СИСТЕМЫ ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ ДЛЯ ТРАНЗИСТОРНЫХ РЕЗОНАНСНЫХ ИНВЕРТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ УСТАНОВОК ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА
Basic methods of frequency control voltage-source series-resonant inverter induction heating equipment were considered. A comparative analysis of a phase-locked loop (PLL) systems and approaches in design them for voltage-source seriesresonant inverter were presented. Analytical expressions for dete...
Gespeichert in:
| Datum: | 2015 |
|---|---|
| Автори та афіліації: |
|
| Ключові слова: | keywords |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут електродинаміки НАН України, Київ
2015
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/894 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Technical Electrodynamics |
| Завантажити файл: |
|
Institution
Technical Electrodynamics| _version_ | 1870202679170433024 |
|---|---|
| author | Гуцалюк, В.Я. Герасименко, П.Ю. Слесаревский, И.О. |
| author_facet | Гуцалюк, В.Я. Герасименко, П.Ю. Слесаревский, И.О. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "В.Я. Гуцалюк",
"institution": "Інститут електродинаміки НАН України, пр. Перемоги, 56, Київ, 03057, Україна"
},
{
"author": "П.Ю. Герасименко",
"institution": "Інститут електродинаміки НАН України, пр. Перемоги, 56, Київ, 03057, Україна"
},
{
"author": "И.О. Слесаревский",
"institution": "Інститут електродинаміки НАН України, пр. Перемоги, 56, Київ, 03057, Україна"
}
] |
| author_sort | Гуцалюк, В.Я. |
| baseUrl_str | https://techned.org.ua/index.php/techned/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-12-29T12:10:10Z |
| description | Basic methods of frequency control voltage-source series-resonant inverter induction heating equipment were considered. A comparative analysis of a phase-locked loop (PLL) systems and approaches in design them for voltage-source seriesresonant inverter were presented. Analytical expressions for determining an optimal current switching transistor of voltagesource series-resonant inverter, time of transistor’s recharge parasitic capacitances with snubber’s capacitance, as well as the delay time between the control signals of the transistor, and time which corresponds to the phase shift between the input signals of the phase detector PLL are established. References 10, table 1, figures 5. |
| first_indexed | 2026-06-16T01:13:48Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1607-7970. Техн.електродинаміка. 2015. № 1 37
УДК 621.314
СИСТЕМЫ ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ ДЛЯ ТРАНЗИСТОРНЫХ
РЕЗОНАНСНЫХ ИНВЕРТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ УСТАНОВОК ИНДУКЦИОННОГО
НАГРЕВА
В.Я.Гуцалюк, канд.техн.наук, П.Ю.Герасименко, канд.техн.наук, И.О.Слесаревский
Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев-57, 03680, Украина.
e-mail: alfa@ied.org.ua
Рассмотрены основные способы подстройки частоты резонансного инвертора напряжения установок индук-
ционного нагрева. Приведен сравнительный анализ систем фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) и под-
ходов при их проектировании для резонансного инвертора напряжения. Установлены аналитические выраже-
ния для определения оптимального тока переключения транзисторов резонансного инвертора напряжения,
времени перезаряда паразитных емкостей транзистора с емкостью снабберного конденсатора, времени за-
держки между управляющими сигналами транзистора, времени, которое соответствует фазовому сдвигу
между входными сигналами фазового детектора ФАПЧ. Библ. 10, табл. 1, рис. 5.
Ключевые слова: индукционный нагрев, транзисторный резонансный инвертор напряжения, система фазовой
автоподстройки частоты.
Введение. Для установок индукционного нагрева в частотном диапазоне 10–440 кГц широко
применяют схемы транзисторных преобразователей, силовая структура которых состоит из выпрями-
теля, фильтра и резонансного инвертора напряжения. Такая структура построения преобразователя
отличается простотой силовой части, возможностью регулирования тока индуктора путем управле-
ния инвертором тем или иным способом [3,4].
