水暖加热系统的感应加热电源研究

论文摘要

感应加热电源是利用电磁感应加热原理,以达到快速、有效的加热效果。现阶段的加热电源大多用于工业,在民用方面,现在普遍使用的感应加热电源有电磁炉。而本文是将感应加热用于水暖加热系统,以求达到快速加热,节能环保的效果。本文首先针对感应加热实现方式进行了分析,比较了串联谐振型逆变电路和并联谐振型逆变电路的优缺点,介绍了功率调节方式,最后选择了串联谐振型逆变电路及移相调节功率的方案。本文将系统分为硬件部分与软件部分进行了详细分析。硬件部分包括了主回路,驱动电路及硬件控制电路。而硬件控制电路又包括了频率跟踪、移相调功、信号采集、键盘-显示及辅助电源等。而软件程序部分包括AD转换、SPI、EEPROM、PWM、键盘与显示等。本文对各部分电路所使用的芯片进行了简要介绍,重点分析了频率跟踪电路和移相调功的原理与电路设计。本文根据系统理论分析及设计,设计了一台5.5KW,频率为20kHz的水暖感应加热系统的样机。该样机通过系统调试,其结果说明该系统是可行的、可靠的和稳定的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 感应加热发展现状及发展趋势
• 1.2 电力电子器件的发展过程
• 1.3 电磁加热原理
• 1.3.1 感应加热原理
• 1.3.2 透入深度与集肤效应
• 1.3.3 感应加热的优点
• 1.3.4 感应加热的基本实现方式
• 1.4 本课题研究的背景和目标
• 1.5 本文的主要内容
• 1.6 总结
• 第二章 感应加热系统分析及方案选择
• 2.1 设计要求
• 2.2 感应加热系统主回路分析与选择
• 2.2.1 整流电路与逆变电路的理
• 2.2.2 电压型逆变电路与电流型逆变电路的比较
• 2.2.3 电压型全桥串联谐振逆变器
• 2.3 功率调节方式的选择
• 2.4 加热系统的整体设计方案
• 2.5 本章小结
• 第三章 驱动电路设计
• 3.1 芯片分析
• 3.2 电路设计
• 第四章 硬件控制电路设计
• 4.1 主控制芯片
• 4.2 外围控制电路实现
• 4.2.1 频率跟踪模块
• 4.2.2 移相调功模块
• 4.2.3 电流闭环调节
• 4.2.4 温度、电流的数据采集及保护电路
• 4.4.5 键盘及显示
• 4.5.6 开关电源电路
• 4.3 本章小结
• 第五章 系统软件控制
• 5.1 功能模块划分及软件流程图
• 5.2 软件模块功能实现
• 5.2.1 AD转换模块
• 5.2.2 键盘及显示模块
• 5.2.3 SPI模块
• 5.2.4 EPROM存储模块
• 5.2.5 PWM模块
• 5.2.6 控制模块
• 5.3 本章小结
• 第六章 实验与调试结果
• 6.1 参数选择
• 6.2 调试分析
• 6.3 本章小结
• 总结
• 参考文献
• 攻读学位期间发表论文
• 致谢
• 附录