)制(zhi)好后脫模。

PLL鎖相環部分：

PLL是整個電(dian)(dian)路(lu)的(de)(de)核心(xin)，請自(zi)行查閱書籍或網絡。 以U1五端單(dan)片(pian)(pian)開關電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)芯片(pian)(pian)LM2576-adj為核心(xin)的(de)(de)斬(zhan)波穩(wen)(wen)壓開關電(dian)(dian)路(lu)為整個PLL板提供穩(wen)(wen)定的(de)(de)，功(gong)率(lv)強勁的(de)(de)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)。提供15V2A的(de)(de)穩(wen)(wen)定電(dian)(dian)壓。因為采(cai)(cai)用15V的(de)(de)VDD電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)，芯片(pian)(pian)只能采(cai)(cai)用CD40xx系列的(de)(de)CMOS器件，74系列的(de)(de)不能在此電(dian)(dian)壓下工作。

CD4046 鎖相(xiang)環芯片(pian)的(de)內部(bu)VCO振(zhen)蕩信號從4腳(jiao)輸(shu)出(chu)，方(fang)面送到U2為核心的(de)死區時間發生器，用以驅動后電路(lu)。另(ling)方(fang)面回饋到CD4046的(de)鑒相(xiang)器輸(shu)入B端口3 腳(jiao)。片(pian)內VCO的(de)頻率(lv)范圍(wei)由R16、R16、W1、C13的(de)值共同決定，如圖參數時，隨著VCO控制電壓0-15V變化(hua)，振(zhen)蕩頻率(lv)在20KHz- 80KHz之間變化(hua)。

從(cong)諧(xie)振槽路(lu)Vcap接(jie)口(kou)J1送進(jin)來(lai)的電(dian)壓(ya)信(xin)號從(cong)J4接(jie)口(kou)輸入(ru)(ru)(ru)PLL板，經過R14，D2，D3構成的鉗位電(dian)路(lu)后，送入(ru)(ru)(ru) CD4046的鑒(jian)相(xiang)(xiang)器輸入(ru)(ru)(ru)A端口(kou)14腳。這里要注意的是，Vcap電(dian)壓(ya)的相(xiang)(xiang)位要倒相(xiang)(xiang)輸入(ru)(ru)(ru)，才能形(xing)成負反(fan)饋。D2，D3宜采用(yong)低(di)結電(dian)容的檢波管(guan)或開關管(guan)如 1N4148、1N60之(zhi)類(lei)。

C7、C12為CD4046的(de)電源(yuan)退耦，旁路(lu)掉(diao)電源(yuan)中(zhong)的(de)高(gao)頻(pin)分量，使其穩定工(gong)作。

現在說說工作流程，我們選(xuan)用的(de)(de)是CD4046內的(de)(de)鑒相(xiang)(xiang)(xiang)器(qi)1（XOR異或(huo)門(men)）。對(dui)于鑒相(xiang)(xiang)(xiang)器(qi)1,當兩(liang)個輸(shu)人端(duan)信(xin)(xin)號(hao)(hao)Ui、Uo的(de)(de)電(dian)平狀態(tai)相(xiang)(xiang)(xiang)異時(shi)（即個高(gao)電(dian)平，個為(wei)(wei)(wei)低(di)電(dian)平），輸(shu)出(chu)端(duan)信(xin)(xin)號(hao)(hao)UΨ為(wei)(wei)(wei)高(gao)電(dian)平；反之，Ui、Uo電(dian)平狀態(tai)相(xiang)(xiang)(xiang)同時(shi)（即兩(liang)個均(jun)(jun)為(wei)(wei)(wei)高(gao)，或(huo)均(jun)(jun)為(wei)(wei)(wei)低(di)電(dian)平），UΨ輸(shu)出(chu)為(wei)(wei)(wei)低(di)電(dian)平。當Ui、Uo的(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)位差Δφ在0°-180°范圍內變化時(shi)，UΨ的(de)(de)脈(mo)沖寬度(du)m亦隨之改變，即占空(kong)比亦在改變。從比較器(qi)Ⅰ的(de)(de)輸(shu)入(ru)(ru)和輸(shu)出(chu)信(xin)(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)波(bo)形可知，其輸(shu)出(chu)信(xin)(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)頻率等于輸(shu)入(ru)(ru)信(xin)(xin)號(hao)(hao)頻率的(de)(de)兩(liang)倍(bei)，并(bing)且與兩(liang)個輸(shu)入(ru)(ru)信(xin)(xin)號(hao)(hao)之間的(de)(de)中(zhong)(zhong)心(xin)頻率保持90°相(xiang)(xiang)(xiang)移。從圖中(zhong)(zhong)還(huan)可知，fout不定是對(dui)稱波(bo)形。對(dui)相(xiang)(xiang)(xiang)位比較器(qi)Ⅰ，它要求Ui、Uo的(de)(de)占空(kong)比均(jun)(jun)為(wei)(wei)(wei)50％（即方波(bo)），這(zhe)樣(yang)才(cai)能(neng)使鎖定范圍為(wei)(wei)(wei)大(da)。

