发布时间：2023-12-03 13:00:25 人气：
特斯拉线圈详细资料大全
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。
基本介绍
中文名 ：特斯拉线圈 外文名 ：Tesla Coil 又名 ：泰斯拉线圈 本质 ：串联谐振变压器 原理,分类,详细信息,简介,早期,放大发射机,用途,SGTC,SSTC,概况,定频sstc,追频sstc,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．[1]分类
SGTC(Spark Gap Tesla Coil）=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。 Jacobs Ladder作品 SISGTC(Sidac-IGBT SGTC)=触发二极体特斯拉线圈 由触发二极体--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(Solid State Tesla Coil）=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(Interrupted SSTC)=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(Dual Resonant SSTC)=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。 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。 qcwdrsstc 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(Quasi Continuous Wave DRSSTC)=准连续波双谐振固态特斯拉线圈 CWDRSSTC(Continuous Wave DRSSTC)=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(Vacuum Tube Tesla Coil)=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，类似于电晶体的自激。 SSVC(Solid State Valve Coil)=固态-真空管特斯拉线圈 OLTC(Off Line Tesla coil)=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，并在用一个二极体反向并联在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。 尼古拉·特斯拉 特斯拉线圈（Tesla Coil）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，萤光光谱，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。早期
尼古拉·特斯拉是一位伟大的科学家。但值得一提的是，这位绝世天才的伟大发明家几乎被人们遗忘。尼古拉·特斯拉其中之一发明就是特斯拉线圈 ，原理为把一个线圈连线在电源上，作为发射器传输能量；另一个线圈连着灯泡，作为能量接收器。通电后，发射器能够以10兆赫兹的频率振动，另一个线圈连着的灯泡将被点亮。后来，特斯拉试图利用地球本身和大气电离层为谐振电容来实现无线输电，为此在纽约长岛建造了一个29米高的发射塔（沃登克里弗塔）,但值得一提的是：由于摩根觉得此行为与自己利益毫无关系决定撤资，实验工地的设备也被法院没收充当抵押，沃登克里弗塔被拆除。放大发射机
