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，其負載為電阻。正組變流器由t1、t3、t5組成，負組由t2、t4、t6組成。
圖1
該倍頻器通過相位控制調(diào)節(jié)其輸出，當電網(wǎng)電壓過零時，原來導通的晶閘管自然關(guān)斷。圖1(b)為電源電壓波形，其控制相位角為a，即每個晶閘管從其對應(yīng)的相電壓零點向后a角度時開始導通，直到下一個過零點關(guān)斷。三相電源在一個周期內(nèi)共有六個過零點，分別對應(yīng)六只晶閘管的關(guān)斷時間，圖1(c)為t1 ～ t6的觸發(fā)脈沖及其相應(yīng)的被觸發(fā)導通的管號，由于每個電源周期中有六個觸發(fā)脈沖，任何瞬間只有一個晶閘管被觸發(fā)導通，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、負兩組整流器輪流導通、關(guān)斷，分別流過負載電流中的正電流和負電流，而輪流導通的時間間隔t0應(yīng)大于晶閘管的關(guān)斷時間，以免造成正、負中晶閘管同時導通而引起電源短路，因此其最大導通角為 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，也可以采用負載換流方法，其前提條件是負載具備了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)所示即為負載換流的倍頻器，其中正負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l也有利于限制晶閘管上的電壓上升率。
圖2
在負載換流的倍頻器中，通過正、負組整流器的交替導通，可以在負載上得到交變的輸出電流波形，如圖2(c)所示。例如當正組整流器中的t1導通時，電源ua通過t1與r、l、c形成諧振，在負載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)時間后，觸發(fā)負組整流器中某一晶閘管導通，從而在rlc電路中再次產(chǎn)生諧振，形成負向的負載電流，在諧振過零時導通的晶閘管自然關(guān)斷。
通過正、負組的交替導通及rlc的諧振作用，負載換流的倍頻器可以輸出高于電源頻率的交流電流。在正、負組之間留有一定的死區(qū)時間，以保證晶閘管的可靠關(guān)斷，若忽略死區(qū)時間，可以認為倍頻器的輸出頻率約等于諧振頻率。