IGBT式感應加熱電源常見問題分析

    目前國內大部分生產廠商已經采用IGBT結構的感應加熱電源，這種結構的加熱電源能夠維持長時間高效工作，且安全性比較高，因此比較受到生產商和消費群體的歡迎。然而。雖然國內采用IGBT取代晶閘管和電子管已經取得了很大的進步，但目前大多數生產廠商研制生產的感應加熱電源設備仍然存在一些普遍問題和缺陷。

    在實際應用的過程中，國內常見IGBT式加熱電源的缺陷和問題主要表現為：長時間應用后工作效率降低、電能和冷卻水消耗大;功率元件IGBT非常容易損壞;電抗器或輸出變壓器容易損壞;冷卻水回路容易發生故障;加熱電源整機功率因數較低、諧波污染大;設備可靠連續運行性能欠佳。

    以上這些問題之所以會在運行的過程中出現，其最主要是的原因還是在設計上存在缺陷而所致的。現在我們就針對這些問題進行其原因的進一步探討。首先是電能和冷卻水消耗比較大的問題，由于IGBT、電抗器、輸出變壓器、諧振電容器均采取水冷結構，不僅損耗較大、效率較低，冷卻水消耗大，而且容易發生因為銅管結垢堵塞導致器件燒毀，也容易發生漏水導致故障范圍擴大等問題。且由于水路并聯支路很多，系統無法保證每一支路均具有斷水保護功能。

    而IGBT功率元件容易出現損壞問題，則是由于模擬式控制電路不能適應各種變化工況，使得功率元件IGBT脫離過零軟開關狀態，因此開關損耗增加并導致功率元件IGBT損壞。脈寬調制型(無斬波調壓)產品采用軟開通、硬關斷或帶緩沖的硬關斷電路，因此IGBT損耗大，且這種方式容易脫離軟開關狀態導致 IGBT損壞。

    在IGBT式加熱電源的運行過程中，輸出變壓器和電抗器也很容易受到損害。這二者出現故障或損壞原因則是由于設備在過壓、過載、感應圈短路或部分短路、功率元件過熱等情況下控制電路不能起到有效限制和保護作用，這種條件下很容易導致電抗器或輸出變壓器容易受到損壞。并聯諧振方式的設備容易發生逆變單元過壓而損壞器件。整流后直接采用大容量電力電容濾波，無濾波電感或直流側IGBT斬波電路，因此功率因數低，輸入電流諧波大。

    以上就是本文針對目前國內使用的IGBT式感應加熱電源所存在的缺陷，所進行的問題總結和簡要分析，希望能夠幫助工程師在研發的過程中更全面的完成系統設計，規避設計缺陷。<