特斯拉后来发明了所谓的“放大发射机”，称之为大功率高频传输线共振变压器，用于无线输电试验。特斯拉的无线输电技术。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，但是实际套用中还存在诸多困难和障碍，还无法将其套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．SGTC
SGTC，它是由一个感应圈、变压器、打火器、两个电容器和一个初级线圈仅几圈的互感器组成。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。通俗一点说,它是一个人工闪电制造器。放电时，未打火时能量由变压器传递到电容阵；当电容阵充电完毕，两极电压达到击穿打火器中的缝隙的电压时，打火器打火。此时电容阵与主线圈形成回路，完成LC振荡进，而将能量传递到次级线圈。这种装置可以产生频率很高的高压电流，有极高危险。特斯拉线圈的线路和原理都非常简单，但要将它调整到与环境完美的共振很不容易，特斯拉就是特别擅长这项技艺的人。 工作过程： 首先，交流电经过升压变压器升至2000V以上（可以击穿空气），然后经过由四个（或四组）高压二极体组成的全波整流桥，给主电容（C1）充电。打火器是由两个光滑表面构成的，它们之间有几毫米的间距，具体的间距要由高压输出端电压决定。当主电容两个极板之间的电势差达到一定程度时，会击穿打火器处的空气，和初级线圈（L1，一个电感）构成一个LC振荡回路。这时，由于LC振荡，会产生一定频率的高频电磁波，通常在100kHz到1.5MHz之间。放电顶端（C2）是一个有一定表面积且导电的光滑物体，它和地面形成了一个“对地等效电容”，对地等效电容和次级线圈（L2，一个电感）也会形成一个LC振荡回路。当初级回路和次级回路的LC振荡频率相等时，在打火器打通的时候，初级线圈发出的电磁波的大部分会被次级的LC振荡回路吸收。从理论上讲，放电顶端和地面的电势差是无限大的，因此在次级线圈的回路里面会产生高压小电流的高频交流电（频率和LC振荡频率一致），此时放电顶端会和附近接地的物体放出一道电弧。 特斯拉线圈电路 尽管从理论上讲，放电顶端和地面的电势差为无限大，但是在实际上电弧的长度不会无限大，它受到供电电源（升压变压器）的功率限制，计算方式为：电弧长度（单位：厘米）=4.318×根号下P（单位：W），前提是初级LC振荡回路和次级LC振荡回路的LC振荡频率完全一致（即所谓的“谐振”状态，此时电弧长度会达到最长且效率最高）。如果不谐振（初级和次级频率不相等），电弧长度将无法达到公式计算的结果。 判断是否谐振的方法：1.L1C1=L2C2；2.初级LC振荡频率=次级LC振荡频率。达到两个情况中的任意一种，即为谐振。事实上，这两种情况的实质是一样的，即，符合条件1的时候，一定会符合条件2。SSTC
概况
现代的爱好者们，根据特斯拉线圈由LC振荡接收能量的原理，设计出了极具现代感的SSTC。早期的SSTC玩家大多数都是外国人。 固态特斯拉线圈，是由晶片振荡代替SGTC的LC振荡并由放大器放大功率后驱动次级线圈部分的特斯拉线圈。它的原理依旧是LC振荡，只是发射端作了改动。 固态特斯拉线圈还可以通过音频来控制，使电弧推动空气发声。 固态特斯拉线圈是通过晶片的振荡来产生高频交流电的。由于固态特斯拉线圈的工作比较好控制，固态特斯拉线圈有两种：定频和追频。定频，即初级部分只能发射出一个固定的频率；而追频，就是初级部分会根据次级部分的LC振荡频率自动调整发射频率，从而达到完美的谐振。所以，追频SSTC已经成为固态特斯拉线圈的主流。定频sstc
