串聯諧振2.5KW 鎖相環追頻ZVS，MOSFET全橋逆變；磁(ci)芯變(bian)壓(ya)器(qi)兩檔阻抗變(bian)換，水冷散熱，市電自耦調(diao)壓(ya)調(diao)功，母線過流保(bao)護。在(zai)開(kai)始制作之前，有必要明確些基礎性原理及概(gai)念(nian)，這樣才不至于頭霧水(shui)。

、加熱機制：

1.1渦流(liu)，只要是金屬物體處于交(jiao)變磁場(chang)中，都會產(chan)生(sheng)渦流(liu)，強大(da)的(de)(de)高(gao)密度渦流(liu)能迅速使(shi)工件升溫。這個機制在所有電阻(zu)率不為無窮大(da)的(de)(de)導體中均存在。

1.2感(gan)(gan)(gan)應環(huan)流，工(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)相當于個(ge)短路的(de)1匝(za)線(xian)圈，與(yu)感(gan)(gan)(gan)應線(xian)圈構(gou)成個(ge)空(kong)心變壓器(qi)，由于電(dian)(dian)流比等于匝(za)比的(de)反比，工(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)上的(de)電(dian)(dian)流是感(gan)(gan)(gan)應線(xian)圈中電(dian)(dian)流的(de)N（匝(za)數）倍，強大的(de)感(gan)(gan)(gan)應短路電(dian)(dian)流使工(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)迅速升溫。這個(ge)機(ji)制(zhi)在任何導體(ti)中均存在，恒定磁(ci)通密度情(qing)況下，工(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)與(yu)磁(ci)場矢量正交的(de)面積(ji)越大，工(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)上感(gan)(gan)(gan)生的(de)電(dian)(dian)流越大，效率越高。由此可(ke)看出，大磁(ci)通切割(ge)面積(ji)的(de)工(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)比小(xiao)面積(ji)的(de)工(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)更(geng)容易獲得高溫。

1.3磁疇(chou)(chou)摩(mo)(mo)擦(ca)（在鐵(tie)磁體(ti)內存在著無數(shu)個線度約為10-4m的原本(ben)已經(jing)磁化了(le)的小區域，這些小區域叫(jiao)磁疇(chou)(chou)），鐵(tie)磁性(xing)(xing)物質的磁疇(chou)(chou)，在交變磁場的磁化與逆磁環作用下(xia)，劇烈(lie)摩(mo)(mo)擦(ca)，產生高(gao)溫。這個機制在鐵(tie)磁性(xing)(xing)物質中占(zhan)主(zhu)導(dao)。

由此可看出(chu)，不(bu)(bu)同(tong)材料的(de)工(gong)件，因為加(jia)(jia)熱的(de)機(ji)制(zhi)不(bu)(bu)同(tong)，造(zao)成的(de)加(jia)(jia)熱效果(guo)(guo)也不(bu)(bu)樣。其中鐵磁(ci)物質三中機(ji)制(zhi)都占，加(jia)(jia)熱效果(guo)(guo)好。鐵磁(ci)質加(jia)(jia)熱到(dao)居里(li)點以上(shang)時，轉(zhuan)為順(shun)磁(ci)性，磁(ci)疇機(ji)制(zhi)減退甚至消失。這(zhe)時只(zhi)能(neng)靠(kao)剩余兩(liang)個機(ji)制(zhi)繼續加(jia)(jia)熱。

當工件越過(guo)居里點后(hou)，磁感應(ying)現 象減弱(ruo)，線圈等(deng)效(xiao)阻抗大幅(fu)下降(jiang)，致使諧(xie)振回路電(dian)流增大。越過(guo)居里點后(hou)，線圈電(dian)感量也跟著下降(jiang)。LC回路的(de)(de)固(gu)(gu)有諧(xie)振頻率(lv)會發生變(bian)化。致使固(gu)(gu)定激勵方式的(de)(de)加熱器失諧(xie)而造成設備損壞(huai)或效(xiao)率(lv)大減。

二、為什么要(yao)采用諧振？應采用何種(zhong)諧振？

2.1先回(hui)答個(ge)問(wen)題。我(wo)曾(ceng)經以(yi)為只(zhi)要往感應加(jia)熱(re)線圈中通(tong)入足夠強的電流，就成臺(tai)感應加(jia)熱(re)設備(bei)了。也對此做了個(ge)實(shi)驗。

