新型高频电磁加热热水器的研究与设计
来源： 作者： 发布时间：2015-02-27 06:15:39 浏览量：
(a) 大电容滤波时输入电流波形 (b) LC滤波时输入电流波形
(c) 两种滤波方式下的谐波频谱比较
图4 输入电流及谐波分析
在滤波电感的设计中，由式（8）可知，
AP=
（8）
电感磁芯体积的大小与通过电感的电流成正比。为了减小滤波电感的体积，采用了无气隙环形磁芯的饱和电感，当主电路电流超过一定值时，电感磁芯饱和，电路中只剩下电容滤波。饱和电感电感值与电流的关系由式（9）～式（12）给出。
L=NS
（9）
B=f(H) （10）
Hl=NI （11）
L=
（12）
仿真和试验结果表明，采用饱和电感后输入电流的谐波有所增加，但整流二极管和开关管上的电流和电压值没有太大的变化，电感的体积减小了很多，仿真结果如图5所示。
(a) 输入电流 (b) 负载电流
图5 采用饱和电感后的波形
滤波器参数经计算，电感L取300～400μH，电容C取5μF滤波效果最好。由滤波器传递函数
G(s)=
（13）
得出的伯德图如绕行电感图6所示。由图6可见，电路工作在频率30kHz时的谐波被完全地滤掉。
图6 滤波器函数的Bode图
3 试验结果及波形
根据以上思路，设计了一台功率1.5kW，工作频率30kHz的样机，图7是试验波形，试验结果验证了以上推导的特性。
(a) 开关管ugs，uds以及电感电流波形
(b) 输入滤波器后的电压和电感电流波形
图7 试验波形
图7（a）中，波形1是开关的驱动波形，2是开关管两端的电压波形，4是电感电流波形。图7（b)中，2是输入滤波器后的电压波形，4是电感电流波形。由图7（b）可以看出输入电压和电感电流的包络线同相位，负载侧功率因数接近于1。
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