sstc 这是一张由555定时器晶片控制的定频SSTC电路图，来源不详（根据推测，有可能是贴吧的 Tesla冬粉 的作品）。 其中，NE555是频率源，即产生高频信号的晶片。它通过8、7脚上的电阻和6脚上的电容来控制输出频率，对于它的原理，在此不作过多解释。 555定时器由3脚输出高频信号。在此电路图中，输出的信号经过3个电晶体的放大，输入到一个MOSFET（金属氧化物场效应电晶体）的门极，经过放大，在初级线圈输出强度较高的高频电磁波，被次级线圈接收，由于LC振荡，在次级线圈中产生电流，从而产生电弧。 制作定频SSTC，需要使晶片输出的频率和次级部分的LC振荡频率一致，才能谐振。所以，此电路图中，7脚上的电阻用一个定值电阻和一个电位器代替，可以比较方便地调节输出频率，从而谐振。 特别说明，如果按照这张电路图的参数制作，输出的频率对于一般的SSTC来讲有点低了，所以尽量不要按照这张图的数据来制作。追频sstc
定频电路有它本身的缺点，于是追频电路诞生了。 追频sstc Steve的追频SSTC 这是国外爱好者Steve Ward的电路，是追频电路。 首先，对次级线圈发射一些能量，使它内部有高频交流电（LC振荡），然后会发射出电磁波。电磁波被天线接收（图中的Antenna），经过两个逻辑门成为正电压的信号，然后输入两枚功率放大晶片，再通过GDT（Gate Driver Transformer，门驱动变压器）输入到一个半桥（功率放大电路，后面会详细地讲）中，产生强度较高的电磁波，被次级线圈接收。此时次级线圈内再次有了能量，会以电磁波的形式发射出来，输入天线，于是就这样循环下去了，这种反馈方式叫天线反馈。 除了上述的反馈方式，磁环反馈是另一种反馈方式，在一个大小合适的磁环上面绕上30到50匝的导线，将导线的两端接到图中的反馈处，然后将次级的地线穿过磁环绕一匝再接地就可以了。 天线反馈的优点是制作简单，原理是利用电磁波遇到金属会产生感生电流的特性；缺点是驱动电路也要接地，有时候会出现起振困难的状况。磁环反馈则正好与天线反馈相反。 追频电路是由次级LC振荡回路直接采集频率信息，从而发射电磁波，于是可以达到完美的谐振。 特斯拉线圈 信不信由你，特斯拉线圈不只能够保护你的笔记本电脑、弹奏美妙的乐曲，还可以让一群人一起欢呼，一同流口水唷！ 这场在加州圣马刁 Maker Faire 2008 会场内的表演，炫丽的闪光不仅让旁观的观众惊呼连连，而在嘶嘶作响的闪光声中，隐约还能听到啧啧的口水声。不过这可不是观众被闪电电到脸部抽筋所至乱喷口水，而是由于在这两座线圈中挂有成打的热狗，当闪电刷过的时候，阵阵的香味也就跟着飘了出来。
自己制作一个简单的电感高频加热线圈
感应加热简介
电磁感应加热，或简称感应加热，是加热导体材料比如金属材料的一种方法。它主要用于金属热加工、热处理、焊接和熔化。
顾名思义，感应加热是利用电磁感应的方法使被加热的材料的内部产生电流，依靠这些涡流的能量达到加热目的。感应加热系统的基本组成包括感应线圈，交流电源和工件。根据加热对象不同，可以把线圈制作成不同的形状。线圈和电源相连，电源为线圈提供交变电流，流过线圈的交变电流产生一个通过工件的交变磁场，该磁场使工件产生涡流来加热。
感应加热原理
感应加热表面淬火是利用电磁感应原理，在工件表面层产生密度很高的感应电流，迅速加热至奥氏体状态，随后快速冷却得到马氏体组织的淬火方法，当感应圈中通过一定频率的交流电时，在其内外将产生与电流变化频率相同的交变磁场。金属工件放入感应圈内，在磁场作用下，工件内就会产生与感应圈频率相同而方向相反的感应电流。由于感应电流沿工件表面形成封闭回路，通常称为涡流。此涡流将电能变成热能，将工件的表面迅速加热。涡流主要分布于工件表面，工件内部几乎没有电流通过，这种现象称为表面效应或集肤效应。感应加热就是利用集肤效应，依靠电流热效应把工件表面迅速加热到淬火温度的。感应圈用紫铜管制做，内通冷却水。当工件表面在感应圈内加热到一定温度时，立即喷水冷却，使表面层获得马氏体组织。
