外文翻译(2)

2025-06-23

3、方波电压源LLC CN的特征

基于上述基频近似分析,在第二节介绍表明转换器当w=1时所提供的电流增益最高,电压和电流所导致的相位角低于无功符合所需要的相交。第二节中所提出的分析假设电压源的输入,输入电压是通过操作产生方波并且各占50%的占空比,在本节中,检查操作LLC谐振变换器在w=1的情况下的等效电路,其中的分析如图6a所示。电压源可以被表示为:

V可以被分解为基波分量和谐波分量

由上式可得:

其中Ts是切换时间

等效阻抗Z可以用L、R和C表示

在IH的应用中高电流的谐振电路,除了w=1 的时候所以工作点想Z都可以近似为0。在以上假设下,图六中的等效电路可以被简化为表6c ,d中所示w=1时候的谐振电路。假设RQ2大于等于wL,w=1时的等效电路可以被进一步简化为图6c所示那样。有了这种简化,该电路可以分析基波和谐波频率并分别找出个别的源电流,然后被添加到找到所得到的源电流。

I可以表示为

图七所示的是工作在低电流工作情况下计算波形,从中可以很清楚的看出i和Q成反比,因此i的波形是接近正弦的。由此可见,我们在第二章中对交流的分析是正确的。当然,如7B情况下所示,在大电流工作情况下is1的幅值比ih的小很多,由于2节的预测往往是错误的。由于2节分析不考虑谐波,这将导致从它的值预测的电流增益下降,振幅和rms可以通过选择一个合适L值来控制。图八所示的在不同y做用下Q电流增益曲线,12所示的电流增益图也显示了二者之间的比较,这图同时也表示了正常工作模式下电流增益的变化。我们注意到,在建议合适的操作点的实际的电流增益是高于在传统的工作点。

4、系统的描述

基本上是一个高度控制的方法对半导体外延层和异质结构的沉积高度控制的方法,这是几个光电和电子设备的发展要求。MOVPE过程涉及的有机金属化合物和氢化物气体之间的气相反应,被运送到加热(约1200°C)石墨基座,提供所需的材料生长温度。电源要求热石墨基座(直径50毫米和20毫米的长度)温度达到1200°C。

4.1工作线圈和谐振电容器。

而推荐的线圈设计实践表明,线圈应尽量靠近基座,与线圈长度应大于1,基座的物理尺寸和反应力的线圈内径为100毫米。此外,由于在流动的气体进入反应器不锈钢喷头喷嘴连接到反应器的一端,线圈的最大长度也限制在50毫米。线圈由空心铜导线组成,并对匝数、导体直径、和它的壁厚进行了优化,也考虑各种参数,如线圈电阻,功率损耗,电效率,所需的冷却水流量,和压力降等。线圈电阻被限制在11.3mΩ以内,电感限制在2.70uH内,工作频率保持在25kHZ以保障基座的均匀加热(石墨的皮肤深度近17毫米25千赫)。等效电阻的大约为16.6 mΩ,线圈设计携带最多1000rms。一组6电容的电容器被当做谐振电容C,这些电容被装在一个水动冷却板上,所以只有5个电容器用来达到25HZ的谐振频率。 电容器组保持接近线圈,以减少循环路径。

4.2电源电路

图10所示的电路图,可大致可分为三个部分 前端三相整流与滤波,直流直流转换器,和LLC RI。

此外,实际的电路也包括断路器,整流电路中的电磁干扰滤波器和浪涌电流限制电路没有在图10中表现出来。

电源的输入为415 V,50 Hz的三相交流电,其中的滤波电感和电容分别是2.2mH和3mH,截止频率是70HZ。在第二节中可以看出在w=1的情况下电路才能工作在理想状态。因此,可以使用固定频率控制方法,如脉冲宽度调制(脉宽调制)或脉冲密度调制的量化控制方法。然而,在国际舞台的开关的软开关操作可能无法在整个操作范围内保障,如PDM、离散输出水平,也限制了输出功率的控制范围内的结果。另一方面,输入电压到国际扶轮的阶段是控制,输出功率控制在更宽的范围,操作灵活。此方案的缺点是中间直流-直流转换器阶段的增加了额外的要求和降低整体转换效率,为上述优点牺牲。

降压型直流-直流转换器作为中间DC-DC变换器阶段。IGBT Sb和二极管Db构成了主开关,这里使用了无源缓冲电路(由缓冲电感器Ls,电容Cs1,Cs2,二极管DS1,Ds2,DS3组成)来降低开关的损耗,值得注意的是,在前面的描述中,除了元件值的选择,对一些实际问题也要关注,如缓冲二极管和杂散电感向前恢复,也能有效的起到缓冲作用。

两半桥IGBT模块skm100gb123d用来实现逆变器部分料图11所示:所开发的感应加热电源的照片。石墨基座加热到1200°C在插图所示。方波电压的高频隔离变压器。图九表明外加谐振电感大约是大电流时电感的5倍。因此在这个系统中取L=13.5uH。变压器的漏感估计为5uH,一个电容器已被放置在一系列与变压器初级(如图10所示),以防止在非对称激励的情况下变压器饱和。

4.3电路控制

方波交流电源受基座温度的控制,整体控制系统的框图如图10所示,热电偶式温度传感器和过程PID控制器模块是用于编程和控制基座温度的。 该模块的输出作为控制输入直流电压的内部控制回路的参考,控制的降压转换器的占空比控制。使用相位检测器来检测此回路感应逆变器输出电流的相位。该控制器的输出驱动电压控制振荡器(VCO)来调整变频器的开关频率,在这样一种方式下逆变器输出电流略滞后于电压。

5、结果

正在测试实验室加热石墨基座和开发的感应加热电源的照片如图11所示,石墨基座在空气中加热1200°C如插图所示。

逆变器输出电压Vi和电流波形i如图12所示,电流波形的性质和匹配的预测在图7中给出,集电极发射极波形(微量1,200伏/格)和栅极发射极(微量2,10伏/格)在开启的H桥逆变器的IGBT电压和关断转换图如图12b,c所示,图12d显示电压Vs的波形和工作线圈的电压,可以看出只有方波的基波通过了工作线圈,

6、结论

本文介绍了很多基于LLC RI的MOVPE的应用中的感应加热电源的发展,对交流基波进行了重写讨论,并且,当转化器工作在谐振状态下,电流增益加强且近功率因数接近1.接下来对于产生方波电压源的研究主要是从辅助电感的电流波形进行分析的,从而得出最佳的辅助电感值。MOVPE 系统需要一个25kw,25kHZ的感应加热电源来把石墨感受器加热到1200℃,根据IH系统的配置和实验数据的表明,LLC RI最好工作在谐振频率。


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