大家好：
現(xiàn)在有以下一個實驗，導通IGBT，8us后，馬上關閉，然后觀察IGBT的C極端的諧振波形。
問題，能否按照圖所顯示的數(shù)據(jù)，說出那種情況下，線盤與鍋的間隙距離最少，最容易發(fā)生因距離不當導致炸鍋的現(xiàn)象。最好不但可以說出其然，還可以說出其所以然。
先給一個沒有放置鍋具的諧振圖，以作參考。
圖一：顯示諧振周期為27.8K
請猜以下的圖：
圖二，放置304鍋。
圖三，放置304鍋。
圖四，放置430鍋。
圖五，放置430鍋。
圖二與圖三，都是放置同樣的304鍋，猜那一個圖距離是最危險的。
圖四與圖五，都是放置同樣的430鍋，猜那一個圖距離是最危險的。
請為你的答案提供理論依據(jù)，祝大家幸福羅~~~~~~
1.只要加在IGBT的上的電壓、電流不超過限值，都不會炸機，除非是諧振電容在沒有放電至零的狀況下，特別是離零電壓較遠時IGBT開通，造成管耗極大而瞬間炸機。
2.要長期安全可靠使用，IGBT的電壓、電流富裕量必須放足。裕量不足的，特別是那些滿額使用的特別容易損壞。
3.單管模式的主要問題是電壓擊穿功率管。因此過電壓保護必須超前，在過電壓來到之前提前關閉激勵讓功率管停止工作是最有效的辦法。
4.鍋與線盤間的距離有經(jīng)驗可以借用，沒有的話自己多試幾次就知道了，加上改變線圈的圈數(shù)與之配合，目的是做到電路阻抗及磁路阻抗的匹配，可以獲得最佳的工作狀態(tài)和最高的熱效率。
給大家說明： 首先要搞清楚，在家用的單管并聯(lián)模式的逆變器下，LC并聯(lián)振蕩回路，其一直是處于諧振頻率下工作，而不隨IGBT的開關頻率的變化而變化。諧振頻率是由線盤與鍋具的等效電感L，與諧振電容C決定。
同理，LC串聯(lián)回路，也是一樣。請看下圖：
通過上面三個功率，我們可以知道，即使隨著PWM的導通時間增加，但LC的諧振頻率是幾乎不變的。還有從三個圖，我們發(fā)現(xiàn)，電容的上升沿時間T1要比下降沿時間T2要短，而且T1與T2在各不同的開關頻率下都是一樣的，例如，1600W的T1等于2600W的T1，其這可以反映出，電容對電感放電時，存在反向的電動勢，使電容充電快于放電。
第二點，我們搞清楚這個概念：
無論串聯(lián)諧振還是并聯(lián)諧振，當開關信號頻率f1（輸入信號頻率）等于諧振頻率f0，此時諧振電路的電抗都會變成純阻性，只是這個阻值不同而已。串聯(lián)諧振為R，阻抗值達到最小；并聯(lián)諧振為Q*Q*R或者為(L/R)*C，因為諧振時的Q=(根號(L/C))/R，阻抗值達到最大。請看圖1。
并聯(lián)諧振：當f1 > f0時候，LC并聯(lián)電路的阻抗呈現(xiàn)容性。
串聯(lián)諧振：當f1 < f0時候，LC并聯(lián)電路的阻抗呈現(xiàn)容性。
我們做電磁加熱電源，都有一個經(jīng)驗，就是不能讓LC回路工作在容性區(qū)域，而是工作在弱感性區(qū)域左右，這樣才能讓IGBT安全工作。
而我原來探討過一個問題，為何在單管并聯(lián)電路，某些鍋具與線盤之間的間隙比較小的時候，會造成容易炸機。就是因為距離近容易讓LC回路工作在容性區(qū)域。請看圖2?？梢园l(fā)現(xiàn)f1 > f0，所以，這樣是會導致炸機的。
這里衍生了另一個問題，暴露了我們目前家用同步電路的缺點，同步電路的作用應該是偵測一個完整的諧振周期結(jié)束后，再反饋給芯片，讓芯片安全導通IGBT，但由于距離的變化，這時的同步電路出現(xiàn)提早的誤觸發(fā)，導致IGBT提前導通。如果同步電路還是正確地檢測了一個完整的諧振周期后，再反饋給IC，IC再導通IGBT，即使這么小的距離，也應該可以安全工作的。
因此，在并聯(lián)諧振電路，當f1 = f0，我們可以獲得這個逆變電源最小的輸出功率，也就是我們家用電磁爐常說的最低連續(xù)檔。
在串聯(lián)諧振電路，當f1 = f0，我們可以獲得這個逆變電源最大的輸出功率。
圖1：
圖2：
第三點，我們需要討論以下問題：
1）客戶的原樣機用的是線圈盤110uH，諧振電容：0.27uF；
2）我們現(xiàn)在用的是線圈盤68uH，諧振電容：0.4uF.