В процессе технологического цикла нагрева активное сопротивление нагрузки может менять-
ся в 2−4 раза и больше, а индуктивность в 1,3−1,6 раз; это приводит к изменению резонансной час-
тоты колебательного контура [1]. Для получения максимальной активной мощности в нагрузке по-
следовательного резонансного контура необходимо обеспечить сдвиг фаз между током и напряже-
нием на выходе инвертора, близкий к нулю. Работа инвертора в таком режиме позволяет минимизи-
ровать динамические потери мощности в транзисторах и тем самым дает возможность повысить час-
тоту преобразователя при высокой энергоэффективности и надежности инвертора.
Для согласования частоты инвертора с собственной частотой колебательного контура можно:
1) регулировать емкость или индуктивность колебательного контура; 2) использовать генератор с са-
мовозбуждением; 3) использовать систему автоматической подстройки частоты (АПЧ). Первый спо-
соб применяется тогда, когда необходимо обеспечить постоянную частоту работы инвертора, хотя та-
кой способ сложный в реализации и приводит к увеличению габаритов и массы преобразователя. При
использовании генератора с самовозбуждением может возникать несимметрия полупериодов выход-
ного напряжения инвертора при переходных процессах, что отрицательно сказывается на работе
трансформатора.
Использование систем АПЧ в резонансных инверторах напряжения является классическим
вариантом обеспечения настройки нулевого сдвига фаз между током и напряжением на выходе ин-
вертора. Системы АПЧ разделяют на частотную и фазовую (ФАПЧ) [2]. В резонансных инверторах
напряжения применяется ФАПЧ (на английском PLL – phase-locked loop, поскольку необходимо
обеспечить нулевой сдвиг фаз между током и напряжением на выходе инвертора).
Структурная схема классической ФАПЧ, показанная на рис. 1, имеет в своем составе: фазо-
вый детектор (ФД); фильтр нижних частот (ФНЧ); генератор, управ-
ляемый напряжением (ГУН) [2]. ФД сравнивает фазы входных сиг-
налов: опорного и с ГУН и выдает напряжение, пропорциональное
разности фаз входных сигналов. Напряжение с ФД через ФНЧ по-
ступает на ГУН. Напряжение после ФНЧ используется в качестве
© Гуцалюк В.Я., Герасименко П.Ю., Слесаревский И.О., 2015
ОПf ГУНf
Рис. 1
38 ISSN 1607-7970. Техн.електродинаміка. 2015. № 1
управляющего сигнала для ГУН, влияя на ГУН так, что его частота приближается к опорной.
В зависимости от типа реализации ФАПЧ делят на: аналоговые или линейные (APLL – analog
phase-locked loop, LPLL – linear phase-locked loop); цифровые или смешанные (DPLL – digital phase-
locked loop); полностью цифровые (ADPLL – all digital phase-locked loop); программные (SPLL –
software phase-locked loop, SP-PLL – software programmable PLL) [10].
Настройка системы ФАПЧ, которая состоит из аналоговых микросхем и компонентов, явля-
ется сложной операцией. Аналоговая система ФАПЧ имеет в своей структуре фильтр низких частот,
который уменьшает быстродействие системы. К тому же, аналоговые компоненты имеют значитель-
ный разброс параметров, которые могут изменяться во времени. По этой причине полностью нала-
женная и нормально функционирующая аналоговая ФАПЧ со временем может расстроиться и вно-
сить значительные погрешности в управлении, что может привести к нарушению нормального режи-
ма работы преобразователя. ADPLL и SPLL таких недостатков не имеют, работа этих систем ФАПЧ
проходит согласно разработанному алгоритму программы управления. При этом их настройка значи-
тельно упрощается, а надежность работы преобразователя увеличивается.
Целью работы является проведение сравнительного анализа различных структур построения
и подходов при реализации систем ФАПЧ транзисторных резонансных инверторов напряжения уста-
новок индукционного нагрева, а также определение момента переключения транзисторов инвертора
для обеспечения оптимального тока, при котором достигаются минимальные динамические потери.
