谐振逆变器驱动芯片

串联谐振逆变器的控制方法是什么？

       1.串联谐振逆变器基本结构

串联谐振逆变器的基本原理图如图1所示。它包括直流电压源，和由开关S1～S4组成的逆变桥及由R、L、C组成的串联谐振负载。其中开关S1～S4可选用IGBT、SIT、MOSFET、SITH等具有自关断能力的电力半导体器件。逆变器为单相全桥电路，其控制方法是同一桥臂的两个开关管的驱动信号是互补的，斜对角的两个开关是同时开通与关断的。

       2串联谐振逆变器的控制方法

       2.1 调幅控制（PAM）方法

调幅控制方法是通过调节直流电压源输出（逆变器输入）电压Ud（可以用移相调压电路，也可以用斩波调压电路加电感和电容组成的滤波电路，来实现调节输出功率的目的。即逆变器的输出功率通过输入电压调节，由锁相环（PLL）完成电流和电压之间的相位控制，以保证较大的功率因数输出。

       这种方法的优点是控制简单易行，缺点是电路结构复杂，体积较大。

       2．2 脉冲频率调制(PFM)方法

脉冲频率调制方法是通过改变逆变器的工作频率，从而改变负载输出阻抗以达到调节输出功率的目的。

从串联谐振负载的阻抗特性

可知，串联谐振负载的阻抗随着逆变器的工作频率（f）的变化而变化。对于一个恒定的输出电压，当工作频率与负载谐振频率偏差越大时，输出阻抗就越高，因此输出功率就越小，反之亦然。

脉冲频率调制方法的主要缺点是工作频率在功率调节过程中不断变化，导致集肤深度也随之而改变，在某些应用场合如表面淬火等，集肤深度的变化对热处理效果会产生较大的影响，这在要求严格的应用场合中是不允许的。但是由于脉冲频率调制方法实现起来非常简单，故在以下情况中可以考虑使用它：

1）如果负载对工作频率范围没有严格限制，这时频率必须跟踪，但相位差可以存在而不处于谐振工作状态。

2）如果负载的Q值较高，或者功率调节范围不是很大，则较小的频率偏差就可以达到调功的要求。

       2．3脉冲密度调制（PDM）方法

脉冲密度调制方法就是通过控制脉冲密度，实际上就是控制向负载馈送能量的时间来控制输出功率。其控制原理如图2所示。

这种控制方法的基本思路是：假设总共有N个调功单位，在其中M个调功单位里逆变器向负载输出功率；而剩下的N－M个单位内逆变器停止工作，负载能量以自然振荡形式逐渐衰减。输出的脉冲密度为M/N，这样输出功率就跟脉冲密度联系起来了。因此通过改变脉冲密度就可改变输出功率。

脉冲密度调制方法的主要优点是：输出频率基本不变，开关损耗相对较小，易于实现数字化控制，比较适合于开环工作场合。

脉冲密度调制方法的主要缺点是：逆变器输出功率的频率不完全等于负载的自然谐振频率，在需要功率闭环的场合中，工作稳定性较差。由于每次从自然衰减振荡状态恢复到输出功率状态时要重新锁定工作频率，这时系统可能会失控。因此在功率闭环或者温度闭环的场合，工作的稳定性不好。其另一个缺点就是功率调节特性不理想，呈有级调功方式。

什么是串联谐振逆变器一般用在什么地方

       换流电容与负载感应器串联，利用负载回路串联谐振进行换流的逆变器。称为串联谐振逆变器，简称串联逆变器。串联逆变器适用于负载变化不大，需要频繁启动的和工作频率较高的场合，如应用于淬火、热锻和粉末冶金等方面。

高频感应加热电源为什么都用串联谐振逆变器

       高频感应加热电源为什么都用串联谐振逆变器

       一般串联电容是为了形成LC的振荡，再调整触发信号的频率形成谐振，也叫谐振电容。让电路谐振起来可以做成软开关，即ZVS或者ZCS。这样开关管不用一直工作在硬关断和硬开通区域，减少了开关损耗。