第二種情況，線盤的發(fā)熱比較利害，究其原因，請看下面的分析。
LC并聯(lián)諧振電路的總輸入阻抗
Y叫做導納，它就是阻抗Z的倒數(shù)。
分子與分母同乘以 ( jwL-R ) ，經(jīng)整理得：
使虛部為0，從而使Z的模最大。
可得諧振頻率與L，C大小的關系，
當諧振時，由公式：4-46 ，虛部為0，可得并聯(lián)諧振時的阻抗。
由于品質(zhì)系數(shù)LC諧振電路（無論是串聯(lián)，還是并聯(lián)）的品質(zhì)因數(shù)Q：
代入公式：4-52 可知道阻抗與品質(zhì)系數(shù)Q的關系。
因此，如果希望諧振時的阻抗值最大，就需要盡量增大L，減少C。
諧振時，輸入電流諧振電路的總電流降到最小Io，大小為：（注意：這是總電流，L與C的支電流并不等于Io，且并非最?。?
電感支流與電容支流的電流瞬時值分別如下：
經(jīng)過化簡后，得：
由此可見電感和電容支路的電流很大，均等于電路品質(zhì)因數(shù)Q倍的輸入電流Io。而Io又卻是兩者矢量合成后的值，由于兩者方向相反，反而Io很小，這一點理解起來卻是有一定的難度。可以借助下圖幫助理解。
所以，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)線盤發(fā)熱厲害，或者諧振電容發(fā)熱厲害，這時候就需要考慮加大Q值，從而減少諧振電感與電容支路上的電流值。
你說了那么多，實際上做單管的都知道一個簡單的原理：
等諧振電容放光電后來激勵是安全的，在小功率時諧振電容沒有完全放光電，還有點殘余電壓，此時來激勵脈沖也是可以的，因為電容上的殘余電壓不高，放電電流不是很大。
如果再要做小功率只能是用間隙加熱的方式，目的是避免在過高的電容殘余電壓時來激勵脈沖，導致?lián)p壞功率管。
我這樣解釋是很簡單而通俗易懂了吧，不必用公式作復雜的計算。
關注第四個問題：如何確定L，C，線盤與鍋的間隙S的關系。
在LCR并聯(lián)諧振電路中，線盤與鍋的間隙S會影響到線盤與鍋體耦合后的等效電感量與電阻大小。
304鍋體與線盤的距離越近，其等效電感量越小。
430鍋體與線盤的距離越近，其等效電感量越大。
兩者所引起的諧振頻率變化是相反的，從而導致IGBT的開關頻率變化也是相反的。
但兩者都使等效電阻變大，這點可以從放鍋后在一定時間內(nèi)測量到的諧振波形個數(shù)變小，得到印證。
因此，線盤與鍋的間隙S的多少最大影響的是等效電感量。我們時常會遇到在市面上買回來的線盤，讓其輸出某個最大功率P時候，會由于超過IGBT的反向電壓值1200V，而限制了PWM的大小輸出，導致不能輸出P，這種情況特別在430鍋體中出現(xiàn)。但我們并不想增加諧振電容C(因為增加C會使在最低連續(xù)工作功率中，IGBT發(fā)熱嚴重)，或者修改線盤電感量大?。ㄒ驗樾S不想訂做線盤，買現(xiàn)成的便宜）。那這時候，就可以改變線盤與鍋的間隙S，這是變相地修改了線盤電感量的大小，例如從15mm,修改成11mm。我們會問這個距離可以縮小得有多小呢？因為對于430來說，等效電感量變大了，諧振頻率變小了，從而把IGBT的反向電壓值拉低了，在相同的輸出功率情況下。而反觀304來說，等效電感量變小了，諧振頻率變大了，從而把IGBT的反向電壓值拉高了，在相同的輸出功率情況下。所以這個是一個帶有矛盾的方法。因此，如果在最大輸出功率下，304鍋體的IGBT的反向電壓值有余量的情況下，可以使用這種方法來彌補430鍋體加熱上的不足。
下面跟大家分享一下，找到一種鍋體，可以把線盤與鍋的間隙縮小到不到2mm，還可以照常加熱。因此，我們可以打破一種常規(guī)的憂慮：“線盤與鍋的間隙必須大于某某距離。”