Основной материал. Системы ФАПЧ для резонансных инверторов напряжения установок
индукционного нагрева имеют ряд особенностей и требований к построению, связанных с изменени-
ем амплитуды выходного тока инвертора и изменением резонансной частоты выходного колебатель-
ного контура.
Оптимальный ток переключения. На рис. 2 и рис. 3 показаны резонансный инвертор напря-
жения и идеализированные временные диаграммы при оптимальном токе переключения транзисто-
ров, в качестве которых используются MOSFET или IGBT.
Для предотвращения протекания сквоз-
ных токов при переключении транзисторов верх-
него и нижнего плеча инвертора в управляющий
сигнал включения/выключения транзисторов
1, 4 2, 3/VT VT VT VTu u вводят время задержки ( dt –
dead time) между каждой парой сигналов включе-
ния и выключения (рис. 3). Для уменьшения ди-
намических потерь транзисторы нужно выклю-
чать при малом токе и индуктивном характере
нагрузки (при этом частота инвертора выше резо-
нансной) так, чтобы включение другой пары
транзисторов приходилось на момент, близкий к
нулю тока нагрузки.
Через транзисторы инвертора протекают сину-
соидальные импульсы тока. Условие оптимального тока
переключения ( )П optI , при котором достигаются мини-
мальные динамические потери мощности в транзисто-
рах, выполняется, если полный перезаряд паразитных
емкостей транзистора и снабберных конденсаторов sC
закончится в момент перехода выходного тока инвер-
тора через ноль. Оптимальный ток переключения и вре-
мя, необходимое для перезаряда паразитных емкостей
транзистора, можно ориентировочно определить по
формулам [7]
( )
2sinaП optI I t
T
π⎛ ⎞= ⎜ ⎟
⎝ ⎠
, (1)
1VT
2VT
3VT
4VT
L
C R
BXC TV
EU
sC
sC
sC
sC
TVu i
Рис. 2
dt
tϕ
i
TVu
t
,u i
( )П optI
2, 3VT VTu 1, 4VT VTu
u
t
st
dgt t
Рис. 3
ISSN 1607-7970. Техн.електродинаміка. 2015. № 1 39
4 ( )
arccos 1
2
effe s
a
t Ec iveC C UTt
I T
π
π
+⎛ ⎞
= −⎜ ⎟
⎝ ⎠
, (2)
где aI , T – амплитуда и период выходного тока инвертора, sC – емкость снабберного конденсатора,
effectiveC – эффективное значение паразитной выходной емкости транзистора, EU – напряжение ис-
точника питания.
В паспортных данных транзистора различных производителей встречаются разные обозна-
чения эффективной выходной емкости транзистора, например: eff.ossC , eff.oesC , ( )eff. TRossC , ( )o trC ,
oss eq.C . Приведенное значение effectiveC в паспортных данных транзистора определено как фикси-
рованная емкость, которая дает то самое время заряда, как и выходная емкость транзистора, пока
напряжение на коллектор-эмиттер/сток-исток возрастает от 0 до 80% напряжения пробоя при ну-
левом напряжении затвор-эмиттер/затвор-исток [5]. Поэтому использование приведенного значения
effectiveC из паспортных данных транзистора для определения оптимального тока коммутации может
привести к значительным погрешностям при расчетах для напряжений, существенно отличных от
приведенной в паспортных данных. Для многих транзисторов значения effectiveC не приведено, а при-
веденные данные паразитных емкостей недостаточны для ее определения. Определить effectiveC мож-
но экспериментальным путем или приближенно по паспортным данным транзистора, если в них при-
ведена зависимость выходной емкости транзистора от напряжения в диапазоне от 0 до EU .
Программная ФАПЧ, адаптивная к изменению параметров нагрузки. Рассмотрим програм-
мную ФАПЧ и необходимые сигналы для определения времени tϕ , заданного фазовой сдвижкой, и
времени задержки между сигналами управления dt . На рис. 4 показаны структуры программной
ФАПЧ с инвертором напряжения ИНВ, датчиками перехода тока и напряжения на выходе инвертора
через ноль − ДНТ, ДНН, датчиком амплитуды тока ДАТ, компенсатором задержки КЗ. Они разли-
чаются тем, что в качестве сиг-
нала обратной связи исполь-
зуются сигналы с выхода ге-
нератора программной ФАПЧ
или выхода инвертора.
