[發明專利]具有可調節工作點的振蕩回路逆變器

有效

• 申請號: 201210119853.8
• 申請日: 2012-04-23
• 公開（公告）號: CN102761282A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: S·E·加里布;L·巴揚
• 申請（專利權）人: 安奕極電源系統有限責任公司
• 主分類號: H02M7/42
• 分類號: H02M7/42
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 鄧斐

技術領域

本發明涉及一種具有可調節工作點的振蕩回路逆變器。

背景技術

例如，在Carl?Hanser出版社，第2版，ISBN?3-446-18993-9，Rainer?Felderhoff所著的教科書“工業電子學(Leistungselektronik)”中，介紹了振蕩回路逆變器。該書所描述的振蕩回路逆變器具有例如三相整流器、直流中間回路和單相的逆變器，該逆變器的輸出端構成了振蕩回路逆變器的輸出端，并且通過該逆變器使電流流向所連接的負載。

振蕩回路逆變器經常被用作變頻器。

由文獻EP0617503A1已知一種用于振蕩回路逆變器的工作點調節的裝置和方法。在該文獻中公開的振蕩回路逆變器用于對加熱物進行感應加熱。在該文獻中，闡釋了在負載回路中為感應加熱所選擇的電流頻率的意義。有利地，按照電工元件的選擇和/或供用可能性，輸出電流的頻率或是略大于諧振頻率或是略小于諧振頻率。由此可知，在該文獻中所闡述的也就是負載回路的電感特性或電容特性，即，在振蕩回路逆變器的輸出端處輸出電流相對于電壓為滯后或超前。該文獻中公開的振蕩回路逆變器若要運行所處的工作點乃是通過在振蕩回路逆變器輸出端處輸出電流和電壓之間的相位角來確定。

在所描述的感應加熱情況下，由于加熱而使負載回路中的參數發生變化，該參數變化又導致諧振頻率發生變化。同樣，在振蕩回路逆變器的輸出端處輸出電流和電壓之間的相位角也發生變化，也就是說工作點發生了變化，這是不期望的。

所說文獻中描述的解決方案是基于這樣的目的：推薦一種用于串聯振蕩回路逆變器的工作點調節的裝置和方法，從而可以與振蕩回路元件的參數波動無關地識別和穩定保持前述的用于振蕩回路逆變器的工作區域。

所說文獻公開了對相位角的調節，其中，調節裝置評估在額定相位角與實際相位角之間的差，并且依據此評估，通過對逆變器施加影響來調定輸出電流的頻率。相位角例如可以是在逆變器的輸出端處輸出電流與電壓之間的角。

在此文獻中固然也描述了對其它參量之間的相位角的利用，因為特別是利用輸出電流有時可能是不利的。

借助于振蕩回路逆變器不僅僅能夠實現對加熱物進行感應式加熱。同樣也可以在充分利用加熱物的有效電阻的情況下通過電流傳輸來加熱該加熱物，這一情況的例子是，在按照西門子法借助于化學汽相沉積(Chemical?Vapor?Deposition)制造聚合硅時實現對細硅棒或硅棒的加熱。

在加熱硅棒或細硅棒(也稱硅籽晶棒)時，由于硅棒或者細硅棒的生長，就如同在對加熱物進行感應加熱時所出現的情況那樣，會導致振蕩回路中的參數變化。在化學汽相沉積中，振蕩回路的諧振頻率也會因此發生變化，并且工作點必須相應于這個變化進行跟蹤。如同在感應加熱中一樣，工作點在汽相沉積中也可通過調節在振蕩回路逆變器輸出端處輸出電流和電壓之間的相位角來實現。

在振蕩回路逆變器中，特別是當在H型電路中利用單相的逆變器時，在頻率接近諧振頻率時可能會出現雙重換向(Doppel-kommutierung)，因此會短促相繼地出現輸出電流的方向變化。這種多次的方向變化將導致輸出電流有更多個過零點，因此，用以探測在振蕩回路逆變器輸出端處輸出電流和電壓之間的相位角的過零點探測至少是很困難的。

發明內容

在此提出了本發明。

本發明的目的在于建議一種振蕩回路逆變器，借其能夠實現對相位角亦即對工作點的調節，而不必探測輸出電壓的過零點。

根據本發明，該目的通過下述措施得以實現：為了確定實際相位角，可以確定一測量的時間與一已知的靜止時間的差，

-所述測量的時間是在起動脈沖施加到所述逆變器的接收輸出電流的可控開關的控制電極上的時刻與輸出電流的緊接其后的過零點的時刻之間所能測定的時間，

-所述靜止時間是在起動脈沖施加到所述逆變器的接收輸出電流的可控開關的控制電極上的時刻與所述逆變器輸出端處電壓的緊接其后的換向之間的時間。

在已知頻率的情況下可以由這個差確定在輸出電流或者輸出電壓的一個周期之內靜止時間結束的時刻與輸出電流的過零點之間的相位角，這對于本領域技術人員來說不是難題。

根據本發明的振蕩回路逆變器可具有一第二調節器，借助該調節器可以調節輸出電流。若由振蕩回路逆變器提供的輸出電流在調準相位角的情況下是不夠的，可對輸出電流進行調節，以使實際輸出電流達到所期望的額定輸出電流。在此，對輸出電流的調節有利地比對相位角的調節要慢，從而始終使振蕩回路逆變器在所期望的工作點上運行，并且以在所期望的工作點上得到的輸出電流運行。