實(shi)驗(yan)中確(que)實(shi)有加(jia)熱效果(guo)，但是(shi)遠(yuan)(yuan)(yuan)遠(yuan)(yuan)(yuan)沒有達到電(dian)(dian)源的(de)(de)輸(shu)(shu)出(chu)功(gong)(gong)率(lv)應有的(de)(de)效果(guo)。這(zhe)是(shi)為(wei)什么(me)呢(ni)，我們(men)來分析(xi)下，顯(xian)然，對于(yu)(yu)固定的(de)(de)工件，加(jia)熱效果(guo)與(yu)(yu)逆變(bian)器實(shi)際輸(shu)(shu)出(chu)功(gong)(gong)率(lv)成(cheng)正(zheng)比。對于(yu)(yu)感(gan)應線圈，基本呈現純感(gan)性(xing)，也(ye)(ye)就是(shi)其間的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)變(bian)化(hua)永遠(yuan)(yuan)(yuan)落后于(yu)(yu)兩端電(dian)(dian)壓的(de)(de)變(bian)化(hua)，也(ye)(ye)就是(shi)說電(dian)(dian)壓達到峰值的(de)(de)時候(hou)，電(dian)(dian)流(liu)還未達到峰值，功(gong)(gong)率(lv)因數很(hen)(hen)低(di)。我們(men)知道，功(gong)(gong)率(lv)等(deng)于(yu)(yu)電(dian)(dian)壓波形與(yu)(yu)電(dian)(dian)流(liu)波形的(de)(de)重(zhong)疊(die)(die)面(mian)(mian)積(ji)，而在電(dian)(dian)感(gan)中，電(dian)(dian)流(liu)與(yu)(yu)電(dian)(dian)壓波形是(shi)錯開個(ge)角度的(de)(de)，這(zhe)時的(de)(de)重(zhong)疊(die)(die)面(mian)(mian)積(ji)很(hen)(hen)小，即便(bian)其中通過了巨大的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)，也(ye)(ye)是(shi)做(zuo)無用功(gong)(gong)。這(zhe)是(shi)如(ru)果(guo)單純的(de)(de)計算P=UI，得(de)到的(de)(de)只是(shi)無功(gong)(gong)功(gong)(gong)率(lv)。而對于(yu)(yu)電(dian)(dian)容(rong)，正(zheng)好(hao)相反(fan)，其間的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)永遠(yuan)(yuan)(yuan)超前于(yu)(yu)電(dian)(dian)壓變(bian)化(hua)。如(ru)果(guo)將電(dian)(dian)容(rong)與(yu)(yu)電(dian)(dian)感(gan)構(gou)成(cheng)串(chuan)(chuan)聯(lian)或并(bing)聯(lian)諧振，個(ge)超前，個(ge)滯后，諧振時正(zheng)好(hao)抵消掉。因此電(dian)(dian)容(rong)在這(zhe)里也(ye)(ye)叫功(gong)(gong)率(lv)補(bu)償電(dian)(dian)容(rong)。這(zhe)時從(cong)激勵源來看，相當(dang)于(yu)(yu)向個(ge)純阻性(xing)負載供電(dian)(dian)-好(hao)文(wen)章(zhang)-，電(dian)(dian)流(liu)波形與(yu)(yu)電(dian)(dian)壓波形完全重(zhong)合(he)，輸(shu)(shu)出(chu)大的(de)(de)有功(gong)(gong)功(gong)(gong)率(lv)。這(zhe)就是(shi)為(wei)什么(me)要采取串(chuan)(chuan)（并(bing)）補(bu)償電(dian)(dian)容(rong)構(gou)成(cheng)諧振的(de)(de)主要原(yuan)因。

2.2第二個(ge)問題，LC諧(xie)(xie)振有串聯諧(xie)(xie)振和并(bing)聯諧(xie)(xie)振，該采用什么結(jie)構呢(ni)。

