感應加熱電源廣泛應用于金屬熱處理、淬火、退火、透熱、熔煉、焊接、熱套、半導體材料煉制、塑料熱合、烘烤和提純等場合；利用在高頻磁場作用下產生的感應電流引起導體自身發熱而進行加熱。感應加熱與爐式加熱、燃燒加熱或者電熱絲加熱相比，具有顯著節能、非接觸、速度快、工序簡單、容易實現自動化等優點。

感應加熱電源主要由整流單元、逆變單元、諧振輸出單元、和感應器四部分組成。其中整流單元將工頻三相交流電壓轉換成直流電壓；逆變單元電能變換成為幾千至上百千赫茲的高頻電能；諧振輸出單元一端連接逆變器，另一端連接感應器，經隔離和阻抗匹配，通過諧振的方法在感應器中產生強大的高頻電流。加熱時，感應器在工件中感生高頻電流，因此導體迅速被加熱。早期的感應加熱設備中，逆變單元所需的高頻逆變器件決定了裝置的形式，它經歷了從電子管、晶閘管到目前普遍采用IGBT的發展歷程。

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諧振方式和串聯諧振方式。各種電路和結構方式在效率、功率因數、可靠性等性能上各有差異。

串聯與并聯

感應加熱電源逆變器主要有并聯逆變器和串聯逆變器，串聯逆變器輸出可等效為一低阻抗的電壓源，當兩電壓源并聯時，相互間的幅值、相位和頻率不同或波動時將導致很大的環流，以至逆變器件的電流產生嚴重不均，因此，串聯逆變器存在并機擴容困難;而對并聯逆變器，逆變器輸入端的直流大電抗器可充當各并聯逆變器之間的電流緩沖環節，使得輸入端的AG/DG或DG/DG環節有足夠的時間來糾正直流電流的偏差，達到多機并聯擴容，晶體管化超音頻、高頻電流多采用并聯逆變器結構，并聯逆變器易于模塊化、大容量化是其中的一個主要原因。

感應加熱電源的負載對象各式各樣，而電源逆變器與負載是一有機的整體，一般采用匹配變壓器連接電源和負載感應器，高頻、超音頻電源用的匹配變壓器從磁性材料到繞組結構正在得到進一步的優化改進，同時，從電路拓撲上可以用三無源元件代替二無源元件，以取消變壓器，實現高效、低成本匹配。

感應加熱電源，晶閘管、晶體管與電子管式在國內均能生產。晶閘管電源已生產應用多年。IGBT電源因其優點更多而更為用戶所采用。IGBT電源電效率高、低壓，但價格較高，正在逐步取代電子管高頻電源。手提式小型高頻電源因價廉、方便，在國內應用廣泛，甚至進入國外市場。

退火和回火應用

退火將工件加熱到適當溫度，根據材料和工件尺寸采用不同的保溫時間，然后進行緩慢冷卻（冷卻速度最慢），目的是使金屬內部組織達到或接近平衡狀態，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進一步淬火作組織準備。

使用感應加熱代替氣體或加熱爐進行預熱具有多項優點。熱傳導能夠直接進行，這將最大程度地減少熱損失和能量損耗，增加生產效率，提升產品質量。

同時，可以對熱量進行精確控制，這樣可以降低焊接時的溫度，從而降低冷卻速度。另外，還有利于減少冷裂和淬硬的風險，使用感應加熱，您無需再面對熱氣逼人的火焰，從而改善工作環境，減少對散熱系統的需求，降低火災危險。

感應加熱電源是一種低能耗、高效率的金屬材料加熱電源模塊，目前已經在全球40余個國家得到了廣泛的工業應用。本文將會通過對感應電源的電路結構分析，進行傳統感應電源的工作原理介紹，以便于工程師在對其工作原理進行研究的基礎上進行專業技術革新。

通常情況下，傳統的感應加熱電源在主電路結構方面，主要由以下四個部分來組成的：不控整流、大電容儲能濾波、逆變電路和諧振負載。

在工作的過程中，加熱電源通過不可控整流的方式將交流電轉變為直流電，然后通過大電容濾波將比較穩定的直流電轉化成為逆變電路的供電電源，歲后在逆變側部分實現系統的逆變輸出和功率調節。下圖為傳統型號的感應加熱電源電路結構圖。

從圖中我們可以看到，整個電源的加熱系統均有DSp數字芯片進行控制。電壓電流檢測裝置對直流母線的電壓值和電流值進行檢測，隨后將數值變送給DSp處理芯片，以快速實現功率反饋。整個負載檢測流程包括溫度檢測和頻率跟蹤、通過將紅外線傳感器檢測到的溫度值變送給DSp，同步實現快速反饋。隨后，處理器可以通過檢測負載的諧振電流和電壓信號反饋給DSp以實現頻率跟蹤。

當DSp芯片接收到相應的電流電壓信號后，將會在內部對電壓、電流等反饋信號分別進行A/D變換、保持，并通過數字乘法運算求出實際輸出功率與數字給定功率比較，對偏差進行數字pID控制。通過這一數字控制的方式，感應加熱電源可以實現電源輸出功率的閉環控制和DpLL頻率跟蹤，故障檢測保護電路對缺水、過熱過壓、過流等故障實時監控，由DSp故障處理子程序比較判斷后，以中斷方式處理各類故障、并報警顯示。

然而，傳統的感應加熱電源由于大多型號采用的都是大電容無源濾波模式，所以很容易造成輸入電流畸變并對電網系統造成諧波污染，因此會導致輸入功率因數降低。同時，這種方式也不利于節約用電成本。因此，目前市面上已經開始出現了具有DSp參數校正功能的新型加熱電源模塊。