【導(dǎo)讀】感應(yīng)加熱電源的應(yīng)用之前也都介紹過(guò)，本文主要介紹的是感應(yīng)加熱電源維持運(yùn)行需要的電磁效應(yīng)以及感應(yīng)加熱電源的負(fù)載匹配。本文針對(duì)這兩方面進(jìn)行了詳細(xì)的解說(shuō)，重點(diǎn)闡述了感應(yīng)加熱電源的的負(fù)載匹配方法——靜電耦合法。
感應(yīng)加熱電源維持運(yùn)行需要的電磁效應(yīng)有哪些
感應(yīng)加熱電源是基于電磁感應(yīng)原理而研發(fā)的一種清潔高效的方案，目前已經(jīng)在高頻、低頻等不同的頻率波段擁有了多項(xiàng)研發(fā)突破。不過(guò)，對(duì)于剛剛開始從事加熱電源產(chǎn)品研發(fā)的新人工程師們來(lái)說(shuō)，首先應(yīng)該做到的是全面了解感應(yīng)加熱過(guò)程都用到了哪些電磁效應(yīng)原理，以及這些原理都對(duì)整機(jī)的運(yùn)行起到了哪些作用。
集膚效應(yīng)的產(chǎn)生于交變電流和電磁感應(yīng)原理是密不可分的。在加熱電源的電路開通時(shí)，交變電流通過(guò)導(dǎo)體后便會(huì)在導(dǎo)電體的外部和內(nèi)部都建立了交變的磁場(chǎng)，由于導(dǎo)體表面部分交鏈的磁力線比導(dǎo)體內(nèi)部所交鏈的磁力線要少的多，于是導(dǎo)體中心部分的自感電勢(shì)或者中心部分的電感和阻抗大于表面部分的電感和阻抗，由于電流總是沿著阻抗最小的路徑流動(dòng)，所以電流就積聚到了導(dǎo)體表面。當(dāng)電流頻率越高，集膚效應(yīng)越明顯。
第二種維系感應(yīng)加熱電源正常運(yùn)行的效應(yīng)，就是鄰近效應(yīng)。所謂的鄰近效應(yīng)，指的是相鄰兩導(dǎo)體通以交流電流時(shí)，在相互影響下導(dǎo)體中的電流要重新排布，當(dāng)兩電流流向相同時(shí)，電流被排于導(dǎo)體外側(cè).當(dāng)流向相反時(shí)，電流被排于導(dǎo)體內(nèi)側(cè)。下圖為鄰近效應(yīng)示意圖。
圖為鄰近效應(yīng)示意圖
以上就是本文對(duì)感應(yīng)加熱電源兩種常見電磁效應(yīng)的總結(jié)和分析，希望能夠幫助新人工程師更全面的完成新產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)工作。
簡(jiǎn)析感應(yīng)加熱電源負(fù)載匹配方法——靜電耦合法
想要實(shí)現(xiàn)感應(yīng)加熱電源的負(fù)載匹配，工程師可以通過(guò)靜電耦合法或電磁耦合法來(lái)進(jìn)行操作。 在實(shí)現(xiàn)感應(yīng)加熱電源的負(fù)載匹配過(guò)程中，所謂的靜電耦合法，主要是指工程師采用無(wú)源元件協(xié)助調(diào)整，并進(jìn)一步通過(guò)改變電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的方式來(lái)改變負(fù)載阻抗的。靜電耦合匹配法是用多個(gè)儲(chǔ)能元件構(gòu)成不同的諧振槽路對(duì)負(fù)載進(jìn)行匹配，代替高頻大功率匹配變壓器，以實(shí)現(xiàn)高效、低成本的匹配。
相比較基礎(chǔ)的電磁耦合，靜電耦合法在成本方面要顯得更方便經(jīng)濟(jì)一些，而且在省去變壓器后，能夠讓工程師的設(shè)計(jì)過(guò)程無(wú)須考慮其寄生元件對(duì)整個(gè)電路系統(tǒng)的影響，即使在負(fù)載需要電氣隔離時(shí)，輸出變壓器僅作隔離變壓器用，其匝比固定且無(wú)需抽頭，降低了對(duì)變壓器的要求。另外一方面，由于電容器參數(shù)的靈活多樣，所以容易實(shí)現(xiàn)對(duì)各種不同負(fù)載阻抗的最佳匹配，特別對(duì)大容量高頻電源采用獨(dú)立變壓器供電時(shí)，無(wú)需另外的電氣隔離，完全可以省去原來(lái)作阻抗匹配用的高頻輸出隔離變壓器，具有較顯著的經(jīng)濟(jì)性。
靜電耦合法不僅對(duì)于高頻的感應(yīng)加熱電源有較好的負(fù)載匹配調(diào)整功能，即使對(duì)于不存在電源隔離的中小容量高頻電源，在使用這種方法的前提下，其輸出高頻變壓器也同樣可以設(shè)計(jì)成具有固定匝比的隔離變壓器，無(wú)需抽頭。而不同負(fù)載阻抗的最佳匹配通過(guò)槽路電容合理的串、并聯(lián)實(shí)現(xiàn)，不僅能簡(jiǎn)化高頻變壓器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，降低變壓器的漏感和成本，而且使負(fù)載阻抗的匹配變得更為簡(jiǎn)便，在技術(shù)上有較大的優(yōu)越性。
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