說(shuo)得直白點，并聯諧振(zhen)(zhen)回路(lu)，諧振(zhen)(zhen)電(dian)壓等(deng)(deng)于激(ji)(ji)(ji)勵(li)源電(dian)壓，而(er)槽(cao)路(lu)（TANK）中(zhong)的(de)(de)電(dian)流等(deng)(deng)于激(ji)(ji)(ji)勵(li)電(dian)流的(de)(de)Q倍(bei)。串聯諧振(zhen)(zhen)回路(lu)的(de)(de)槽(cao)路(lu)電(dian)流等(deng)(deng)于激(ji)(ji)(ji)勵(li)源電(dian)流，而(er)L,C兩(liang)端的(de)(de)電(dian)壓等(deng)(deng)于激(ji)(ji)(ji)勵(li)源電(dian)壓的(de)(de)Q倍(bei)，各有千秋(qiu)。

從電路結構來看：

對于恒壓(ya)源激勵（半橋，全橋），應(ying)該采用串聯(lian)(lian)諧(xie)振(zhen)回(hui)路，因為供(gong)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)恒定(ding)，電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)越(yue)大，輸出功(gong)率也(ye)就越(yue)大，對于串聯(lian)(lian)諧(xie)振(zhen)電(dian)(dian)(dian)路，在(zai)諧(xie)振(zhen)點時整個回(hui)路阻(zu)抗小(xiao)，諧(xie)振(zhen)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)也(ye)達到大值，輸出大功(gong)率。串聯(lian)(lian)諧(xie)振(zhen)時，空載的回(hui)路Q值高(gao)，L,C兩端電(dian)(dian)(dian)壓(ya)較(jiao)高(gao)，槽路電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)白(bai)白(bai)浪費在(zai)回(hui)路電(dian)(dian)(dian)阻(zu)上，發熱巨大。

對于恒流源激勵（如單管電(dian)(dian)路(lu)(lu)），應采用并(bing)聯諧(xie)(xie)振，自由諧(xie)(xie)振時LC端電(dian)(dian)壓很高，因此能(neng)獲得很大(da)功(gong)率(lv)(lv)。并(bing)聯諧(xie)(xie)振有個(ge)很重要(yao)的(de)優點，就是(shi)空載(zai)時回路(lu)(lu)電(dian)(dian)流小，發熱(re)(re)功(gong)率(lv)(lv)也很小。值得提的(de)是(shi)，從實驗效果來看，同樣(yang)的(de)諧(xie)(xie)振電(dian)(dian)容和加熱(re)(re)線圈，同樣(yang)的(de)驅動(dong)功(gong)率(lv)(lv)，并(bing)聯諧(xie)(xie)振適(shi)合(he)加熱(re)(re)體積較大(da)的(de)工件(jian)，串聯諧(xie)(xie)振適(shi)合(he)加熱(re)(re)體積小的(de)工件(jian)。

三、 制作過程

明白了以上原理后，可以著手打造(zao)我(wo)(wo)們的感(gan)應加熱設(she)備(bei)了。我(wo)(wo)們制作的這個設(she)備(bei)主要(yao)由調壓整流電源、鎖相環、死區時間發生器、GDT電路(lu)、MOS橋、阻抗(kang)變(bian)(bian)換變(bian)(bian)壓器、LC槽路(lu)以及散熱系(xi)統幾大部(bu)分組成。

我們(men)再(zai)來對構成系(xi)統(tong)的原理(li)圖進行些分析(xi)，如下：

槽路部分：

C1、C2、C3、L1以及(ji)T1的次（左側）共同構成了個串聯諧振回路(lu)，因(yin)為(wei)(wei)變壓器次存在漏感(gan)(gan)，回路(lu)的走(zou)線(xian)也(ye)存在分(fen)布(bu)電感(gan)(gan)，所以實際(ji)諧振頻率(lv)要(yao)比單(dan)純用C1-C3容量與L1電感(gan)(gan)量計算(suan)的諧振頻率(lv)略低。圖(tu)中L1實際(ji)上為(wei)(wei)1uH，我將漏感(gan)(gan)分(fen)布(bu)電感(gan)(gan)等加在里(li)面所以為(wei)(wei)1.3uH，參數(shu)諧振頻率(lv)為(wei)(wei)56.5KHz。

從(cong)逆變橋輸出的(de)高頻方波激勵信號從(cong)J2-1輸入(ru)，通過隔直電容C4及單刀雙擲開關S1后進入(ru)T1的(de)初，然后流經1:100電流

互感器后從J2-2回流進逆變橋。在(zai)這(zhe)里(li)，C4單純作(zuo)為隔直電(dian)容，不參與諧(xie)振 ，因此應選擇容量足(zu)夠大的無感無性電(dian)容，這(zhe)里(li)選用(yong)CDE無感吸收電(dian)容1.7uF 400V五只并聯以降(jiang)低發(fa)熱。