逆变器谐振提高载频的原理

该仪器工作原理如下。

       逆变器谐振提高载频的原理是利用逆变器输出电压的高次谐波分量与负载电路的谐振频率相匹配，从而增加负载电流的幅值，提高逆变器的输出功率。逆变器谐振可以分为串联谐振和并联谐振两种类型，工作原理和特点有所不同。

       提高载频可以减少逆变器输出端的高次谐波分量，降低对负载和供电系统的干扰，同时也可以减少开关损耗，提高逆变器的效率。但是，提高载频也会增加开关次数，造成开关元件的过热和寿命降低。因此，需要根据实际情况选择合适的载频，并采取一些措施来抑制或补偿谐波，如安装滤波器、隔离变压器、电抗器等。

逆变器中电感和电容串起来起什么作用

       逆变器中电感和电容串起来起谐振的作用。

       谐振的定义：

       在物理学里，有一个概念叫共振：当策动力的频率和系统的固有频率相等时，系统受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。电路里的谐振其实也是这个意思：当电路中激励的频率等于电路的固有频率时，电路的电磁振荡的振幅也将达到峰值。实际上，共振和谐振表达的是同样一种现象。这种具有相同实质的现象在不同的领域里有不同的叫法而已。

       谐振的应用：

       收音机利用的就是谐振现象。转动收音机的旋钮时，就是在变动里边的电路的固有频率。忽然，在某一点，电路的频率和空气中原来不可见的电磁波的频率相等起来，于是，它们发生了谐振。远方的声音从收音机中传出来。这声音是谐振的产物。

       谐振的谐振电路：

       由电感L和电容C组成的，可以在一个或若干个频率上发生谐振现象的电路，统称为谐振电路。在电子和无线电工程中，经常要从许多电信号中选取出我们所需要的电信号，而同时把我们不需要的电信号加以抑制或滤除，为此就需要有一个选择电路，即谐振电路。另一方面，在电力工程中，有可能由于电路中出现谐振而产生某些危害，例如过电压或过电流。所以，对谐振电路的研究，无论是从利用方面，或是从限制其危害方面来看，都有重要意义。

特斯拉放电，高压包

       特斯拉线圈又叫泰斯拉线圈，因为这是从"Tesla"这个英文名直接音译过来的。这是一种分布参数高频串联谐振变压器，可以获得上百万伏的高频电压。传统特斯拉线圈的原理是使用变压器使普通电压升压，然后给初级LC回路谐振电容充电，充到放电阈值的，火花间隙放电导通，初级LC回路发生串联谐振，给次级线圈提供足够高的励磁功率，其次是和次级LC回路的频率相等，让次级线圈的电感与分布电容发生串联谐振 ，这时放电终端电压最高，于是就看到闪电了。通俗一点说，它是一个人工闪电制造器。在世界各地都有特斯拉线圈的爱好者，他们做出了各种各样的设备，制造出了眩目的人工闪电，十分美丽。

       分类

       SGTC(SparkGapTeslaCoil）=火花间隙特斯拉线圈

       尼古拉·特斯拉先生本人当年发明的“特斯拉线圈”就属于SGTC。由于构造、原理较为简单，所以也是现阶段初学者入门特斯拉线圈。

       SISGTC(Sidac-IGBTSGTC)=触发二极管特斯拉线圈

       由触发二极管--IGBT管组成的电路组代替传统火花间隙工作，达到消除打火噪音的目的。

       SSTC(SolidStateTeslaCoil）=固态特斯拉线圈

       说通俗些是个单谐振的电子开关特斯拉线圈，初级不发生串联谐振，只给次级提供可以满足次级LC发生串联谐振的频率，让次级线圈发生串联谐振，初级电流为激励源电压除以交流阻抗。

