基于SG3525脉宽调制器的中频感应加热电源设计

摘要

感应加热技术是20世纪初才开始应用于工业部门的，它通过电磁感应原理和利用涡流对工件进行加热，是制造业和材料加工中的一种重要手段。目前感应加热电源在金属熔炼、铸造、锻造、透热、淬火、弯管、烧结、表面热处理、钎焊以及晶体生长等行业得到了广泛的应用。随着微机技术和IGBT器件的发展，新型中频感应加热电源成为研究的重点。
　　本文以中频串联谐振感应加热电源为研究对象，采用单片机C8051f300和脉冲输出芯片SG3525相结合的方式，增加了IGBT驱动电路的设计和限频保护电路的设计。实现了感应加热电源的数字化控制，为感应加热电源系统的数字化、信息化、智能化提供了优质、可靠的技术基础。
　　论文先介绍了感应加热电源的基本原理以及感应加热技术的发展动态。针对30kW/10kHz-30kHz中频感应加热电源的主电路和控制电路进行了设计，然后通过对感应加热电源中的主电路拓扑结构进行分析，比较串联谐振逆变电路与并联谐振逆变电路的优缺点，选择了更适合中频感应加热电源的串联谐振逆变电路。在确定了设计方案后，详细分析了电源的主电路结构并进行了系统各组成部分器件的参数计算和选取。
　　论文在分析和对比了感应加热电源的各种调功方式后，选择了PWM调功对感应加热电源进行恒流调节。论文是以单片机80C51f330为控制核心的硬件控制平台，包括频率、占空比可调并通过数码管显示、保护电路、驱动电路、显示电路等外围电路。在此基础上编写了相应的程序，完成了样机，并进行了整机调试，可以达到顺利加热。
　　通过实测波形的分析，实验限频电路可以很好的使电源工作在感性状态，驱动电路的驱动能力很好，增加了系统的安全性。系统硬件电路可靠，程序运行良好。

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第1章 绪论

1.1 选题意义

1.2 感应加热的基本理论

1.3 感应加热电源的控制系统

1.4 国内外感应加热电源的技术发展与现状

1.5 课题的目的和任务

第2章 感应加热电源的结构及原理分析

2.1 串联型逆变器与并联型逆变器的比较分析

2.2 串联型逆变器与并联型逆变器的比较与选择

2.3 串联谐振型逆变器的工作过程分析

2.4 电力电子器件的发展

2.5 本章小结

第3章 感应加热电源主电路的设计与分析

3.1 概述

3.2 主电路设计

3.3 负载谐振电路参数的分析计算

第4章 感应加热电源控制电路的硬件设计与实现

4.1 控制电路的方案设计

4.2 振荡电路的选择和设计

4.3 单片机控制开关电路和软件设计

4.4 控制电路的设计与软件设计

4.5 保护电路的设计与实现

4.6 本章小结

第5章 IGBT驱动电路的设计

第6章 总结

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的科研成果