S1的作(zuo)用為(wei)阻(zu)(zu)抗(kang)變(bian)(bian)換比(bi)(bi)切(qie)換，當開關(guan)(guan)打(da)到上(shang)面觸點時(shi)，變(bian)(bian)壓器的匝(za)比(bi)(bi)為(wei) 35:0.75，折(zhe)合阻(zu)(zu)抗(kang)變(bian)(bian)比(bi)(bi)為(wei)2178:1；當開關(guan)(guan)打(da)到下面觸點時(shi)，變(bian)(bian)壓器匝(za)比(bi)(bi)為(wei)24:0.75，折(zhe)合阻(zu)(zu)抗(kang)變(bian)(bian)比(bi)(bi)為(wei)1024:1。為(wei)何(he)要設置這個(ge)阻(zu)(zu)抗(kang)變(bian)(bian)比(bi)(bi)切(qie)換，主要基于以下原因。（1）鐵磁性(xing)工件的尺寸決(jue)定了整個(ge)串聯諧振回路(lu)的等(deng)效電阻(zu)(zu)，尺寸越(yue)大，等(deng)效電阻(zu)(zu)越(yue)大。（2）回路(lu)空載和(he)帶載時(shi)等(deng)效電阻(zu)(zu)差別巨大，如果空載時(shi)變(bian)(bian)比(bi)(bi)過低(di)，將造成逆變(bian)(bian)橋瞬間燒毀(hui)。

T2是T1初(chu)工作(zuo)電(dian)(dian)(dian)流的(de)取樣(yang)互感器(qi)，因(yin)為(wei)匝(za)比(bi)為(wei)1:100，且負載(zai)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)為(wei)100Ω，所以當(dang)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)上電(dian)(dian)(dian)壓(ya)為(wei)1V時對應(ying)T1初(chu)電(dian)(dian)(dian)流為(wei)1A。該互感器(qi)應(ying)有足夠(gou)小的(de)漏(lou)感且易于制作(zuo)，宜(yi)采用鐵氧(yang)體磁罐制作(zuo)，如無(wu)磁罐也可用磁環(huan)代替。在調試電(dian)(dian)(dian)路時，可通過(guo)示(shi)波器(qi)檢測J3兩(liang)端電(dian)(dian)(dian)壓(ya)的(de)波形(xing)形(xing)狀和幅度而了解電(dian)(dian)(dian)路的(de)工作(zuo)狀態，頻率，電(dian)(dian)(dian)流等參數，亦可作(zuo)為(wei)過(guo)流保護的(de)取樣(yang)點(dian)。

J1端子輸出諧(xie)振電(dian)(dian)容兩端的(de)電(dian)(dian)壓信號，當(dang)電(dian)(dian)路(lu)諧(xie)振時，電(dian)(dian)容電(dian)(dian)壓與(yu)T1次電(dian)(dian)壓存在90°相位差，將這個信號送入后續的(de)PLL鎖相環，就可以自動調(diao)節時激勵頻率始終等于(yu)諧(xie)振頻率。且相位恒(heng)定。

L1，T1 線(xian)圈均采(cai)用(yong)紫銅管制(zhi)作，工作中，線(xian)圈發(fa)熱嚴(yan)重，加入水冷措(cuo)施以保(bao)證(zheng)長時(shi)間安全工作。為保(bao)證(zheng)良(liang)好的(de)(de)傳(chuan)輸特(te)性以及防(fang)止(zhi)磁(ci)飽和，T1采(cai)用(yong)兩個 EE85磁(ci)芯(xin)(xin)疊合使用(yong)，在繞(rao)制(zhi)線(xian)圈時(shi)需先用(yong)木板做個比磁(ci)芯(xin)(xin)舌截面(mian)稍(shao)微大點的(de)(de)模子(zi)，在上面(mian)繞(rao)制(zhi)好后脫模。