       优点：具有低噪音、高效率、寿命长的特点，因而得到了很好的发展。

       缺点：初级线圈给次级线圈提供的励磁功率有限，电弧不长。

       ISSTC(InterruptedSSTC)=带灭弧固态特斯拉线圈

       同输出功率下，SSTC的电弧成簇状，且明显不如SGTC壮观。这时，可以加上一个灭弧器来模仿SGTC的工作，电弧可以长一些，还可以利用音频信号灭弧信号来演奏音乐。

       DRSSTC(DualResonantSSTC)=双谐振特斯拉线圈

       DRSSTC本质属于一个串联谐振逆变器，相对于SSTC来说，由于初级线圈发生了串联谐振，初级线圈电感两端的电压为激励源电压的Q倍，谐振阻抗Z（R）因子很低，因此初级的谐振电流很大（谐振电压除以谐振阻抗等于谐振电流），此时给次级提供的励磁功率也会很大，和SSTC可不是一个数量级的。相比SSTC来说，SSTC的初级线圈给次级线圈无法提供足够大的励磁功率，所以导致SSTC产生的闪电壮观程度不及同功率等级的火花隙特斯拉线圈。

       qcwdrsstc

       DRSSTC的初级线圈不仅满足了次级线圈的电感和分布电容发生串联谐振的条件，也能够给次级线圈提供足够大的励磁功率，所以DRSSTC的电弧长度会很长。

       优点：相比SGTC来说，没有火花间隙的声光污染，可控性强，可以放音乐，效率高，寿命长。

       QCWDRSSTC(QuasiContinuousWaveDRSSTC)=准连续波双谐振固态特斯拉线圈

       CWDRSSTC(ContinuousWaveDRSSTC)=连续波双谐振固态特斯拉

       实验证明，连续模式（CW）的特斯拉线圈由于功率要是在没有时间限制情况发挥出来弧并不长，且呈簇状。

       VTTC(VacuumTubeTeslaCoil)=真空管特斯拉线圈

       当电子管逐渐退出我们的视野时，一群电子管发烧友用它们做出了VTTC。电子管本身有高频性能好等等优点，所以做出的VTTC效果十分独特。但是，不可否认，电子管本身有造价高、寿命低、效率低、发热严重以及极易损坏等缺点，VTTC未能大范围流行。

       基本原理，类似于晶体管的自激。

       SSVC(SolidStateValveCoil)=固态-真空管特斯拉线圈

       OLTC(OffLineTeslacoil)=离线式特斯拉线圈

       当我们把SGTC的打火器去掉，换成一个MOSFET或者IGBT来代替，并在用一个二极管反向并联在D极和S极（如果是IGBT，就是C极和E极）上，并用一个固态的电路来控制这个开关管，再加以低压驱动，就成了OLTC。

       它的本质原理依然是LC振荡，且和SGTC几乎相同，不同的地方，就是把打火器换成了固态开关，并使用了低压驱动。其它地方没有太多区别。

       由于是低压驱动，无法形成太大的电流，所以OLTC的电弧是不如SGTC壮观的。

       详细信息

       特斯拉线圈是由一个感应圈、变压器、打火器、两个大电容器和一个初级线圈仅几圈的互感器组成。

       简介

       2007年，曾经有一篇介绍特斯拉线圈的文章：《近距离接触“死亡之手”家中制造的人工闪电》。其中大概介绍了特斯拉线圈的大概组成部分和原理。

       特斯拉线圈（TeslaCoil）是一种使用共振原理运作的变压器（共振变压器），由美籍塞尔维亚裔科学家尼古拉·特斯拉在1891年发明，主要用来生产超高电压但低电流、高频率的交流电力。特斯拉线圈由两组（有时用三组）耦合的共振电路组成。特斯拉线圈难以界定，尼古拉·特斯拉试行了大量的各种线圈的配置。特斯拉利用这些线圈进行创新实验，如电气照明，荧光光谱，X射线，高频率的交流电流现象，电疗和无线电能传输，发射、接收无线电电信号。