В первом случае (рис.
4, а [7, 8]) для управления фа-
зовым сдвигом используется
ФАПЧ с обратной связью, ког-
да в обратную связь необхо-
димо вносить компенсатор за-
держки для компенсации времени задержки между сигналом с выхода программной ФАПЧ и вы-
ходным напряжением инвертора. Во втором случае (рис. 4, б [6,7,9]) используются сигналы тока и
напряжения на выходе инвертора. Здесь нет неточностей, связанных с задержкой сигнала управле-
ния, хотя усложняется аппаратная часть схемы.
Для приведенных структур время dt может быть определенно исходя из условия
d dg st t t t≥ + − , (3)
где dgt – время задержки между сигналом управления выключения транзисторов и началом на-
растания напряжения на коллектор-эмиттер/сток-исток, st – необходимое время для включения тран-
зисторов.
Времена st и dgt зависят от выбранных транзисторов и параметров системы управления и во
время работы практически не изменяются. Время st значительно меньше t , поэтому им можно пре-
небречь. Для MOSFET транзистора время dgt может быть принято равным времени ( )d offt (turn-on
delay time) между спадом сигнала управления на затворе с 90% и ростом напряжения сток-исток на
10% от EU , представленного в паспортных данных транзистора.
EU
i
VTu
EU
TVu
i
Рис. 4, а, б
40 ISSN 1607-7970. Техн.електродинаміка. 2015. № 1
Время tϕ определяется как время между переходом напряжения и тока на выходе инвертора
через ноль, исходя из условия
( )2
arccos 1
2
effective s E
a
C C UTt
I Tϕ
π
π
⎛ ⎞+
⎜ ⎟≥ −
⎜ ⎟
⎝ ⎠
. (4)
Для структуры рис. 4, а компенсатор задержки должен учитывать изменение t , вызванное
изменением амплитуды и частоты выходного тока инвертора. Если компенсатор задержки будет
учитывать только задержку времени между спадающим фронтом сигнала с выхода генератора
программной ФАПЧ и началом нарастания напряжения на коллектор-эмиттер/сток-исток, изменение
t не будут на него влиять и его значение можно считать постоянным. В таком случае для структуры
рис. 4, а для поддержания нужного фазового сдвига будет иметь значение время между началом
отключения транзистора и переходом тока через ноль tϕ′
t tϕ′ ≥ . (5)
Полученные аналитические выражения не учитывают изменение параметров транзистора от
температуры. Поэтому для надежной работы ФАПЧ необходимо вносить некоторый запас по вре-
менам tϕ , tϕ′ , dt .
Подходы при проектировании ФАПЧ. При проектирования ФАПЧ выбранная структура с
обратной связью влияет на установку нужного тока переключения транзисторов, что связано с сиг-
налами, поступающими на ФД.
Рассмотрим некоторые подходы при проектировании ФАПЧ со структурой, приведенной на
рис. 4, а. На рис. 5 показаны диаграммы выходного тока инвертора при различных подходах для двух
периодов 1T и 2T ( 1 2T T> ).
Один из подходов заклю-
чается в поддержании постоянно-
го времени сдвижки tϕ′ , что при-
водит к увеличению тока пере-
ключения при увеличении амп-
литуды тока (рис. 5, а). Такой под-
ход простой для реализации
ФАПЧ, хотя не является опти-
мальным с точки зрения потерь в
транзисторах инвертора. Время
сдвижки tϕ′ нужно обеспечить та-
ким, чтобы хватило времени на
перезаряд выходной емкости
транзистора со снаббером. Такому
времени будет соответствовать
оптимальный ток переключения
при минимальной амплитуде и
минимальной частоте выходного
тока инвертора.