PLL鎖相環部分：

PLL是(shi)整個電路的(de)(de)(de)(de)核心，請(qing)自行查閱書(shu)籍(ji)或網絡。 以U1五端單片(pian)開(kai)關電源芯(xin)片(pian)LM2576-adj為(wei)核心的(de)(de)(de)(de)斬波穩(wen)壓開(kai)關電路為(wei)整個PLL板提供穩(wen)定的(de)(de)(de)(de)，功率強勁(jing)的(de)(de)(de)(de)電源。提供15V2A的(de)(de)(de)(de)穩(wen)定電壓。因為(wei)采用15V的(de)(de)(de)(de)VDD電源，芯(xin)片(pian)只能(neng)采用CD40xx系列的(de)(de)(de)(de)CMOS器件，74系列的(de)(de)(de)(de)不能(neng)在此電壓下工(gong)作(zuo)。

CD4046 鎖相環芯片的內部(bu)VCO振蕩信(xin)號從4腳輸(shu)出，方面送(song)到(dao)U2為核(he)心的死區時間發生器，用以(yi)驅(qu)動后(hou)電(dian)(dian)路。另方面回饋到(dao)CD4046的鑒相器輸(shu)入B端口3 腳。片內VCO的頻(pin)(pin)率范(fan)圍由R16、R16、W1、C13的值(zhi)共同決(jue)定，如圖參數時，隨著VCO控制電(dian)(dian)壓0-15V變化，振蕩頻(pin)(pin)率在20KHz- 80KHz之間變化。

從諧振槽路Vcap接口J1送(song)進來的(de)電壓(ya)信號從J4接口輸(shu)入PLL板，經過R14，D2，D3構成的(de)鉗位電路后，送(song)入 CD4046的(de)鑒(jian)相器輸(shu)入A端(duan)口14腳。這里要(yao)注(zhu)意(yi)的(de)是，Vcap電壓(ya)的(de)相位要(yao)倒相輸(shu)入，才能形成負反饋(kui)。D2，D3宜(yi)采用低結(jie)電容的(de)檢波管或開關(guan)管如(ru) 1N4148、1N60之類。

C7、C12為CD4046的(de)電(dian)源退耦，旁路掉電(dian)源中的(de)高頻分(fen)量(liang)，使其穩定(ding)工作。

現在說說工作流程，我們(men)選(xuan)用的(de)(de)是CD4046內的(de)(de)鑒(jian)相(xiang)器(qi)(qi)1（XOR異或(huo)門）。對于鑒(jian)相(xiang)器(qi)(qi)1,當(dang)兩(liang)個(ge)(ge)輸(shu)人端(duan)信(xin)(xin)號(hao)Ui、Uo的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)平(ping)狀態(tai)相(xiang)異時（即(ji)個(ge)(ge)高電(dian)(dian)(dian)平(ping)，個(ge)(ge)為低電(dian)(dian)(dian)平(ping)），輸(shu)出(chu)端(duan)信(xin)(xin)號(hao)UΨ為高電(dian)(dian)(dian)平(ping)；反之(zhi)(zhi)，Ui、Uo電(dian)(dian)(dian)平(ping)狀態(tai)相(xiang)同時（即(ji)兩(liang)個(ge)(ge)均(jun)為高，或(huo)均(jun)為低電(dian)(dian)(dian)平(ping)），UΨ輸(shu)出(chu)為低電(dian)(dian)(dian)平(ping)。當(dang)Ui、Uo的(de)(de)相(xiang)位差(cha)Δφ在0°-180°范圍內變化時，UΨ的(de)(de)脈沖寬(kuan)度m亦隨之(zhi)(zhi)改變，即(ji)占空比(bi)亦在改變。從(cong)比(bi)較器(qi)(qi)Ⅰ的(de)(de)輸(shu)入和輸(shu)出(chu)信(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)波(bo)形(xing)可知(zhi)，其輸(shu)出(chu)信(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)頻(pin)率(lv)等(deng)于輸(shu)入信(xin)(xin)號(hao)頻(pin)率(lv)的(de)(de)兩(liang)倍(bei)，并且(qie)與兩(liang)個(ge)(ge)輸(shu)入信(xin)(xin)號(hao)之(zhi)(zhi)間的(de)(de)中(zhong)心頻(pin)率(lv)保持90°相(xiang)移(yi)。從(cong)圖中(zhong)還可知(zhi)，fout不定(ding)是對稱波(bo)形(xing)。對相(xiang)位比(bi)較器(qi)(qi)Ⅰ，它要(yao)求(qiu)Ui、Uo的(de)(de)占空比(bi)均(jun)為50％（即(ji)方(fang)波(bo)），這樣才(cai)能使鎖定(ding)范圍為大(da)。