       原理

       其原理是使用变压器使普通电压升压，然后经由两极线圈，从放电终端放电的设备．特斯拉线圈由两个回路通过线圈耦合．首先电源对电容C1充电，当电容的电压高到一定程度超过了打火间隙的阈值，打火间隙击穿空气打火，变压器初级线圈的通路形成，能量在电容C1和初级线圈L1之间振荡，并通过耦合传递到次级线圈．次级线圈也是一个电感，放顶罩C2和大地之间可以等效为一个电容，因此也会发生LC振荡．当两级振荡频率一样发生谐振的时候，初级回路的能量会涌到次级，放电端的电压峰值会不断增加，直到放电。

       特斯拉线圈的用途

       特斯拉线圈不仅仅是被用在游戏或艺术方面，更可贵的是它拥有重大意义的用途，比如利用特斯拉线圈可以实现电能的无线传输，且该方式传输效率高、对生态破坏性小，但是实际应用中还存在诸多困难和障碍，还无法将其应用到实际电力输送中．闪电是一种大气放电现象，闪电发生时释放巨大的能量，其电压高达数百万伏，平均电流约2×105A．据估计，地球每秒钟被闪电击中的次数达到45次．一次闪电所产生的能量足以让一辆普通轿车行驶大约290～1　450km，相当于30～144L汽油产生的能量．而对闪电的利用却是相当困难的，这是因为闪电发生时间短至几十毫秒，很难被捕捉到．而特斯拉线圈则是捕捉闪电的可能性工具之一。

什么是谐振型变频器？

       谐振型变频器的电路的基本构想是在保持传统三相PWM逆变桥工作方式不变的情况下，外加一个辅助的谐振电路。辅助谐振电路仅仅工作在逆变桥主功率开关器件工作状态改变时一个很短的瞬间，所以对辅助电路中开关功率的要求很小，又能为逆变桥上的所有开关管和二极管状态的改变提供软开关条件。另外，谐振过程充分利用了逆变桥中主开关上的寄生电容和跨接的关断吸收电容，所以，比较适合于现有的以IGBT为基本器件构成的三相电机驱动用变频器电路。相对来说，是一种非常具有实用前途的软开关技术变频器结构。

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谐振型变频器与软件开关变频器有和区别？

       1、硬开关

       传统的P W M变换技术中，逆变器中的半导体器件处于不断地（频率高达上百千赫兹）开和关之间，加之所承受的电流很大，是电磁干扰的潜在源。由于器件在电压不为零的情况下开通或电流

       不为零的情况下关断，会带来很大的开关耗损和噪音。这些不仅导致器件的温度升高，给系统冷却带来不便，也限制了开关的PWM频率，使系统的输出（尤其是扭矩）产生脉动。

       2、软开关

       近来出现了直流环节谐振型逆变器和极谐振型软开关逆变器，由于它采用零电压或零电流开关技术，具有开关损耗小、电磁干扰小、噪声低、高功率密度和高可靠性等优点，引起了人们的关注。

       3、谐振型变频器

       在PWM 变频器中，开关频率越高，输出波形越好．但是随着开关频率的提高又带来另一个问题，即开关损耗随着开关频率的增加而增加，加上功率开关一般在高电压、大电流下通断，所以开关损耗占很大比重，这成为制约PWM 技术发展的重要因素，而且电磁干扰（EMI）也随着高频化而变得突出起来．针对这种情况，人们又提出一种谐振变频技术，它很好地解决了上述问题．谐振型变频器是利用软开关技术，根据谐振原理使PWM 逆变器的开关元件在零电压或零电流下通断，这样一来，开关损耗几乎为零，也有效地防止了电磁干扰，可以大大提高器件的工作频率，减少了装置的体积、重量，同时又保持了PWM 的优点。

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