交－交變頻器除了可以輸出低頻交流電源外，還可以有比電網(wǎng)頻率更高的交流輸出，以應(yīng)用于感應(yīng)加熱等場(chǎng)合。本文以三倍電網(wǎng)頻率的倍頻器加以說明。
三倍增頻器
圖1(a)為三相－單相三倍增頻器的原理圖，其負(fù)載為電阻。正組變流器由t1、t3、t5組成，負(fù)組由t2、t4、t6組成。
圖1
該倍頻器通過相位控制調(diào)節(jié)其輸出，當(dāng)電網(wǎng)電壓過零時(shí)，原來導(dǎo)通的晶閘管自然關(guān)斷。圖1(b)為電源電壓波形，其控制相位角為a，即每個(gè)晶閘管從其對(duì)應(yīng)的相電壓零點(diǎn)向后a角度時(shí)開始導(dǎo)通，直到下一個(gè)過零點(diǎn)關(guān)斷。三相電源在一個(gè)周期內(nèi)共有六個(gè)過零點(diǎn)，分別對(duì)應(yīng)六只晶閘管的關(guān)斷時(shí)間，圖1(c)為t1 ～ t6的觸發(fā)脈沖及其相應(yīng)的被觸發(fā)導(dǎo)通的管號(hào)，由于每個(gè)電源周期中有六個(gè)觸發(fā)脈沖，任何瞬間只有一個(gè)晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通，因此可以獲得三倍頻率的輸出，如圖1(d)所示。這種電路采用電網(wǎng)換流，所以只能獲得整數(shù)倍的輸出頻率。
在三倍增頻器中，正、負(fù)兩組整流器輪流導(dǎo)通、關(guān)斷，分別流過負(fù)載電流中的正電流和負(fù)電流，而輪流導(dǎo)通的時(shí)間間隔t0應(yīng)大于晶閘管的關(guān)斷時(shí)間，以免造成正、負(fù)中晶閘管同時(shí)導(dǎo)通而引起電源短路，因此其最大導(dǎo)通角為 p/3-wt0 。一般說來，增頻的倍數(shù)越大，則輸入端的功率因數(shù)越低，晶閘管的利用率也越低。
負(fù)載換流的倍頻器
交－交變頻器除了可以采用電源換流外，也可以采用負(fù)載換流方法，其前提條件是負(fù)載具備了rlc串聯(lián)諧振條件，因而此類倍頻器的輸出頻率可以是電源頻率的非整數(shù)倍。圖2(a)所示即為負(fù)載換流的倍頻器，其中正負(fù)兩組整流器的輸出電路里各串有一電感l(wèi)，構(gòu)成振蕩電路，同時(shí)l也有利于限制晶閘管上的電壓上升率。
圖2
在負(fù)載換流的倍頻器中，通過正、負(fù)組整流器的交替導(dǎo)通，可以在負(fù)載上得到交變的輸出電流波形，如圖2(c)所示。例如當(dāng)正組整流器中的t1導(dǎo)通時(shí)，電源ua通過t1與r、l、c形成諧振，在負(fù)載r中產(chǎn)生正向的諧振電流，其波形為有衰減的正弦。在諧振半個(gè)周期后，晶閘管t1因 it1 < 0而自然關(guān)斷。經(jīng)過一段死區(qū)時(shí)間后，觸發(fā)負(fù)組整流器中某一晶閘管導(dǎo)通，從而在rlc電路中再次產(chǎn)生諧振，形成負(fù)向的負(fù)載電流，在諧振過零時(shí)導(dǎo)通的晶閘管自然關(guān)斷。
通過正、負(fù)組的交替導(dǎo)通及rlc的諧振作用，負(fù)載換流的倍頻器可以輸出高于電源頻率的交流電流。在正、負(fù)組之間留有一定的死區(qū)時(shí)間，以保證晶閘管的可靠關(guān)斷，若忽略死區(qū)時(shí)間，可以認(rèn)為倍頻器的輸出頻率約等于諧振頻率。