IGBT串联逆变器加热电源的电路特点

    1)逆变器件具有接近于零电流开关的状况：也不是接近于软开关。由于串联谐振负载电路的选频特性，串联式逆变器的输出端电流可近似视为正弦波。逆变器可工作于φ1≈0的模式，因此逆变桥中IGBT具有近似于零电流开通和关断的软开关能力。开关损耗相应下降，效率高。

   2)调节直流电压实现输出功率调节。关于晶闸管串联式逆变器功率调节的分析曾提及，由于具有电路结构简单等优点，改变迟延角β实现功率调节是一种常用方法。其缺点是β的改变也伴随着逆变器输出频率的变化，对Q值较高的负载就更明显，考虑到相控整流控制电路的集成化和晶闸管的廉价，可控整流器和不控整流器之间在复杂性、可靠性和价格等方面的距离明显缩小，因此图7-9所示的IGBT电源采用三相晶闸管可控整流电路，通过改变直流电压实现调功。

    在逆变器中采用PWM调制，实现输出功率调节。

    图7-10 (a)所示为逆变桥中IGBT的栅控电压时序，其中ug1和Ug4、ug2和ug3相位互补，但ug3和ug2分别超前于ug4和ug1同一角度θ，在此时序下，输出电压uH的波形如图7-10 (b)所示。对该波形的分析可知，其基波分量有效值为

   (7-19)

    设逆变器开关角频率ω>ωH，负载呈感性，逆变器输出端电流iH≈iH1，如图7-10 (b)所示，iH1滞后于uH1的角度为φ1，由图有

   (7-20)

    式中，φ0为电路固有基波相移角（即θ0=180°时的相移角）。

    上式表明，随着移相角θ的增大，UH1和cosφ1均下降，逆变器的输出功率也相应下降，实现调功的目的。

    图7-10    PWM调压原理

   (a)相控电压时序；(b)输出电压uH波形