當14腳與3腳之間的相位(wei)差發(fa)生(sheng)變化(hua)時，2腳輸(shu)出(chu)的脈(mo)寬也(ye)跟著(zhu)變化(hua)，2腳的PWM信(xin)號經過U4為核心(xin)的有源低通濾波器后得到個較為平滑(hua)的直流電(dian)平，將(jiang)這個直流電(dian)平作為VCO的控制電(dian)壓，就能形(xing)成負(fu)反饋，將(jiang)VCO的輸(shu)出(chu)信(xin)號與14腳的輸(shu)入信(xin)號鎖定為相同(tong)頻率，固(gu)定相位(wei)差。

關(guan)于死區(qu)發生器，本電路中，以U2 CD4001四2輸入端與非門和外圍R8，R8，C10，C11共(gong)同組成(cheng)，利用(yong)了RC充放(fang)電的(de)延(yan)(yan)遲(chi)時間，將(jiang)實時信號(hao)與延(yan)(yan)遲(chi)后的(de)信號(hao)做與運算，得(de)到個合(he)適的(de)死區(qu)。死區(qu)時間大小由R8，R8，C10，C11共(gong)同決定。如圖參(can)數，為1.6uS左右。在實際(ji)設計安裝的(de)時候，C10或C11應使用(yong)68pF的(de)瓷(ci)片電容與5-45pF的(de)可調(diao)電容并聯，以方便(bian)調(diao)整兩組驅動波形的(de)死區(qu)對稱性(xing)。

關(guan)于輸(shu)(shu)(shu)出，從(cong)死區時(shi)間發生器(qi)輸(shu)(shu)(shu)出的(de)(de)(de)(de)電平(ping)信號(hao)，僅有微(wei)弱的(de)(de)(de)(de)驅動(dong)能力，我們將其輸(shu)(shu)(shu)出功(gong)率(lv)放大到定程(cheng)度(du)才(cai)能有效地推(tui)動(dong)后續的(de)(de)(de)(de)GDT（門驅動(dong)變(bian)壓器(qi)）部(bu)分，Q1-Q8構成了雙性射跟隨器(qi)，俗稱圖騰柱，將較高的(de)(de)(de)(de)輸(shu)(shu)(shu)入(ru)阻(zu)抗(kang)變(bian)換(huan)為(wei)低的(de)(de)(de)(de)輸(shu)(shu)(shu)出阻(zu)抗(kang)，適(shi)合驅動(dong)功(gong)率(lv)負載。 R10.R11為(wei)上拉電阻(zu)，增強CD4001輸(shu)(shu)(shu)出的(de)(de)(de)(de)“1”電平(ping)的(de)(de)(de)(de)強度(du)。有人會(hui)問設(she)計兩圖騰是否多余，我開始也這么認為(wei)，試驗時(shi)單(dan)用 TIP41，TIP42為(wei)圖騰輸(shu)(shu)(shu)出，測試后發現高電平(ping)平(ping)頂斜(xie)降(jiang)帶載后比較嚴(yan)重(zhong)，分析為(wei)此型號(hao)晶體管的(de)(de)(de)(de)hFE過(guo)低引(yin)起，增加前8050/8550推(tui)動(dong)后，平(ping)頂斜(xie)降(jiang)消失。

GDT門驅動電路：

MOSFET的門(men)驅(qu)動(dong)電路，采用(yong)GDT驅(qu)動(dong)的好處就是即便(bian)驅(qu)動(dong)出問題(ti)，也(ye)不可能(neng)出現共態導通激勵(li)電平。

留適(shi)當的死區時間，這個電路死區大(da)到1.6uS。而且MOSFET開關迅速，沒有IGBT的拖尾，很(hen)(hen)難炸管。而且MOS的米勒效應小很(hen)(hen)多。