感应电动势的瞬时值为：
式中：e——瞬时电势，V；Φ——零件上感应电流回路所包围面积的总磁通，Wb，其数值随感应器中的电流强度和零件材料的磁导率的增加而增大，并与零件和感应器之问的间隙有关。
为磁通变化率，其绝对值等于感应电势。电流频率越高，磁通变化率越大，使感应电势P相应也就越大。式中的负号表示感应电势的方向与的变化方向相反。
零件中感应出来的涡流的方向，在每一瞬时和感应器中的电流方向相反，涡流强度取决于感应电势及零件内涡流回路的电抗，可表示为：
式中，I——涡流电流强度，A；Z——自感电抗，Ω；R——零件电阻，Ω；X——阻抗，Ω。
由于Z值很小，所以I值很大。
零件加热的热量为：
式中Q——热能，J；t——加热时间，s。
对铁磁材料（如钢铁），涡流加热产生的热效应可使零件温度迅速提高。钢铁零件是硬磁材料，它具有很大的剩磁，在交变磁场中，零件的磁极方向随感应器磁场方向的改变而改变。在交变磁场的作用下，磁分子因磁场方向的迅速改变将发生激烈的摩擦发热，因而也对零件加热起一定作用，这就是磁滞热效应。这部分热量比涡流加热的热效应小得多。钢铁零件磁滞热效应只有在磁性转变点A2（768℃）以下存在，在A2以上，钢铁零件失去磁性，因此，对钢铁零件而言，在A2点以下，加热速度比在A2点以上时快。
感应加热具体应用
感应加热设备
感应加热设备是产生特定频率感应电流，进行感应加热及表面淬火处理的设备。
感应加热表面淬火
将工件放在用空心铜管绕成的感应器内，通入中频或高频交流电后，在工件表面形成同频率的的感应电流，将零件表面迅速加热（几秒钟内即可升温800～1000度，心部仍接近室温）后立即喷水冷却（或浸油淬火），使工件表面层淬硬。
与普通加热淬火比较感应加热表面淬火具有以下优点：
1、加热速度极快，可扩大A体转变温度范围，缩短转变时间。
2、淬火后工件表层可得到极细的隐晶马氏体，硬度稍高（2～3HRC）。脆性较低及较高疲劳强度。
3、经该工艺处理的工件不易氧化脱碳，甚至有些工件处理后可直接装配使用。
4、淬硬层深，易于控制操作，易于实现机械化，自动化。
感应加热（高频电炉）制作教程
成本估算：
紫铜管紫铜带：210元
EE85加厚磁芯2个：60元
高频谐振电容3个：135元
胶木板：60元
水泵及PU管：52元
PLL板：30元
GDT板：20元
电源板：50元
MOSFET：20元
2KW调压器：280元
散热板：80元
共计：997元
总体架构：
串联谐振2.5KW 锁相环追频ZVS，MOSFET全桥逆变；
磁芯变压器两档阻抗变换，水冷散热，市电自耦调压调功，母线过流保护。
先预览一下效果，如下图：
加热金封管3DD15
加热304不锈钢管
加热小金属球
加热铁质垫圈
在开始制作之前，有必要明确一些基础性原理及概念，这样才不致于一头雾水。
1、加热机制（扫盲用，高手跳过）
1.1涡流，只要是金属物体处于交变磁场中，都会产生涡流，强大的高密度涡流能迅速使工件升温。这个机制在所有电阻率不为无穷大的导体中均存在。
1.2感应环流，工件相当于一个短路的1匝线圈，与感应线圈构成一个空心变压器，由于电流比等于匝比的反比，工件上的电流是感应线圈中电流的N（匝数）倍，强大的感应短路电流使工件迅速升温。这个机制在任何导体中均存在，恒定磁通密度情况下，工件与磁场矢量正交的面积越大，工件上感生的电流越大，效率越高。由此可看出，大磁通切割面积的工件比小面积的工件更容易获得高温。
1.3磁畴摩擦（在铁磁体内存在着无数个线度约为10-4m的原本已经磁化了的小区域，这些小区域叫磁畴），铁磁性物质的磁畴，在交变磁场的磁化与逆磁环作用下，剧烈摩擦，产生高温。这个机制在铁磁性物质中占主导。