Другой подход заключает-
ся в поддержании постоянного то-
ка переключения ПI транзисто-
ров (рис. 5, б). В данном случае ПI определяется для максимальной амплитуды тока при максимальной
частоте. Этот подход также прост в реализации ФАПЧ, более оптимален с точки зрения потерь в
транзисторах инвертора, по сравнению с первым. Основным его недостатком является то, что ФАПЧ не
способна правильно функционировать при амплитудах тока, меньших тока переключения.
Для обеспечения минимальных потерь мощности в транзисторах инвертора необходимо в
процессе технологического цикла обеспечивать оптимальный ток переключения. В таком случае це-
t constϕ′ =
i
0
t
ПI ПIt constϕ′ = t constϕ′ =
i
0
t
i
0
t
ПI
ПI const=
ПI
t constϕ′ =
1
2
T
1
2
T
1
2
T
2
2
T
2
2
T
2
2
T
Рис. 5
ISSN 1607-7970. Техн.електродинаміка. 2015. № 1 41
лесообразно применить третий подход, при котором система ФАПЧ должна адаптироваться к изме-
нению параметров нагрузки и менять времена tϕ ( tϕ′ ) и dt (рис. 5, в).
В таблице представлены преимущества, недостатки и особенности рассмотренных подходов
при проектировании ФАПЧ.
Подход в
реализации
Преимущество Недостатки Особенности
1 constt′ =ϕ простота
реализации
потери мощности существенно
возрастают при увеличении aI
tϕ′ равно t , определенному
для ( )П optI при минимальной
aI и максимальном T
2 constПI = простота
реализации
потери мощности не являются
минимальными;
неработоспособна при a ПI I<
ПI определяется для
максимальной aI при
минимальном T
3 ( )П optI минимальные
динамические
потери мощности
в транзисторах
сложность реализации ( )П optI определяется
аналитически
Рассмотренные подходы справедливы и для структуры, приведенной на рис. 4, б, хотя будут
некоторые особенности с моментом переключения транзисторов, что вызвано сигналами, поступаю-
щими на ФД.
Выводы. Для обеспечения минимальных динамических потерь мощности в резонансном ин-
верторе напряжения важное значение имеет работа системы ФАПЧ. Именно система ФАПЧ резо-
нансных инверторов напряжения должна определить и обеспечить минимально допустимый ток пе-
реключения транзисторов инвертора. Получены аналитические выражения для определения опти-
мального тока переключения ( )П optI
и времен tϕ , tϕ′ , dt . Учитывая необходимость изменения tϕ , tϕ′
и dt в процессе технологического цикла, программная ФАПЧ имеет преимущества, поскольку, как
правило, наличие в ней микроконтроллера позволяет проводить быстрые математические вычис-
ления необходимых величин. Рассмотрены подходы к проектированию ФАПЧ, которые позволяют
упростить ее реализацию, хотя не являются оптимальными с точки зрения потерь в транзисторах. Вы-
бор сигналов обратной связи, поступающих на ФАПЧ, также влияет на устанавливаемый ток пере-
ключения, что необходимо учитывать при проектировании ФАПЧ.
1. Беркович Е.И., Ивенский Г.В., Иоффе Ю.С., Матчак А.Т., Моргун В.В. Тиристорные преобразова-
тели высокой частоты. – Л.: Энергия. – 1973. – 200 с.
2. Радіотехніка: Енциклопедичний навчальний довідник. – К.: Вища школа, 1999. – 838 с.
3. Юрченко Н.Н., Шевченко П.Н., Гуцалюк В.Я., Слесаревский И.О., Твердохлеб Ю.А. Способы регу-
лирования тока транзисторного инвертора напряжения с последовательным резонансным контуром на выходе //
Техн. електродинаміка. Темат. випуск “Силова електроніка та енергоефективність”. – 2002. – Ч. 1. – С. 79–81.
4. Юрченко О.М., Юрченко М.М., Гуцалюк В.Я., Павловський В.О., Герасименко П.Ю., Твердохліб
Ю.О., Гурін В.К. Розробка високоефективних високочастотних транзисторних перетворювачів для систем елек-
троживлення технологічних установок // Праці ІЕД НАН України. – 2013. – Випуск 35. – С. 123–133.