電路處于ZVS狀態，管子2KW下工作基(ji)本不(bu)發熱(re)，熱(re)擊(ji)穿不(bu)復存(cun)在。

從PLL板(ban)輸(shu)出的(de)(de)兩路(lu)倒(dao)相驅(qu)動信號，從GDT板(ban)的(de)(de)J1，J4接口輸(shu)入，經(jing)過C1-C4隔(ge)直后(hou)送(song)入脈沖(chong)(chong)隔(ge)離變壓(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)T1-T4。R5，R6的(de)(de)存在，降低了隔(ge)直電(dian)(dian)容與變壓(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)初(chu)的(de)(de)振蕩Q值(zhi)，起到減少過沖(chong)(chong)和振鈴的(de)(de)作用(yong)。從脈沖(chong)(chong)變壓(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)輸(shu)出的(de)(de)±15V的(de)(de)浮(fu)地脈沖(chong)(chong)，通過R1-R4限流緩(huan)沖(chong)(chong)（延(yan)長(chang)對(dui)Cgs的(de)(de)充電(dian)(dian)時(shi)間(jian)，減緩(huan)開通斜(xie)率）后(hou)，齊納二管ZD1-ZD8對(dui)脈沖(chong)(chong)進行(xing)雙(shuang)向鉗位，后(hou)經(jing)由(you)J2，J3，J5，J6端(duan)子輸(shu)出到四個MOS管的(de)(de)GS。這(zhe)里因為關斷(duan)期間(jian)為 -15V電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)，即(ji)便有少量(liang)的(de)(de)電(dian)(dian)平(ping)抖動也不會使MOS管異常(chang)開通，造(zao)成(cheng)共態(tai)導(dao)通。注意，J2，J3用(yong)以(yi)驅(qu)動個對(dui)角(jiao)的(de)(de)MOS管，J5，J6用(yong)于驅(qu)動另(ling)個對(dui)角(jiao)的(de)(de)mos管。 為了有效利用(yong)之前PLL板(ban)輸(shu)出的(de)(de)功率以(yi)及(ji)減小驅(qu)動板(ban)高(gao)(gao)度(du)，這(zhe)里采用(yong)4只脈沖(chong)(chong)變壓(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)分別對(dui)4支管子進行(xing)驅(qu)動。脈沖(chong)(chong)變壓(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)T1- T4均(jun)采用(yong)EE19磁芯，不開氣隙(xi)，初(chu)次均(jun)用(yong)0.33mm漆包線繞(rao)制30T，為提高(gao)(gao)繞(rao)組間(jian)耐(nai)壓(ya)(ya)(ya)起見，并未 采用(yong)雙(shuang)線并繞(rao)。而是先(xian)繞(rao)初(chu)，用(yong)耐(nai)高(gao)(gao)溫膠帶3 層(ceng)緣后(hou)再繞(rao)次，采用(yong)密繞(rao)方式，注意圖中(zhong)+，-號表示的(de)(de)同名(ming)端(duan)。C1-C4均(jun)采用(yong)CBB無性電(dian)(dian)容。其余按電(dian)(dian)路(lu)參(can)數。

電源部分：

市電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓經(jing)過自耦調壓器后從(cong)J2輸(shu)入，經(jing)過B1全(quan)波(bo)(bo)整(zheng)流(liu)后送入C1-C4進行濾(lv)(lv)波(bo)(bo)。為了在MOS橋(qiao)開關期間，保持母線電(dian)(dian)壓恒定（恒壓源），故沒有加入濾(lv)(lv)波(bo)(bo)電(dian)(dian)感。C1，C2為ＭＫＰ電(dian)(dian)容，主要作用為全(quan)橋(qiao)鉗位(wei)過程(cheng)期間的逆(ni)向突波(bo)(bo)吸收。整(zheng)流(liu)濾(lv)(lv)波(bo)(bo)后的脈動直(zhi)流(liu)從(cong) J1輸(shu)出(chu)。

全橋部分：

MOSFET橋(qiao)電路結構比較簡單，不再贅述。強調下，各個MOS管(guan)的(de)GS到GDT板之間的(de)引線，盡可能(neng)樣長，但應小于(yu)250px。采(cai)用(yong)雙(shuang)絞線。MOS管(guan)的(de)選取應遵(zun)循(xun)以下要求：開關時間小于(yu)100nS、耐壓高于(yu)500V、內部自帶阻尼二管(guan)、電流大(da)于(yu) 20A、耗散功率大(da)于(yu)150W。