由此可看出，不同材料的工件，因为加热的机制不同，造成的加热效果也不一样。其中铁磁物质三中机制都占，加热效果最好。铁磁质加热到居里点以上时，转为顺磁性，磁畴机制减退甚至消失。这时只能靠剩余两个机制继续加热。
当工件越过居里点后，磁感应现象减弱，线圈等效阻抗大幅下降，致使谐振回路电流增大。越过居里点后，线圈电感量也跟着下降。LC回路的固有谐振频率会发生变化。致使固定激励方式的加热器失谐而造成设备损坏或效率大减。
2、为什么要采用谐振？应采用何种谐振
2.1先回答第一个问题。我曾经以为只要往感应线圈中通入足够强的电流，就成一台感应加热设备了。也对此做了一个实验，见下图。
实验中确实有加热效果，但是远远没有达到电源的输出功率应有的效果。这是为什么呢，我们来分析一下，显然，对于固定的工件，加热效果与逆变器实际输出功率成正比。对于感应线圈，基本呈现纯感性，也就是其间的电流变化永远落后于两端电压的变化，也就是说电压达到峰值的时候，电流还未达到峰值，功率因数很低。我们知道，功率等于电压波形与电流波形的重叠面积，而在电感中，电流与电压波形是错开一个角度的，这时的重叠面积很小，即便其中通过了巨大的电流，也是做无用功。这是如果单纯的计算P=UI，得到的只是无功功率。
而对于电容，正好相反，其间的电流永远超前于电压变化。如果将电容与电感构成串联或并联谐振，一个超前，一个滞后，谐振时正好抵消掉。因此电容在这里也叫功率补偿电容。这时从激励源来看，相当于向一个纯阻性负载供电，电流波形与电压波形完全重合，输出最大的有功功率。这就是为什么要采取串（并）补偿电容构成谐振的主要原因。
2.2第二个问题，LC谐振有串联谐振和并联谐振，该采用什么结构呢。
说得直白一点，并联谐振回路，谐振电压等于激励源电压，而槽路（TANK）中的电流等于激励电流的Q倍。串联谐振回路的槽路电流等于激励源电流，而L，C两端的电压等于激励源电压的Q倍，各有千秋。
从电路结构来看：
对于恒压源激励（半桥，全桥），应该采用串联谐振回路，因为供电电压恒定，电流越大，输出功率也就越大，对于串联谐振电路，在谐振点时整个回路阻抗最小，谐振电流也达到最大值，输出最大功率。串联谐振时，空载的回路Q值最高，L，C两端电压较高，槽路电流白白浪费在回路电阻上，发热巨大。
对于恒流源激励（如单管电路），应采用并联谐振，自由谐振时LC端电压很高，因此能获得很大功率。并联谐振有个很重要的优点，就是空载时回路电流最小，发热功率也很小。值得一提的是，从实验效果来看，同样的谐振电容和加热线圈，同样的驱动功率，并联谐振适合加热体积较大的工件，串联谐振适合加热体积小的工件。
3、制作过程
明白了以上原理后，可以着手打造我们的感应加热设备了。我们制作的这个设备主要由调压整流电源、锁相环、死区时间发生器、GDT电路、MOS桥、阻抗变换变压器、LC槽路以及散热系统几大部分组成，见下图。
我们再来对构成系统的原理图进行一些分析，如下：
槽路部分：
从上图可以看出，C1、C2、C3、L1以及T1的次级（左侧）共同构成了一个串联谐振回路，因为变压器次级存在漏感，回路的走线也存在分布电感，所以实际谐振频率要比单纯用C1-C3容量与L1电感量计算的谐振频率略低。图中L1实际上为1uH，我将漏感分布电感等加在里面所以为1.3uH，如图参数谐振频率为56.5KHz。
从逆变桥输出的高频方波激励信号从J2-1输入，通过隔直电容C4及单刀双掷开关S1后进入T1的初级，然后流经1:100电流互感器后从J2-2回流进逆变桥。在这里，C4单纯作为隔直电容，不参与谐振，因此应选择容量足够大的无感无极性电容，这里选用CDE无感吸收电容1.7uF 400V五只并联以降低发热。