5. Application Note AN-1001 International Rectifier. A More Realistic Characterization of Power MOSFET
Output Capacitance Coss. http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1001.pdf
6. Bayindir N.S., Kukrer O., Yakup M. DSP-based PLL-controlled 50-100 kHz 20 kW high-frequency
induction heating system for surface hardening and welding applications // Electric Power Applications. – 2003. – Vol.
150. – No. 3. – Pp. 365–371.
7. Guillermo Martin Segura. Induction heating converter's design, control and modeling applied to
continuous wire heating / Doctoral Thesis, Universitat Politecnica de Catalunya Departament d'Enginyeria Electrica,
Barcelona, June 2012.
8. Mu-Ping Chen, Jan-Ku Chen, Katsuaki Murata, Masatoshi Nakahara, Koosuke Harada. On the
Switching Surge in the Current Resonant Inverter for the Induction Furnace Application // T.IEE Japan. – 2001. – Vol.
121-D. – No. 6. – Pp. 658–668.
9. Sitchai Boonpiyathud, Viboon Chunkag, Pisit Liutanakul. Investigation of Single-Phase DPLL in conspire
with PI Controller High Frequency Induction heating for surface hardening // ICEE Kanazawa, Japan. – 2012. – No.
PE2-3. – Pp. 620–623.
42 ISSN 1607-7970. Техн.електродинаміка. 2015. № 1
10. The VLSI Handbook. – NW.: – CRC Press, 2006. – 2322 p.
УДК 621.314
СИСТЕМИ ФАЗОВОГО АВТОПІДСТРОЮВАННЯ ЧАСТОТИ ТРАНЗИСТОРНИХ РЕЗОНАНСНИХ
ІНВЕРТОРІВ НАПРУГИ УСТАНОВОК ІНДУКЦІЙНОГО НАГРІВУ
В.Я.Гуцалюк, канд.техн.наук, П.Ю.Герасименко, канд.техн.наук, І.О.Слєсаревський
Інститут електродинаміки НАН України, пр. Перемоги, 56, Київ-57, 03680, Україна.
e-mail: alfa@ied.org.ua
Розглянуто основні способи підстроювання частоти резонансного інвертора напруги установок індукційного
нагріву. Представлено порівняльний аналіз систем фазового автопідстроювання частоти (ФАПЧ) та підходів при
їхньому проектуванні для резонансного інвертора напруги. Встановлено аналітичні вирази для визначення опти-
мального струму перемикання транзисторів резонансного інвертора напруги, часу перезаряду паразитних ємнос-
тей транзистора із ємністю снаберного конденсатора, часу затримки між керуючими сигналами транзистора,
часу, який відповідає фазовому зсуву між вхідними сигналами фазового детектора ФАПЧ. Бібл. 10, табл. 1, рис. 5.
Ключові слова: індукційний нагрів, транзисторний резонансний інвертор напруги, система фазового авто-
підстроювання частоти.
PHASE-LOCKED LOOP SYSTEMS VOLTAGE RESONANT TRANSISTOR CONVERTER INDUCTION
HEATING EQUIPMENT
V.Ya.Hutsaliuk, P.Yu.Herasymenko, I.O.Sliesarevskyi
Institute of Electrodynamics National Academy of Science of Ukraine,
pr. Peremohy, 56, Kyiv-57, 03680, Ukraine. e-mail: alfa@ied.org.ua
Basic methods of frequency control voltage-source series-resonant inverter induction heating equipment were considered. A
comparative analysis of a phase-locked loop (PLL) systems and approaches in design them for voltage-source series-
resonant inverter were presented. Analytical expressions for determining an optimal current switching transistor of voltage-
source series-resonant inverter, time of transistor’s recharge parasitic capacitances with snubber’s capacitance, as well as
the delay time between the control signals of the transistor, and time which corresponds to the phase shift between the input
signals of the phase detector PLL are established. References 10, table 1, figures 5.
Key words: induction heating, voltage-source series-resonant inverter, phase-locked loop system.
