【導(dǎo)讀】感應(yīng)加熱電源的應(yīng)用之前也都介紹過，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。本文針對這兩方面進(jìn)行了詳細(xì)的解說，重點闡述了感應(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研發(fā)突破。不過，對于剛剛開始從事加熱電源產(chǎn)品研發(fā)的新人工程師們來說，首先應(yīng)該做到的是全面了解感應(yīng)加熱過程都用到了哪些電磁效應(yīng)原理，以及這些原理都對整機(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，交變電流通過導(dǎo)體后便會在導(dǎo)電體的外部和內(nèi)部都建立了交變的磁場，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，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，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，電流被排于導(dǎo)體外側(cè).當(dāng)流向相反時，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)計工作。
簡析感應(yīng)加熱電源負(fù)載匹配方法——靜電耦合法
想要實現(xiàn)感應(yīng)加熱電源的負(fù)載匹配，工程師可以通過靜電耦合法或電磁耦合法來進(jìn)行操作。 在實現(xiàn)感應(yīng)加熱電源的負(fù)載匹配過程中，所謂的靜電耦合法，主要是指工程師采用無源元件協(xié)助調(diào)整，并進(jìn)一步通過改變電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的方式來改變負(fù)載阻抗的。靜電耦合匹配法是用多個儲能元件構(gòu)成不同的諧振槽路對負(fù)載進(jìn)行匹配，代替高頻大功率匹配變壓器，以實現(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)計過程無須考慮其寄生元件對整個電路系統(tǒng)的影響，即使在負(fù)載需要電氣隔離時，輸出變壓器僅作隔離變壓器用，其匝比固定且無需抽頭，降低了對變壓器的要求。另外一方面，由于電容器參數(shù)的靈活多樣，所以容易實現(xiàn)對各種不同負(fù)載阻抗的最佳匹配，特別對大容量高頻電源采用獨立變壓器供電時，無需另外的電氣隔離，完全可以省去原來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)計成具有固定匝比的隔離變壓器，無需抽頭。而不同負(fù)載阻抗的最佳匹配通過槽路電容合理的串、并聯(lián)實現(xiàn)，不僅能簡化高頻變壓器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，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便，在技術(shù)上有較大的優(yōu)越性。
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