S1的作用为阻抗变换比切换，当开关打到上面触点时，变压器的匝比为35:0.75，折合阻抗变比为2178:1；当开关打到下面触点时，变压器匝比为24:0.75，折合阻抗变比为1024:1。为何要设置这个阻抗变比切换，主要基于以下原因。（1）铁磁性工件的尺寸决定了整个串联谐振回路的等效电阻，尺寸越大，等效电阻越大。（2）回路空载和带载时等效电阻差别巨大，如果空载时变比过低，将造成逆变桥瞬间烧毁。
T2是T1初级工作电流的取样互感器，因为匝比为1:100，且负载电阻为100Ω，所以当电阻上电压为1V时对应T1初级电流为1A。该互感器应有足够小的漏感且易于制作，宜采用铁氧体磁罐制作，如无磁罐也可用磁环代替。在调试电路时，可通过示波器检测J3两端电压的波形形状和幅度而了解电路的工作状态，频率，电流等参数，亦可作为过流保护的取样点。
J1端子输出谐振电容两端的电压信号，当电路谐振时，电容电压与T1次级电压存在90°相位差，将这个信号送入后续的PLL锁相环，就可以自动调节时激励频率始终等于谐振频率。且相位恒定。（后文详述）
L1，T1线圈均采用紫铜管制作，数据见上图，工作中，线圈发热严重，必须加入水冷措施以保证长时间安全工作。为保证良好的传输特性以及防止磁饱和，T1采用两个EE85磁芯叠合使用，在绕制线圈时需先用木板做一个比磁芯舌截面稍微大点的模子，在上面绕制好后脱模。如下图：
PLL锁相环部分：
上图为PLL部分，是整个电路的核心。关于CD4046芯片的结构及工作原理等，我不在这里详述，请自行查阅书籍或网络。
以U1五端单片开关电源芯片LM2576-adj为核心的斩波稳压开关电路为整个PLL板提供稳定的，功率强劲的电源。图中参数可以提供15V2A的稳定电压。因为采用15V的VDD电源，芯片只能采用CD40xx系列的CMOS器件，74系列的不能在此电压下工作。
CD4046锁相环芯片的内部VCO振荡信号从4脚输出，一方面送到U2为核心的死区时间发生器，用以驱动后级电路。另一方面回馈到CD4046的鉴相器输入B端口3脚。片内VCO的频率范围由R16、R16、W1、C13的值共同决定，如图参数时，随着VCO控制电压0-15V变化，振荡频率在20KHz-80KHz之间变化。
从谐振槽路Vcap接口J1送进来的电压信号从J4接口输入PLL板，经过R14，D2，D3构成的钳位电路后，送入CD4046的鉴相器输入A端口14脚。这里要注意的是，Vcap电压的相位要倒相输入，才能形成负反馈。D2，D3宜采用低结电容的检波管或开关管如1N4148、1N60之类。
C7、C12为CD4046的电源退耦，旁路掉电源中的高频分量，使其稳定工作。
现在说说工作流程，我们选用的是CD4046内的鉴相器1（XOR异或门）。对于鉴相器1，当两个输人端信号Ui、Uo的电平状态相异时（即一个高电平，一个为低电平），输出端信号UΨ为高电平；反之，Ui、Uo电平状态相同时（即两个均为高，或均为低电平），UΨ输出为低电平。当Ui、Uo的相位差Δφ在0°-180°范围内变化时，UΨ的脉冲宽度m亦随之改变，即占空比亦在改变。从比较器Ⅰ的输入和输出信号的波形（如图4所示）可知，其输出信号的频率等于输入信号频率的两倍，并且与两个输入信号之间的中心频率保持90°相移。从图中还可知，fout不一定是对称波形。对相位比较器Ⅰ，它要求Ui、Uo的占空比均为50％（即方波），这样才能使锁定范围为最大。如下图。
由上图可看出，当14脚与3脚之间的相位差发生变化时，2脚输出的脉宽也跟着变化，2脚的PWM信号经过U4为核心的有源低通滤波器后得到一个较为平滑的直流电平，将这个直流电平做为VCO的控制电压，就能形成负反馈，将VCO的输出信号与14脚的输入信号锁定为相同频率，固定相位差。