四、散熱系統

槽(cao)路(lu)部分(fen)的阻抗變換(huan)變壓器(qi)次以及(ji)感應線圈部分(fen)，在滿功率輸出時，流經(jing)的電流達到500A之巨，如果沒有強有力的冷卻(que)措施，將在短時間內過熱(re)燒毀。

該系統宜采(cai)用水冷措施，利用銅管本身作為水流通路。泵(beng)采(cai)用隔膜(mo)泵(beng)，是(shi)能(neng)自吸，二(er)是(shi)壓(ya)力高(gao)。電路采(cai)用的是(shi)國產(chan)普(pu)蘭迪隔膜(mo)泵(beng)，輸出壓(ya)力達到(dao)0.6MPa，輕松在(zai)3mm內徑(jing)的銅管中實現(xian)大流量水冷。

五、組裝

組裝注意GDT部分(fen)，輸出端口的(de)1腳(jiao)接(jie)G，2腳(jiao)接(jie)S，雙(shuang)絞線長度小于(yu)250px。

六、調試

該電路(lu)的調試比較簡單，主(zhu)要分以下(xia)幾(ji)個步驟進行。

1. PLL板整體功能檢測。電路組裝(zhuang)好后，先斷開高(gao)壓(ya)電源，將PLL板JP1跳(tiao)線的(de)(de)2,3腳短(duan)路，使VCO輸(shu)出固定頻率的(de)(de)方波(bo)。然后用示波(bo)器分(fen)別檢測四個(ge)MOS管的(de)(de)GS電壓(ya)，看(kan)是否滿足相(xiang)(xiang)位和幅度要求。對角(jiao)的(de)(de)波(bo)形同(tong)相(xiang)(xiang)，同(tong)臂(bei)的(de)(de)波(bo)形反相(xiang)(xiang)。幅度為±15V。如果此(ci)步驟無(wu)問(wen)題，進行下步。如果波(bo)形相(xiang)(xiang)位異常，檢測雙(shuang)絞線連接是否有誤(wu)。

2.死區時間(jian)對稱性(xing)調(diao)(diao)整。用示波器監測同臂的(de)(de)兩個MOS的(de)(de)GS電(dian)(dian)壓，調(diao)(diao)節PLL板(ban)C10或(huo)C11并聯(lian)的(de)(de)可調(diao)(diao)電(dian)(dian)容(rong)(rong)，使(shi)兩個MOS的(de)(de)GS電(dian)(dian)壓的(de)(de)高電(dian)(dian)平寬度基(ji)本致即(ji)可。死區時間(jian)差異(yi)過大的(de)(de)話(hua)，容(rong)(rong)易造(zao)成在振蕩的(de)(de)前幾個周期(qi)內，就造(zao)成磁芯的(de)(de)累計偏(pian)磁而(er)發生(sheng)飽和炸(zha)管，隔直電(dian)(dian)容(rong)(rong)能減輕這情(qing)況。

3. VCO 中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)頻(pin)率(lv)調(diao)(diao)整。PLL環路(lu)中(zhong)(zhong)(zhong)，VCO的(de)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)頻(pin)率(lv)在諧(xie)振頻(pin)率(lv)附近時(shi)，能獲得大的(de)跟(gen)蹤捕捉(zhuo)范圍，因此有必要(yao)進行個調(diao)(diao)整。槽(cao)路(lu)部分(fen)S1切換到上(shang)方觸點(dian)，PLL板JP1跳線(xian)的(de)2,3腳(jiao)短路(lu)，使(shi)VCO控制電(dian)壓處于(yu)0.5VCC，W2置于(yu)中(zhong)(zhong)(zhong)點(dian)。通過自耦(ou)調(diao)(diao)壓器將(jiang)高壓輸入調(diao)(diao)節(jie)(jie)在30VAC。用萬(wan)用表交流(liu)電(dian)流(liu)檔監測(ce)(ce)高壓輸入電(dian)流(liu)，同(tong)時(shi)用示(shi)波器監測(ce)(ce)槽(cao)路(lu)部分(fen)J3接口(kou)電(dian)壓，緩(huan)慢(man)調(diao)(diao)節(jie)(jie)PLL板的(de)W1，使(shi)J3電(dian)壓為標準正弦波。此時(shi)，電(dian)流(liu)表的(de)示(shi)數也為大值。這(zhe)時(shi)諧(xie)振頻(pin)率(lv)與(yu)(yu)VCO中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)(xin)頻(pin)率(lv)基本相等。電(dian)流(liu)波形標準正弦波，與(yu)(yu)驅動波形滯(zhi)后200nS左右。