基于晶闸管关断时间控制的高效中频电源

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。