在目前主流的 IGBT 式感應加熱產品中，仍有較多的電路和結構方式差異。從整流單元看有可控整流方式和不可控整流方式；從逆變單元看有脈寬調制逆變方式和斬波調壓逆變方式；從諧振輸出單元看有并聯(lián)諧振方式和串聯(lián)諧振方式。各種電路和結構方式在效率、功率因數(shù)、可靠性等性能上各有差異。
1 目前產品普遍存在的問題及原因
雖然采用 IGBT 取代晶閘管和電子管已經取得了很大的進步，但目前大多數(shù)生產廠商研制生產的感應加熱電源設備仍然存在一些普遍問題，這些問題主要表現(xiàn)為：
a 效率較低、電能和冷卻水消耗大b 功率元件 IGBT 容易損壞c 電抗器或輸出變壓器容易損壞d 冷卻水回路故障較多e 功率因數(shù)較低、諧波污染大f 設備可靠連續(xù)運行性能欠佳這些問題主要是因為設計上的缺陷所致，現(xiàn)針對這些問題探討其原因：
a 由于 IGBT、電抗器、輸出變壓器、諧振電容器均采取水冷結構，不僅損耗較大、效率較低，冷卻水消耗大，而且容易發(fā)生因為銅管結垢堵塞導致器件燒毀，也容易發(fā)生漏水導致故障范圍擴大等問題；且由于水路并聯(lián)支路很多，系統(tǒng)無法保證每一支路均具有斷水保護功能。
b 由于模擬式控制電路不能適應各種變化工況，使得功率元件IGBT 脫離過零軟開關狀態(tài)，因此開關損耗增加、并經常導致IGBT 過熱損壞。
c 脈寬調制型（無斬波調壓）產品采用軟開通、硬關斷（或帶緩沖的硬關斷）電路，因此IGBT 損耗大，且這種方式容易脫離軟開關狀態(tài)導致IGBT 損壞。
d 設備在過壓、過載、感應圈短路或部分短路、功率元件過熱等情況下控制電路不能起到有效限制和保護作用，導致設備損壞。
e 并聯(lián)諧振方式的設備容易發(fā)生逆變單元過壓而損壞器件。
f 控制電路抗干擾能力差，系統(tǒng)運行不穩(wěn)定或保護限制功能容易誤動作，設備可靠性差；或設備設備由于外界因素或偶然因素保護停機后不能自動重起動。
g 整流后直接采用大容量電力電容濾波，無濾波電感或直流側IGBT 斬波電路，因此功率因數(shù)低，輸入電流諧波大；如采用電力電解電容，還有發(fā)熱、串聯(lián)均壓問題、壽命較短等缺陷。
2 新型數(shù)字式空冷感應加熱電源的主要特點
一種新型引進技術的 YFL 系列感應加熱電源主回路如下圖所示，該產品為創(chuàng)新的全空冷結構，在中央處理器DSP 的數(shù)字式控制下，功率器件IGBT 始終精確工作在零電流開關狀態(tài)，自動重起動功能保證了設備連續(xù)運行的可靠性；與非數(shù)字式產品相比，數(shù)字式產品在各方面性能均得以提高。
該產品的整流單元為不可控整流，且直流側采用 IGBT 斬波調壓，諧振方式為輸出隔離型次級串聯(lián)諧振。這種電路有效提高了設備效率和功率因數(shù)、減少輸入諧波、降低IGBT損耗；使得設備可以采用全空冷結構，并消除設備來自水系統(tǒng)的故障；基于這種結構，設備的工作頻率為1KHz－100KHz。
2.1 準確可靠的過零軟開關IGBT 逆變
高頻感應加熱電源一般均采用諧振軟開關控制，可以大為降低IGBT 開關損耗，且實現(xiàn)自動跟蹤諧振頻率。
有的產品直流側沒有 IGBT 斬波電路，這是一種軟開通硬關斷電路，或者是帶緩沖的硬關斷電路。這種電路的關斷損耗較大，且容易脫離軟開關狀態(tài)。采用直流側IGBT 斬波電路后，可以實現(xiàn)完全的軟開通軟關斷，并將開通損耗和關斷損耗均降至最低。
傳統(tǒng)控制電路采用鎖相環(huán)跟蹤系統(tǒng)諧振頻率，但諧振頻率較高時，影響頻率跟蹤的離散參數(shù)比較突出，頻率較高時，鎖相環(huán)精度不夠，容易出現(xiàn)脫離軟開關的狀態(tài)，因此開關損耗增大，嚴重時導致IGBT 損壞。因此，提高控制的準確度是保證IGBT 安全運行的前提條件。
新型 YFL 系列感應加熱電源采用DSP 進行跟蹤控制，憑借DSP 的快速處理能力，可根據不同工況進行跟蹤補償，使系統(tǒng)準確度大幅度提高，諧振頻率和相位的跟蹤誤差大為降低。此外，系統(tǒng)采用的快速IGBT 驅動電路也有助于更準確快速的高頻軟開關電路的實現(xiàn)。