关于死区发生器，本电路中，以U2 CD4001四2输入端与非门和外围R8，R8，C10，C11共同组成，利用了RC充放电的延迟时间，将实时信号与延迟后的信号做与运算，得到一个合适的死区。死区时间大小由R8，R8，C10，C11共同决定。如图参数，为1.6uS左右。在实际设计安装的时候，C10或C11应使用68pF的瓷片电容与5-45pF的可调电容并联，以方便调整两组驱动波形的死区对称性。
下图清晰地展示了死区的效果。
关于图腾输出，从死区时间发生器输出的电平信号，仅有微弱的驱动能力，我们必须将其输出功率放大到一定程度才能有效地推动后续的GDT（门极驱动变压器）部分，Q1-Q8构成了双极性射极跟随器，俗称图腾柱，将较高的输入阻抗变换为极低的输出阻抗，适合驱动功率负载。R10.R11为上拉电阻，增强CD4001输出的“1”电平的强度。有人会问设计两级图腾是否多余，我开始也这么认为，试验时单用一级TIP41，TIP42为图腾输出，测试后发现高电平平顶斜降带载后比较严重，分析为此型号晶体管的hFE过低引起，增加前级8050/8550推动后，平顶斜降消失。
GDT门极驱动电路：
上图为MOSFET的门极驱动电路，采用GDT驱动的好处就是即便驱动级出问题，也不可能出现共态导通激励电平。
留适当的死区时间，这个电路死区大到1.6uS。而且MOSFET开关迅速，没有IGBT的拖尾，很难炸管。而且MOS的米勒效应小很多。
电路处于ZVS状态，管子2KW下工作基本不发热，热击穿不复存在。
从PLL板图腾柱输出的两路倒相驱动信号，从GDT板的J1，J4接口输入，经过C1-C4隔直后送入脉冲隔离变压器T1-T4。R5，R6的存在，降低了隔直电容与变压器初级的振荡Q值，起到减少过冲和振铃的作用。从脉冲变压器输出的±15V的浮地脉冲，通过R1-R4限流缓冲（延长对Cgs的充电时间，减缓开通斜率）后，齐纳二极管ZD1-ZD8对脉冲进行双向钳位，最后经由J2，J3，J5，J6端子输出到四个MOS管的GS极。这里因为关断期间为-15V电压，即便有少量的电平抖动也不会使MOS管异常开通，造成共态导通。注意，J2，J3用以驱动一个对角的MOS管，J5，J6用于驱动另一个对角的mos管。
为了有效利用之前PLL板图腾输出的功率以及减小驱动板高度，这里采用4只脉冲变压器分别对4支管子进行驱动。脉冲变压器T1-T4均采用EE19磁芯，不开气隙，初级次级均用0.33mm漆包线绕制30T，为提高绕组间耐压起见，并未采用双线并绕。而是先绕初级，用耐高温胶带3层绝缘后再绕次级，采用密绕方式，注意图中+，-号表示的同名端。C1-C4均采用CBB无极性电容。其余按电路参数。
电源部分：
上图为母线电源部分，市电电压经过自耦调压器后从J2输入，经过B1全波整流后送入C1-C4进行滤波。为了在MOS桥开关期间，保持母线电压恒定（恒压源），故没有加入滤波电感。C1，C2为MKP电容，主要作用为全桥钳位过程期间的逆向突波吸收。整流滤波后的脉动直流从J1输出。
全桥部分：
上图为MOSFET桥电路，结构比较简单，不再赘述。强调一下，各个MOS管的GS极到GDT板之间的引线，尽可能一样长，但应小于10cm。必须采用双绞线。MOS管的选取应遵循以下要求：开关时间小于100nS、耐压高于500V、内部自带阻尼二极管、电流大于20A、耗散功率大于150W。
4、散热系统
槽路部分的阻抗变换变压器次级以及感应线圈部分，在满功率输出时，流经的电流达到500A之巨，如果没有强有力的冷却措施，将在短时间内过热烧毁。
该系统宜采用水冷措施，利用铜管本身作为水流通路。泵采用隔膜泵，一是能自吸，二是压力高。电路采用的是国产普兰迪隔膜泵，输出压力达到0.6MPa，轻松在3mm内径的铜管中实现大流量水冷。
5、组装
按下图组装，注意GDT部分，输出端口的1脚接G，2脚接S，双绞线长度小于10cm。
6、调试
该电路的调试比较简单，主要分以下几个步骤进行。