1. Berkovych E.I., Ivenskii G.V., Yoffe Yu.S., Matchak A.T., Morgun V.V. High frequency thyristor
converters. – Leningrad: Energiia, 1973. – 200 p. (Rus)
2. Radio technics: Encyclopedic educational reference-book. – Kyiv: Vyshcha shkola, 1999. – 838 p. (Ukr)
3. Yurchenko N.N., Shevchenko P.N., Gutsaliuk V.Ya., Slesarevskii I.O., Tverdokhleb Yu.A. Methods for
current control of the transistor voltage inverter with the series-resonant circuit at the output // Tekhnichna
Elektrodynamika. Tematychnyi vypusk “Sylova elektronika ta enerhoefektyvnist”. – 2002. – No. 1. – Pp. 79–81. (Rus)
4. Yurchenko O.M., Yurchenko M.M., Hutsaliuk V.Ya., Pavlovskyi V.O., Herasymenko P.Yu., Tverdokhlib
Yu.O., Hurin V.K. Development of reliable, high-frequency transistor converters for power systems processing equipment
// Pratsi Instytutu Elektrodynamiky Natsionalnoi Akademii Nauk Ukrainy. – 2013. – Vol. 35. – Pp. 123–133. (Ukr)
5. Application Note AN-1001 International Rectifier. A More Realistic Characterization of Power MOSFET
Output Capacitance Coss. http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1001.pdf
6. Bayindir N.S., Kukrer O., Yakup M.. DSP-based PLL-controlled 50-100 kHz 20 kW high-frequency
induction heating system for surface hardening and welding applications // Electric Power Applications. – 2003. – Vol.
150. – No. 3. – Pp. 365–371.
7. Guillermo Martin Segura. Induction heating converter's design, control and modeling applied to
continuous wire heating / Doctoral Thesis, Universitat Politecnica de Catalunya Departament d'Enginyeria Electrica,
Barcelona, June 2012.
8. Mu-Ping Chen, Jan-Ku Chen, Katsuaki Murata, Masatoshi Nakahara, Koosuke Harada. On the
Switching Surge in the Current Resonant Inverter for the Induction Furnace Application // T.IEE Japan. – 2001. – Vol.
121-D. – No. 6. – Pp. 658–668.
9. Sitchai Boonpiyathud, Viboon Chunkag, Pisit Liutanakul. Investigation of Single-Phase DPLL in conspire
with PI Controller High Frequency Induction heating for surface hardening // ICEE Kanazawa, Japan – 2012. – No.
PE2-3. – P. 620–623.
10. The VLSI Handbook. – NW.: – CRC Press, 2006. – 2322 p.
Надійшла 32.03.2014
Остаточний варіант 02.06.2014
|
| id | techned_org_ua-article-894 |
| institution | Technical Electrodynamics |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-06-16T01:13:48Z |
| publishDate | 2015 |
| publisher | Інститут електродинаміки НАН України, Київ |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | technedorgua/5e/05ebe46d060849e568c8240120812b5e.pdf |
| spelling | techned_org_ua-article-8942022-12-29T12:10:10Z PHASE-LOCKED LOOP SYSTEMS VOLTAGE RESONANT TRANSISTOR CONVERTER INDUCTION HEATING EQUIPMENT СИСТЕМЫ ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ ДЛЯ ТРАНЗИСТОРНЫХ РЕЗОНАНСНЫХ ИНВЕРТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ УСТАНОВОК ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА Гуцалюк, В.Я. Герасименко, П.Ю. Слесаревский, И.О. induction heating voltage-source series-resonant inverter phase-locked loop system индукционный нагрев транзисторный резонансный инвертор напряжения система фазовой автоподстройки частоты Basic methods of frequency control voltage-source series-resonant inverter induction heating equipment were considered. A comparative analysis of a phase-locked loop (PLL) systems and approaches in design them for voltage-source seriesresonant inverter were presented. Analytical expressions for determining an optimal current switching transistor of voltagesource series-resonant inverter, time of transistor’s recharge parasitic capacitances with snubber’s capacitance, as well as the delay time between the control signals of the transistor, and time which corresponds to the phase shift between the input signals of the phase detector PLL are established. References 10, table 1, figures 5. Рассмотрены основные способы подстройки частоты резонансного инвертора напряжения установок индукционного нагрева. Приведен сравнительный