當(dang)14腳(jiao)(jiao)與3腳(jiao)(jiao)之間的(de)相(xiang)位差發生(sheng)變(bian)化(hua)時，2腳(jiao)(jiao)輸(shu)(shu)出的(de)脈寬也跟著(zhu)變(bian)化(hua)，2腳(jiao)(jiao)的(de)PWM信(xin)號(hao)經(jing)過U4為核(he)心的(de)有源低通濾(lv)波(bo)器(qi)后(hou)得到個較為平滑(hua)的(de)直(zhi)流(liu)電(dian)平，將這個直(zhi)流(liu)電(dian)平作(zuo)為VCO的(de)控制電(dian)壓，就能形(xing)成負(fu)反饋，將VCO的(de)輸(shu)(shu)出信(xin)號(hao)與14腳(jiao)(jiao)的(de)輸(shu)(shu)入信(xin)號(hao)鎖定為相(xiang)同頻率，固定相(xiang)位差。

關于死(si)(si)(si)區(qu)發生(sheng)器，本電(dian)路中，以U2 CD4001四2輸(shu)入端與非門和外(wai)圍(wei)R8，R8，C10，C11共(gong)同(tong)組(zu)成，利用了(le)RC充放電(dian)的(de)(de)(de)延遲時間(jian)(jian)，將實時信(xin)號與延遲后的(de)(de)(de)信(xin)號做與運(yun)算，得到個合適(shi)的(de)(de)(de)死(si)(si)(si)區(qu)。死(si)(si)(si)區(qu)時間(jian)(jian)大小(xiao)由R8，R8，C10，C11共(gong)同(tong)決定。如圖參數，為1.6uS左(zuo)右。在實際設(she)計安裝的(de)(de)(de)時候，C10或C11應使用68pF的(de)(de)(de)瓷片(pian)電(dian)容與5-45pF的(de)(de)(de)可調電(dian)容并聯(lian)，以方(fang)便調整兩組(zu)驅(qu)動(dong)波(bo)形(xing)的(de)(de)(de)死(si)(si)(si)區(qu)對稱性。

關(guan)于輸(shu)(shu)(shu)出，從死區(qu)時間發生器輸(shu)(shu)(shu)出的(de)電平(ping)信號，僅有(you)微弱的(de)驅動能(neng)力(li)，我(wo)們將其(qi)輸(shu)(shu)(shu)出功(gong)率放大到定(ding)程度(du)(du)才能(neng)有(you)效地(di)推動后續的(de)GDT（門(men)驅動變(bian)壓器）部(bu)分，Q1-Q8構成(cheng)了雙性射跟隨器，俗稱圖(tu)騰柱，將較高(gao)的(de)輸(shu)(shu)(shu)入阻抗變(bian)換(huan)為低的(de)輸(shu)(shu)(shu)出阻抗，適合驅動功(gong)率負載。 R10.R11為上拉電阻，增強(qiang)CD4001輸(shu)(shu)(shu)出的(de)“1”電平(ping)的(de)強(qiang)度(du)(du)。有(you)人(ren)會問設計兩圖(tu)騰是否多余，我(wo)開始也這么認為，試(shi)驗時單用 TIP41，TIP42為圖(tu)騰輸(shu)(shu)(shu)出，測試(shi)后發現(xian)高(gao)電平(ping)平(ping)頂斜降(jiang)帶載后比較嚴重，分析為此型號晶體(ti)管的(de)hFE過低引起(qi)，增加(jia)前8050/8550推動后，平(ping)頂斜降(jiang)消失。

GDT門驅動電路：

MOSFET的(de)門驅(qu)動電路，采用GDT驅(qu)動的(de)好處就是即便驅(qu)動出問(wen)題，也不可能(neng)出現共態導通激勵電平。

留適當的(de)死區(qu)時間(jian)，這個電路死區(qu)大到1.6uS。而且MOSFET開關(guan)迅速，沒(mei)有IGBT的(de)拖尾(wei)，很難炸管。而且MOS的(de)米勒效應(ying)小(xiao)很多。