1. PLL板整体功能检测。电路组装好后，先断开高压电源，将PLL板JP1跳线的2，3脚短路，使VCO输出固定频率的方波。然后用示波器分别检测四个MOS管的GS电压，看是否满足相位和幅度要求。对角的波形同相，同一臂的波形反相。幅度为±15V。如果此步骤无问题，进行下一步。如果波形相位异常，检测双绞线连接是否有误。
2. 死区时间对称性调整。用示波器监测同一臂的两个MOS的GS电压，调节PLL板C10或C11并联的可调电容，使两个MOS的GS电压的高电平宽度基本一致即可。死区时间差异过大的话，容易造成在振荡的前几个周期内，就造成磁芯的累计偏磁而发生饱和炸管，隔直电容能减轻这一情况。
3. VCO中心频率调整。PLL环路中，VCO的中心频率在谐振频率附近时，能获得最大的跟踪捕捉范围，因此有必要进行一个调整。槽路部分S1切换到上方触点，PLL板JP1跳线的2，3脚短路，使VCO控制电压处于0.5VCC，W2置于中点。通过自耦调压器将高压输入调节在30VAC。用万用表交流电流档监测高压输入电流，同时用示波器监测槽路部分J3接口电压，缓慢调节PLL板的W1，使J3电压为标准正弦波。此时，电流表的示数也为最大值。这时谐振频率与VCO中心频率基本相等。
谐振时的波形如下图，电流波形标准正弦波，与驱动波形滞后200nS左右。
4. PLL锁定调整。将PLL板JP1跳线的1，2脚短路，使VCO的电压控制权转交给鉴相滤波网络。保持高压输入为30VAC，用示波器监测槽路部分J3接口电压波形形状和频率。此时用改锥在±一圈范围内调整W1，若示波器波形频率保持不变，形状仍然为良好的正弦波。则表示电路已近稳定入锁，如果无法锁定，交换槽路部分J1的接线再重复上述步骤。当看到电路锁定后，在加热线圈中放入螺丝刀杆，这时因为有较大的等效负载阻抗，波形幅度下降，但仍然保持良好的正弦波。如果此时失锁，可微调W1保持锁定。
5. 电流滞后角调整。电路锁定后，用示波器同时监测槽路部分J3接口电压以及PLL板GDT2或GDT1接口电压，缓慢调节W2，使电流波形（正弦波）稍微落后于驱动电压波形，此时全桥负载呈弱感性，并进入ZVS状态。
6. 工件加热测试，上述步骤均成功后，即可开始加热工件。先放入工件，用万用表电流档监测高压电流。缓慢提升自耦调压器输出电压，可以看到工件开始发热，应保证220VAC高压下，电流小于15A。这时功率达到2500W。当加热体积较大的工件时，因为等效阻抗大，须将槽路部分S1切换至下方触点。
至此，整个感应加热电路调试完毕。开始感受高温体验吧。
高频逆变器和工频逆变器的区别?
逆变器大致分正弦波和修正波,工业领域一般采用正弦波比较多一些,而正弦波又分高频和工频两种。选用逆变器的原则是根据负载用电特性来定,阻性负载(如白炽灯泡)用修正波,感性负载(如电机类)用正弦波逆变器。两种逆变器的价格差异很大。如果逆变器上1000VA是他的功率标值,有这种标值的逆变器属于工业等级逆变器,可以用在通讯基站、设备机房内,稳定型比较高,但是效率没有高频逆正弦波变器高,它最大输出功率是1000VA(效率也就是800W),但他的瞬间脉冲可以承受1600瓦以上的冲击。我是专业销售逆变器、蓄电池、充电机等电源设备的。在百度知道--用户资料中的联系方式可以联系到我。工频逆变器是什么波形
正弦波形。工频逆变器的主要作用是将直流电转换为交流电，以便用于驱动交流电动机或其他需要交流电的设备。在输出交流电时，为了不对设备造成损坏并确保电力质量，会采用正弦波形，这种波形具有低谐波失真、稳定性好等优点，能够提供高质量、高效率的电能供应。工频逆变器最佳负载率
最佳转换效率（在满负载状态下可高达80%以上）。同时还有很强的非线性负载驱动能力。该逆变电源还可对输入电压、电流和输出电压、电流进行检测监控，从而实现免人看守维护的功能湖北仙童科技有限公司 高端电力电源全面方案供应商 江生 13997866467