анализ систем фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) и подходов при их проектировании для резонансного инвертора напряжения. Установлены аналитические выражения для определения оптимального тока переключения транзисторов резонансного инвертора напряжения, времени перезаряда паразитных емкостей транзистора с емкостью снабберного конденсатора, времени задержки между управляющими сигналами транзистора, времени, которое соответствует фазовому сдвигу между входными сигналами фазового детектора ФАПЧ. Библ. 10, табл. 1, рис. 5. Інститут електродинаміки НАН України, Київ 2015-01-15 Article Article application/pdf https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/894 Tekhnichna Elektrodynamika; No. 1 (2015): TEKHNICHNA ELEKTRODYNAMIKA; 037 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; № 1 (2015): ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; 037 2218-1903 1607-7970 uk https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/894/771 Авторське право (c) 2022 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | индукционный нагрев транзисторный резонансный инвертор напряжения система фазовой автоподстройки частоты Гуцалюк, В.Я. Герасименко, П.Ю. Слесаревский, И.О. СИСТЕМЫ ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ ДЛЯ ТРАНЗИСТОРНЫХ РЕЗОНАНСНЫХ ИНВЕРТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ УСТАНОВОК ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА |
| title | СИСТЕМЫ ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ ДЛЯ ТРАНЗИСТОРНЫХ РЕЗОНАНСНЫХ ИНВЕРТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ УСТАНОВОК ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА |
| title_alt | PHASE-LOCKED LOOP SYSTEMS VOLTAGE RESONANT TRANSISTOR CONVERTER INDUCTION HEATING EQUIPMENT |
| title_full | СИСТЕМЫ ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ ДЛЯ ТРАНЗИСТОРНЫХ РЕЗОНАНСНЫХ ИНВЕРТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ УСТАНОВОК ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА |
| title_fullStr | СИСТЕМЫ ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ ДЛЯ ТРАНЗИСТОРНЫХ РЕЗОНАНСНЫХ ИНВЕРТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ УСТАНОВОК ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА |
| title_full_unstemmed | СИСТЕМЫ ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ ДЛЯ ТРАНЗИСТОРНЫХ РЕЗОНАНСНЫХ ИНВЕРТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ УСТАНОВОК ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА |
| title_short | СИСТЕМЫ ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ ДЛЯ ТРАНЗИСТОРНЫХ РЕЗОНАНСНЫХ ИНВЕРТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ УСТАНОВОК ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА |
| title_sort | системы фазовой автоподстройки частоты для транзисторных резонансных инверторов напряжения установок индукционного нагрева |
| topic | индукционный нагрев транзисторный резонансный инвертор напряжения система фазовой автоподстройки частоты |
| topic_facet | induction heating voltage-source series-resonant inverter phase-locked loop system индукционный нагрев транзисторный резонансный инвертор напряжения система фазовой автоподстройки частоты |
| url | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/894 |
| work_keys_str_mv | AT gucalûkvâ phaselockedloopsystemsvoltageresonanttransistorconverterinductionheatingequipment AT gerasimenkopû phaselockedloopsystemsvoltageresonanttransistorconverterinductionheatingequipment AT slesarevskijio phaselockedloopsystemsvoltageresonanttransistorconverterinductionheatingequipment AT gucalûkvâ sistemyfazovojavtopodstrojkičastotydlâtranzistornyhrezonansnyhinvertorovnaprâženiâustanovokindukcionnogonagreva AT gerasimenkopû sistemyfazovojavtopodstrojkičastotydlâtranzistornyhrezonansnyhinvertorovnaprâženiâustanovokindukcionnogonagreva AT slesarevskijio sistemyfazovojavtopodstrojkičastotydlâtranzistornyhrezonansnyhinvertorovnaprâženiâustanovokindukcionnogonagreva |