電路(lu)處于(yu)ZVS狀態，管子(zi)2KW下工作基本不發熱(re)，熱(re)擊穿不復存在。

從(cong)PLL板(ban)(ban)(ban)輸(shu)(shu)出的(de)兩路倒相驅動信號，從(cong)GDT板(ban)(ban)(ban)的(de)J1，J4接口輸(shu)(shu)入，經過(guo)C1-C4隔直后(hou)(hou)送入脈(mo)(mo)沖(chong)隔離變壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)T1-T4。R5，R6的(de)存在(zai)，降低了(le)隔直電容(rong)(rong)與變壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)初(chu)的(de)振蕩Q值，起到減少(shao)過(guo)沖(chong)和(he)振鈴的(de)作用(yong)。從(cong)脈(mo)(mo)沖(chong)變壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)輸(shu)(shu)出的(de)±15V的(de)浮(fu)地脈(mo)(mo)沖(chong)，通過(guo)R1-R4限流緩(huan)(huan)沖(chong)（延長對Cgs的(de)充(chong)電時(shi)間(jian)，減緩(huan)(huan)開(kai)通斜率(lv)）后(hou)(hou)，齊(qi)納(na)二管(guan)(guan)(guan)ZD1-ZD8對脈(mo)(mo)沖(chong)進行雙向鉗位，后(hou)(hou)經由(you)J2，J3，J5，J6端子輸(shu)(shu)出到四個(ge)MOS管(guan)(guan)(guan)的(de)GS。這里因(yin)為關(guan)斷(duan)期(qi)間(jian)為 -15V電壓(ya)(ya)(ya)(ya)，即便有少(shao)量的(de)電平(ping)抖動也不會使MOS管(guan)(guan)(guan)異(yi)常開(kai)通，造成共態(tai)導通。注(zhu)意(yi)，J2，J3用(yong)以(yi)驅動個(ge)對角(jiao)的(de)MOS管(guan)(guan)(guan)，J5，J6用(yong)于驅動另(ling)個(ge)對角(jiao)的(de)mos管(guan)(guan)(guan)。 為了(le)有效利(li)用(yong)之(zhi)前(qian)PLL板(ban)(ban)(ban)輸(shu)(shu)出的(de)功率(lv)以(yi)及減小驅動板(ban)(ban)(ban)高(gao)(gao)度，這里采用(yong)4只脈(mo)(mo)沖(chong)變壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)分別對4支管(guan)(guan)(guan)子進行驅動。脈(mo)(mo)沖(chong)變壓(ya)(ya)(ya)(ya)器(qi)(qi)T1- T4均采用(yong)EE19磁芯，不開(kai)氣隙，初(chu)次(ci)均用(yong)0.33mm漆包線繞(rao)制30T，為提高(gao)(gao)繞(rao)組間(jian)耐壓(ya)(ya)(ya)(ya)起見(jian)，并(bing)未 采用(yong)雙線并(bing)繞(rao)。而(er)是(shi)先繞(rao)初(chu)，用(yong)耐高(gao)(gao)溫膠帶3 層緣后(hou)(hou)再(zai)繞(rao)次(ci)，采用(yong)密繞(rao)方式(shi)，注(zhu)意(yi)圖中+，-號表示的(de)同名端。C1-C4均采用(yong)CBB無性電容(rong)(rong)。其余按電路參數(shu)。

電源部分：

市電(dian)電(dian)壓經(jing)過(guo)自(zi)耦調壓器后(hou)從J2輸(shu)入(ru)，經(jing)過(guo)B1全波整流后(hou)送入(ru)C1-C4進行濾波。為(wei)了在MOS橋(qiao)(qiao)開關(guan)期間，保(bao)持母(mu)線(xian)電(dian)壓恒定（恒壓源），故沒(mei)有(you)加入(ru)濾波電(dian)感(gan)。C1，C2為(wei)ＭＫＰ電(dian)容，主(zhu)要作用為(wei)全橋(qiao)(qiao)鉗位過(guo)程期間的逆向突波吸(xi)收。整流濾波后(hou)的脈動直(zhi)流從 J1輸(shu)出。

全橋部分：

MOSFET橋電路(lu)結(jie)構比較簡單，不(bu)再贅述。強調下，各個MOS管的(de)GS到GDT板之間的(de)引線(xian)，盡可能(neng)樣(yang)長(chang)，但應小于(yu)(yu)250px。采用雙絞線(xian)。MOS管的(de)選取應遵循以下要求：開關時間小于(yu)(yu)100nS、耐(nai)壓高(gao)于(yu)(yu)500V、內部自帶阻尼二管、電流(liu)大于(yu)(yu) 20A、耗散功(gong)率大于(yu)(yu)150W。

