电子产品世界

3 晶闸管关断时间（TOT）控制电路的引用

以德国AEG公司，英国RADYNE公司为代表的中频电源产品，都采用了TOT（turn off time）定时控制法。其特点是按标准给定的TOT和实际TOT之间的差值及时对触发角进行调整，以便准确控制逆变晶闸管的关断恢复时间。前已述及，无论从安全运行要求，还是确保恒功率输出的要求，都希望调节触发角（即超前功率因数角φ）。为此，我们从参考文献[2]引用了“TOT”定时控制法的“超前触发脉冲形成电路”，以满足高效中频熔炼电源输出恒功率对冀堑鹘诘囊求。

图2是TOT控制法“超前触发脉冲形成电路”框图及波形图。该电路由中频负载电路电压u_H和电容支路电流信号及其转换电路，异或非门U_1A，比较器B，JK触发器U_3A和斜波生成电路组成。其核心部分是保证在u_H过零之前的TOT时间内，比较器B产生下降沿，使JK触发器翻转，由Q及Q端输出超前触发脉冲。比较器B反相输入端接斜坡电压信号u_c2；而同相输入端接冀堑鹘谛藕u_c1。通过u_c1与u_c2比较（交点）确定触发脉冲位置。

（a）电路框图

（b）波形图

图2 超前触发脉冲形成电路

4 φ角的控制思想和策略

常规并联谐振电流型中频电源一般按下列思想设计控制电路，即在升温初期，让触发角固定在某一φ_min下，依靠调节整流桥的控制角α来提升中频电压u_H；而在升温后期，则靠保持最大直流输出功率P_dmax=U_dmaxI_dmax完成熔炼。但由于R_H的变化，使熔炼大部分时间达不到P_dmax，因而熔炼周期长，热损大，效率低。为此，可以保留升温初期的控制过程不变，而在升温后期，采用调节嫉目刂品椒ǎ使Rd保持不变，维持最大功率输出，使中频电源由低效变成高效。
调节φ角的控制电路如图3所示。图中①是用于控制场效应管Q₁“通－断”的比较器；②是φ角调节器；③是加法器；④是限幅电路；⑤是超前触发脉冲形成电路。图4给出了φ角调节过程中u_Hf（中频炉线圈电压反馈值），u_d及u_c1的变化曲线。系统在投入工作前u_H^＊为最大值（可根据中频负载电路中电容器和逆变晶闸管的耐压确定），uc1的最大值uc1max和最小值u_c1min对应于φ_min和φ_max。在阶段Ⅰ，直流电压u_d还没有达到最大值，u_H的大小完全由原有整流桥控制角α调节，此时u_d小于比较器①整定值u_b1，比较器①输出高电平，场效应管Q₁导通，φ角调节器②不起作用，③输出为最大值，④输出为u_c1的最大限幅值u_c1max（φ_min）；在阶段Ⅱ，直流电压u_d已达到最大值，比较器①翻转，使场效应管Q₁截止，φ角调节器开始工作，并自动进行调节。若调节过程中φ角大于φ_max。则由④输出进行限幅。

图3φ角调节器组成原理图

（a）u_Hf及u_d的变化曲线

（b）u_c1变化曲线

图4冀堑鹘诠程中u_Hf，u_d及u_c1的变化曲线

5 结语

本文所设计的高效中频熔炼电源控制电路有以下几个特点：

——电路集成化高，抗干扰能力强，适用于频率为1000Hz～2500Hz的中频感应熔炼；

——输入信号取自原检测电路与控制电路，不须另加检测电路；

——φ角调节电路可取代原逆变触发器，并可与原逆变触发器互为备用，既可使中频电源实现高效控制，又可提高运行可靠性。

关键词： 中频 电源 介绍 高效 控制 管关断 时间 采用