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高频感应加热电源的技术发展历程

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发表于 2019-1-13 22:26:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
高频感应加热电源是应俊知需求而开发的一款非接触加热电源,第一代技术,来源于一家知名国产高频感应加热电源公司,这是一款比较传统的模拟锁相电源,先调功,再逆变,变压器隔离,串联谐振输出。但是这款机器不良率很高,所以这逼迫俊知需要新的供应商,,于是我们就参考这一款机器着手开发。
第一代产品:结合自己的强项,控制板采用嵌入式+DDS数字频率合成技术,代替了模拟锁相技术,功率模块方面还是参考国产竞品的。因竞品本身就存在较大的不良率,所以第一代刚开发出来,故障率很高,后来在俊知的配合下,加强了散热,质量得到一定的控制,但故障率还是比较高,后来参考一些进口电源,增加了吸收电路,稳定性得到一定改善,满足了俊知的要求。

第二代产品:虽然一代高频机满足俊知需求,但是它的故障率还是高,加上重量比较重,故障之后的快递费用都很高,此外成本也偏高,虽然俊知给出较好的加工费用,但是过高的成本也限制了对外销售,这样让这款高频机只能为俊知服务了。为了降低不良率,也为了摆脱俊知的控制,2016年在俊知开启二代高频机的开发,模仿的对象是行业内的知名产品:西亚,它采用并联谐振,加热头结构比较简单,电路也不复杂,可靠性很高,但是它的频率范围很窄。

二代高频机刚出来时在公司内测试没问题,但到客户那儿就问题多多,退货很多,客户拒绝使用,根据反馈的信息总结主要有以下问题:
1、软件设计上,采用了一代机的最佳工作点思想,但是二代高频机是LLC电路,不适合这个思路。
2、功率管容易炸机,后面发现大部分是因为先焊小刀头,再焊大刀头,切换刀头时导致的炸管子,其次就是爆头时炸管子。
3、加热头的云母电容容易裂

针对第一个问题,采用LLC拓扑结构思路,改进软件设计。
核心问题是第二个,在思考了很久之后,提出了在功率管的漏极加磁珠的方案,降低上下管子瞬间导通时的电流,但是功率管的发热提高了。
第三个问题,让厂家改进云母电容的结构,提高了云母电容的功率,改善了散热,输出电流大大提高。

二代高频机通过以上三个手段后,初步解决了故障率高的问题,但是还是存在一定的不良率。接下来要进一步降低不良率,但是这次修改主要有两个手段,尤其是第二个手段,增加磁珠的方式到底有效还是没效,不确定,加上又在公司测试不出来,并且又增加了发热量,于是在稳定出货了一段时间后,开始去掉了磁珠,很快客户反馈过来,去掉磁珠的机器机会都返修回来了,这就说明这颗磁珠作用很大,炸机的主要原因就是上下管子瞬间导通引起的。这个时候认识到米勒振荡非常严重,为了解决米勒振荡,引入了SiC MOS管。

SiC MOS管的工作波形很好,前期出货基本上无故障,但是最近量多了后,陆续发现了一些不良,目前怀疑是SiC MOS管在容性负载下很容易烧坏,需要实时监测避免容性负载这种情况,这个主要是通过软件手段解决。



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