• 【行业背景】

感应加热电源对金属材料加热效率最高、速度最快，且低耗环保。它已经广泛应用于各行各业对金属材料的热加工、热处理、热装配及焊接、熔炼等工艺中。感应加热电源由两部分组成，一部分是提供能量的交流电源，也称变频电源；另一部分是完成电磁感应能量转换的感应线圈，称感应器。

传统的感应加热设备应用的电力电子器件是电子管和快速晶闸管。电子管电压高，稳定性差，辐射强，效率低，已经到了淘汰的边缘，但它频率高，功率大，所以在市场上仍有一席之地。快速晶闸管是目前应用的主力军，它耐压高，电流大，抗过流、过压能力较强。但它只能工作在10000Hz以下，这使其使用范围受到了限制。

高频加热炉采用IGBT为主器件，IGBT是一种复合功率器件，它集双极型功率晶体管和功率MOSFET的优点于一体，具有电压型控制，输入阻抗大、驱动功率小，控制电路简单，开关损耗小，通断速度快，工作频率较高，元件容量大。它不仅达到了晶闸管不能达到的频率（60kHz以上），而且正在逐步取代快速晶闸管。国外1kHz～80kHz的感应加热已广泛应用IGBT，这是感应加热电源的发展方向。

• 【系统方案】

相比较传统的晶闸管控制，采用IGBT控制，具有控制电路简单，开关损耗小，通断速度快，工作频率较高，设备容量大等优势。

【系统拓扑】

如上图，高频感应加热电源，主要分为整流部分，滤波部分，变频部分，其中整流部分较多采用二极管不控整流或者晶闸管相控整流，滤波部分采用电感或者电容，逆变部分多采用H桥拓扑。

针对30~100kW/380Vac的感应加热电源的逆变部分，IGBT选型以及驱动方案挑战如下：

  模块选型：

英飞凌：34mm或者62mm封装模块，

FF200R12KT4，FF300R12KT4，FF450R12KT4，FF600R12KE4，FF200R12KS4，FF300R12KS4

富士：VH系列或者HJ系列

2MBI200VH-120-50，2MBI300VH-120-50，2MBI450VH-120-50，

  驱动挑战：在驱动技术层面存在三大技术难点：

1，驱动功率大 感应加热电源工作在高频状态，所以需要较高的开关频率（最大可达40kHz），单路驱动功率最大可达3W。

2，抗干扰能力强 高频工作状态会导致较大的EMC干扰，需要抗干扰性更强的驱动隔离以及保护方式，减小”误动作”或者”误保护”。

3，保护功能齐全 能监测IGBT短路状态及驱动减压状态，并及时保护

【驱动方案】

       针对上述应用场合以及行业痛点，Firstack采用强大的数字驱动核C-Core，针对34mm或者62mm模块开发了相应的驱动方案，技术优势：

• 驱动功率大 单路4W/20A，最大支持40kHz开关频率应用

• 抗干扰能力强采用光耦传输PWM信号，EMC特性稳定；基于数字短路保护，有效防止“误保护”

• 保护功能齐全具有短路保护(软关断)；欠压保护；GE门极短路保护