[发明专利]用于加热工件的具有高度稳定输出的高频电源系统

权利要求书

1.一种高频电源系统(20)，具有稳定可调的输出，用于在焊接或退火工艺中加热工件负载(30)，所述高频电源系统包括：

全桥式或半桥式逆变器，具有多个桥式开关装置和单相逆变器输出引线(21，22)；

逆变器输出阻抗调节和频率控制网络(23)，具有连接到所述单相逆变器输出引线的控制网络输入和连接到所述工件负载的控制网络输出；以及

系统微处理器控制器，具有到所述多个桥式开关装置的一个或多个逆变器控制输出以及到所述逆变器输出阻抗调节和频率控制网络(23)中的一个或多个可变阻抗元件的一个或多个可变阻抗控制输出，用于独立于所述工件负载的工件阻抗，从所述单相逆变器输出到所述工件负载的可调功率传输，以及从所述单相逆变器输出引线到工件负载的可变输出频率；

其中，所述一个或多个可变阻抗元件包括：

第一对可变电抗器(24，24’)，串联电连接到所述单相逆变器输出引线(21，22)和工件负载(30)；第二对可变电抗器(25，25’)，并联电连接到所述单相逆变器输出引线(21，22)，当所述第一对可变电抗器或者所述第二对可变电抗器中的每一个在各自的电抗器对可移动插入芯和电抗器对分离总线部分之间被通电时，所述第一对可变电抗器和所述第二对可变电抗器中的每一个将相应产生可变电场，通过在所述第一对可变电抗器和所述第二对可变电抗器中的每一个各自的电抗器对分离总线部分内移动所述电抗器对可移动插入芯而改变电抗器对可变电抗，其中，所述第一对可变电抗器(24，24’)和第二对可变电抗器(25，25’)中的每一对包括：

几何成形的可移动插入芯，形成所述电抗器对可移动插入芯；

固定分离总线，形成所述电抗器对分离总线部分，所述固定分离总线包括：

几何成形的电隔离和空间分离的分离总线部分，其具有与所述几何成形的可移动插入芯几何互补形状，以提供所述几何成形的可移动插入芯插入所述几何成形的电隔离和空间分离的分离总线部分中的可调位置，以将所述电抗器对可变电抗从最小电抗值改变到最大电抗值，当所述几何成形的可移动插入芯完全插入到所述几何成形的电隔离和空间分离的分离总线部分中时具有最小电抗值，当所述几何成形的可移动插入芯从所述几何成形的电隔离和空间分离的分离总线撤出到某位置时具有最大电抗值，在所述某位置处所述几何成形的可移动插入芯和所述几何成形的电隔离和空间分离的分离总线之间的可变能量场处于最大电抗值；以及

电隔离和空间分离的分离电总线端子部分，用于逆变器输出阻抗调节和频率控制网络中的所述第一对可变电抗器或者第二对可变电抗器的电连接；以及

致动器，其连接到所述几何成形的可移动插入芯上，用于将所述几何成形的可移动插入芯插入所述几何成形的电隔离和空间分离的分离总线部分，或从中撤出；以及

至少一个可变电容器(27)，电连接到所述单相逆变器输出引线(21，22)和工件负载(30)。

2.根据权利要求1所述的高频电源系统，其中所述系统微处理器控制器提供对来自所述一个或多个逆变器控制输出的所述多个桥式开关装置的硬切换控制，并结合对来自所述一个或多个可变阻抗控制输出的所述一个或多个可变阻抗元件的可调节阻抗控制。

3.根据权利要求1所述的高频电源系统，其中所述系统微处理器控制器提供对来自所述一个或多个逆变器控制输出的所述多个桥式开关装置的脉宽调制可变切换控制，并结合对来自所述一个或多个可变阻抗控制输出的所述一个或多个可变阻抗元件的可调阻抗控制。

4.根据权利要求1所述的高频电源系统，其中所述系统微处理器控制器提供闭环控制，以将高频电源系统谐振点移动到输入到所述系统微处理器控制器的用户选择的输出频率，并且响应于用户选择的输出频率，所述系统微处理器控制器可替换地调整微处理器闭环输出，以维持传输到工件负载的最大输出功率，或当所述高频电源系统移出谐振点时提供低于最大输出功率的传输。

5.根据权利要求1所述的高频电源系统，其中所述系统微处理器控制器提供用于高频电源系统谐振点的开环输出控制，以随着所述工件负载的所述工件阻抗而变化，并且可替代地调节微处理器输出，以保持最大值输出功率传输至所述工件负载，或当所述高频电源系统脱离谐振点时，维持低于最大值输出功率的传输。