四、散熱系統

槽路部分的(de)阻抗變換變壓(ya)器次以及感應線圈部分，在滿功率輸出(chu)時(shi)，流經的(de)電流達到500A之(zhi)巨，如果沒(mei)有(you)強有(you)力的(de)冷卻(que)措施，將在短(duan)時(shi)間(jian)內過熱燒毀。

該(gai)系統宜采用(yong)(yong)水(shui)冷措(cuo)施，利用(yong)(yong)銅管(guan)本身作(zuo)為水(shui)流通(tong)路。泵(beng)采用(yong)(yong)隔膜泵(beng)，是(shi)能自吸，二是(shi)壓力高。電路采用(yong)(yong)的(de)是(shi)國產(chan)普蘭迪(di)隔膜泵(beng)，輸出壓力達到0.6MPa，輕松在3mm內徑的(de)銅管(guan)中實現(xian)大流量(liang)水(shui)冷。

五、組裝

組裝注意(yi)GDT部(bu)分，輸(shu)出端(duan)口的1腳接G，2腳接S，雙(shuang)絞線長度小(xiao)于250px。

六、調試

該電路的調試比較(jiao)簡單，主(zhu)要分以下(xia)幾個步驟進(jin)行。

1. PLL板整體(ti)功能檢測。電(dian)路(lu)(lu)組裝好后，先斷開(kai)高(gao)壓電(dian)源，將PLL板JP1跳線(xian)(xian)的(de)2,3腳短路(lu)(lu)，使(shi)VCO輸出固定頻率的(de)方波。然后用(yong)示波器分別(bie)檢測四個MOS管(guan)的(de)GS電(dian)壓，看(kan)是否滿足(zu)相(xiang)位和幅度要(yao)求。對角的(de)波形同(tong)相(xiang)，同(tong)臂(bei)的(de)波形反(fan)相(xiang)。幅度為±15V。如(ru)果此步驟(zou)無問題，進行下(xia)步。如(ru)果波形相(xiang)位異(yi)常，檢測雙絞線(xian)(xian)連接是否有誤。

2.死區時(shi)間對(dui)稱性調整。用示(shi)波器監測(ce)同臂的(de)兩(liang)個MOS的(de)GS電(dian)壓，調節PLL板C10或C11并(bing)聯的(de)可調電(dian)容，使兩(liang)個MOS的(de)GS電(dian)壓的(de)高電(dian)平寬度基本致即可。死區時(shi)間差異過大(da)的(de)話，容易造成在振蕩的(de)前幾個周(zhou)期內，就造成磁(ci)芯的(de)累計偏磁(ci)而發(fa)生飽(bao)和炸管，隔直電(dian)容能減輕這情況。

3. VCO 中(zhong)(zhong)心頻(pin)率(lv)調(diao)(diao)整。PLL環路(lu)中(zhong)(zhong)，VCO的中(zhong)(zhong)心頻(pin)率(lv)在(zai)諧振頻(pin)率(lv)附近時，能獲得大(da)的跟蹤捕捉范圍(wei)，因此有必要進行個調(diao)(diao)整。槽(cao)路(lu)部(bu)分(fen)S1切換到上方觸點(dian)，PLL板(ban)JP1跳線的2,3腳(jiao)短路(lu)，使VCO控制電(dian)(dian)壓(ya)處于0.5VCC，W2置于中(zhong)(zhong)點(dian)。通(tong)過自(zi)耦調(diao)(diao)壓(ya)器將高壓(ya)輸(shu)入調(diao)(diao)節在(zai)30VAC。用萬(wan)用表交流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)檔監(jian)測高壓(ya)輸(shu)入電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)，同時用示波(bo)(bo)器監(jian)測槽(cao)路(lu)部(bu)分(fen)J3接口電(dian)(dian)壓(ya)，緩慢調(diao)(diao)節PLL板(ban)的W1，使J3電(dian)(dian)壓(ya)為標(biao)準(zhun)正弦波(bo)(bo)。此時，電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)表的示數也為大(da)值。這時諧振頻(pin)率(lv)與VCO中(zhong)(zhong)心頻(pin)率(lv)基本(ben)相等。電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)波(bo)(bo)形(xing)標(biao)準(zhun)正弦波(bo)(bo)，與驅動波(bo)(bo)形(xing)滯后200nS左右。