固态高频感应加热电源的研制

摘要

感应加热电源是利用电涡流对工件加热的一种装置，由于具有诸多优点而在工业中得到了广泛的应用。目前国内中频电源已经非常成熟，高频电源在频率容量等方面还有待提高。因此本文针对高频电源进行了理论分析和实验研究。文中首先介绍了感应加热电源的工作原理，并综述了国内外的研究现状。接下来分析并制定了电源主电路的构成方案。在对比几种功率调节方式的基础上选择了不控整流加斩波调压作为直流部分。在这部分里重点研究了一种软开关BUCK 变换器，通过分析各阶段的工作原理说明了开关器件如何工作。在软开关状态对于逆变器部分，在比较了串并联逆变器优缺点的基础上选择了串联谐振逆变器，并详细分析了串联逆变器的工作原理，提出了最佳死区的计算方法，同时列举了感应加热自关断器件逆变器的一些新的发展。文中详细计算了电源主电路各部分的参数，并设计了高频变压器和感应线圈。 在逆变控制电路的具体实现中用锁相环作为频率跟踪的核心器件，经相位调整死区形成等环节得到两路触发信号，输入到IR2110 中即可作为逆变器的驱动信号。斩波控制电路选用了SG3525，经简单处理后得到两路脉冲，输入到驱动芯片中作为斩波器的驱动信号。此外还给出了应用DSP作为核心控制芯片的电路图，它可以方便的实现功率调节及死区宽度自动调节等。 本文最后是高频电源的实验结果，大量的实验波形验证了前面的理论分析。