基于移相控制的感应加热电源的研究

论文摘要

本文首先简要的介绍了感应加热技术和感应加热的原理,以及感应加热电源的现状和发展趋势。其次阐述了选题的意义和背景,研究的主要任务。通过分析感应加热电源的谐振槽路和拓扑结构,选择了更适合高频感应加热电源的串联型逆变器。并且分析了感应加热电源的各种调功方式,在对比几种功率调节方式的基础上,选择移相调功方式进行功率调节。本文主要对100KH_Z/20KW的感应加热电源进行整体设计。首先对主电路进行了参数设计及器件选择。其次对高频感应加热电源的控制电路进行设计。控制电路主要包括功率控制电路,频率跟踪电路和驱动电路。移相调功电路由移相芯片UC3875来实现。采用锁相环CD4046设计了频率跟踪电路。根据电源容量和开关器件的型号,设计了有效的驱动电路。为了使电源系统稳定运行,还设计了过流、过压和过热保护。最后对已设计电路用PSPICE进行了仿真,证明其方案的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 感应加热简介
• 1.2 感应加热的原理
• 1.3 感应加热的发展历程以及现阶段国内外发展现状
• 1.4 感应加热电源技术的发展趋势
• 1.5 选题意义、目的和任务
• 1.5.1 选题意义
• 1.5.2 课题的目的
• 1.5.3 本课题的主要研究任务
• 1.6 本章小结
• 第二章 感应加热电源的构成及原理分析
• 2.1 感应加热电源的拓扑结构
• 2.2 负载分析及谐振电路
• 2.2.1 负载等效电路
• 2.2.2 串联振荡电路
• 2.2.3 并联振荡电路
• 2.3 逆变器分析
• 2.3.1 并联逆变器
• 2.3.2 串联逆变器
• 2.4 逆变器的选择
• 2.5 本章小结
• 第三章 感应加热电源的调功方式的研究
• 3.1 直流调功
• 3.2 逆变调功
• 3.3 感性移相调功控制技术分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 感应加热电源的主电路设计
• 4.1 系统框图
• 4.2 感应加热电源主电路
• 4.2.1 主电路设计
• 4.2.2 不控整流电路参数计算及器件选型
• 4.2.3 滤波电容的计算
• 4.3 逆变电路参数设计及逆变元件的选择
• 4.3.1 单相全桥逆变电路参数计算
• 4.3.2 逆变电路开关器件的选择和使用
• 4.4 负载参数设计与选择
• 第五章 控制电路设计
• 5.1 移相控制电路的设计
• 5.1.1 移相控制芯片UC3875
• 5.1.2 移相全桥逆变控制电路
• 5.2 功率MOSFET的驱动电路设计
• 5.2.1 功率MOSFET的驱动要求
• 5.2.2 功率MOSFET的驱动方法
• 5.2.3 驱动电路参数计算
• 5.2.4 驱动电路选择
• 5.3 逆变器频率跟踪
• 5.3.1 CD4046集成锁相环
• 5.3.2 频率跟踪控制电路
• 5.3.3 锁相环的相位补偿
• 5.3.4 锁相环的起动入锁
• 5.4 MOSFET保护电路设计
• 5.4.1 过流保护
• 5.4.2 过压保护
• 5.4.3 过热保护
• 5.5 本章小结
• 第六章 软件仿真
• 6.1 PSPCICE仿真软件简介
• 6.2 PSPCICE仿真
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录1:基于移相控制的感应加热电源电路图