9.3.1  高频加热和电磁灶

高频感应加热广泛应用于工业用感应炉或者如淬火、锻造等金属加热方面。在容量大且频率低的情况下，使用基于晶闸管的高频逆变器（参考8.2节）。家庭用电磁灶也是运用高频感应加热的，只有数kW的小容量且工作在20～90kHz，所以使用IGBT。只是开关损失也会增加，所以引入了软开关技术，如图9.15所示。该电路是各种技术的集成，输入为PFC变换器（参考6.3.1节），接着是PAM控制的降压斩波电路，最后的SDA-4是应用LC串联谐振电路的高频逆变器。软开关所用的吸收电容并联连接在SDA-4的SD上，其基本工作原理参考8.3.1节。

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图9.15 家庭用电磁灶的系统构成图^[13]

本实例是铁锅和铝锅兼用且最大功率为3kW的电磁灶。该电磁灶容量较大，为了减少高频谐波电流，应在输入侧使用PFC变换器。铝锅的材质特点是电阻较小，所以在发生谐振时，LC谐振回路中的等效电阻变小，谐振电路的Q值（参考第8章中综合问题的（2）和（4））变高，为了抑制谐振电流，必须降低励磁电压。为此，用电磁继电器来切换谐振电路。用铝锅时，关闭继电器RY2，成为SEPP（Single Ended Push Pull）单端推挽动作，将励磁方波电压的振幅减半。对于铁锅，等效电阻较大，所以关闭继电器RY1，启动全桥电路。SDA-4基本工作在方波状态，不使用PWM控制。设定好最合适的工作频率后，通过PAM控制母线直流电压的增减来调节励磁振荡。通过降压斩波可以得到足够小的母线电压，但降压比例越高，斩波电路的效率越低。由于SEPP功能的引入，能够使变换效率有1%左右的改善，整个系统的综合效率约为91%。