Есть ответы
Каким образом в двухконтурных схемах можно получить умножение частоты выходного напряжения?

Алексей Омов Схемотехника
745
3

Изучаю силовую электронику, конкретно резонансные инверторы. Столкнулся с тем, что в литературе упоминается возможность умножения частоты выходного напряжения в двухконтурных схемах, но подробного объяснения механизма нигде не нашел.

Схема: два колебательных контура (последовательный + параллельный), нагрузка подключена ко второму контуру. Управление ключами на основной частоте, допустим 50 кГц.

Вопросы:

  1. За счет чего происходит умножение? Это свойство связанных контуров при определенном соотношении добротностей?
  2. Какое практическое соотношение параметров L и C нужно выдержать чтобы получить удвоение?
  3. Есть ли ограничения по коэффициенту умножения?

Буду благодарен за ссылки на статьи или учебники где это разбирается с формулами.

21
Участник • 2 ответа

Добавлю к предыдущему оратору практический момент. Работал с такими схемами в индукционном нагреве.

На бумаге все красиво, а в железе основная засада в том, что параметры контуров уплывают от температуры. Индуктор греется, индуктивность меняется, резонанс второго контура съезжает, и вместо чистого удвоения получаешь кашу из гармоник.

Мы решали это автоподстройкой через варикапы в цепи второго контура + PLL на контроллере, который следил за фазой тока нагрузки. Без этого стабильное умножение держалось минут 10-15, потом начинало "плыть".

Еще один нюанс. При умножении частоты растут коммутационные потери в обмотках из за скин-эффекта. На удвоенной частоте глубина проникновения уменьшается в корень из 2, литцендрат обязателен.

8
Эксперт • 2 ответа

А зачем вам умножение частоты именно в силовой схеме? Если задача получить высокую частоту на выходе, проще взять ключи побыстрее (GaN например) и работать на нужной частоте напрямую. Двухконтурная схема с умножением это решение из 80-х, когда тиристоры не могли коммутировать выше 20-30 кГц и приходилось выкручиваться.

Сейчас GaN-транзисторы спокойно работают на сотнях кГц с минимальными потерями. Зачем городить два контура с автоподстройкой, если можно поставить один полумост на EPC2034C и получить 200 кГц без костылей?

Аватар Алексей Омов

Задача учебная, разбираю принципы для диплома. Но замечание по делу, спасибо

5
Эксперт • 1 ответ

если это для диплома то посмотри диссертацию Шуляка на elibrary, там как раз двухконтурные инверторы с умножением для индукционных печей, вся математика расписана и осциллограммы есть

Написать ответ

Премодерация гостей

Вы отвечаете как гость. Ваш ответ будет скрыт до проверки модератором. Чтобы ответ появился сразу и вы получали репутацию — войдите в аккаунт.

Будьте вежливы и соблюдайте правила платформы.