調(diào)整線圈的匝數(shù)，是為了電路阻抗的匹配。調(diào)整鍋與線盤間的距離，是為了磁路阻抗的匹配。二者的匹配做好了，能達到最大的功率和最小的功率管損耗。
如果對這二點還不能理解，你再把高中電學中的電磁感應部分再去細讀和領會。
如果要根深蒂固的理解，一輩子也不忘記，在功率管與線圈間用一個變壓器進行匹配，到時你會對一切晃然大悟的，原來是如此的簡單，高中電學部分把基本的精華都包含進去了。
關注第5個問題：
手頭上拿到一個共膜濾波電感，它能夠通多大的電流？剛遇到這個問題的時候，我第一時間想到的是這個電感的材質(zhì)：銅，這個電感的線徑為：1.6mm，得出面積為2平方mm，再找到一個數(shù)據(jù)，銅的電流密度為：3.5A~4A/平方mm，因此得出結(jié)論，這個共膜濾波電感只能通8A電流，否則會燒斷。但實驗證明，其可以通28A的電流都沒有問題，只有稍微的熱量。因此，我反思了一下，糾正了我原有一些的誤解，對共膜濾波電感有了如下新的認識：它簡單來說就是相當于一根能夠濾波的保險管。如果把共膜濾波電感的導線弄成直線，放在電路上，它就是完完全全就是一根保險管。
電感的發(fā)熱，來自其功率損耗。
在其兩端的壓降UL又等于：
公式（一）
因此電感的電感量越大，UL就越大 ; 在輸入功率Pi恒定情況下，輸入市電Ui越小，UL也越大。
電路如下：
通過使用功率計，查看Pi，Ui，Ii ，然后再配以萬用表的交流電壓檔測量UL進行驗證。
得出的數(shù)據(jù)表：
從上表可以看到，在輸入功率差不多，頻率為50hz的情況下，電感兩端的壓降UL隨市電電壓Ui的降低而增加，從而根據(jù)公式計算，其損耗功率PL越大。
結(jié)論：我們得到一個共模電感后，要關注兩個參數(shù)：
a.電感量, 為了衰減干擾的頻率信號。
b.其可以承受多大的損耗功率，所產(chǎn)生的溫度低于銅線被包裹的塑料皮的安全溫度。對于這個問題，本人有以下見解：根據(jù)銅的電流密度4A/平方mm, 對于2平方mm的銅線就可以通8A額定電流，根據(jù)上面使用數(shù)字表測量得到R=14歐姆，所以這根銅線的額定功率為：8*8*14= 896W。這樣不知道是否正確，如有其它意見可以提出。
但從上面的表格也出現(xiàn)了計算與測量的矛盾數(shù)值：
如果根據(jù)上面的公式（一）：分別代入Pi = 4800W,Ui = 250V;
Pi = 4900W,Pi = 220V;
Pi = 5000W,Pi = 180V;
分別可得到：UL = 27V,
UL = 32V,
UL = 39V,
這與萬用表測量到的數(shù)值有出入，難道是加了電容的緣故？而且如果計算值是電感兩端的壓降，那么這個值就偏大了，一般這個壓降是控制在市電值的3%之內(nèi)，那么也就是6.6V.
那么把對應的輸入電流帶入，可得到損耗功率為27V * 20A = 540W , 32V * 23A = 736W ,39V * 28A = 1092W , 與上面計算的額定功率896W相比，還是蠻接近，那么應該在市電為180V，28A時，應該會比較熱，但發(fā)現(xiàn)煮了半個小時，熱量不燙手。所以，這個地方還是值得繼續(xù)思考。
同理，也可以對整流后的濾波電感的發(fā)熱問題進行分析思考。
很簡單的事給你搞復雜了。
搞技術就是要把復雜的理論通過實踐變?yōu)楹唵?、通俗、易懂、便于制造的生產(chǎn)手段及工藝。
公式：4-46
公式：4-52
其中Um為LCR并聯(lián)諧振電路兩端的直流電壓值。
