电磁感应加热控制电路的设计与实现

摘要

当今世界能源消耗大，环境污染较为严重，这些不利于人类的可持续发展。现在中国正大力提倡节能环保，加大了淘汰落后高耗能高污染行业力度，鼓励节能环保技术的研究和应用。电磁感应加热技术作为一种即节能又环保的新型加热技术正符合我国当前的发展理念。本文研究的课题是关于电磁感应加热技术方面的应用，这对我国的节能减排和环境净化具有重要的现实意义。
　　根据论文课题——电磁感应加热控制电路的设计与实现，本文简单介绍了电磁感应加热技术的发展历程和工作原理，详细分析并推导了电磁感应加热电压型谐振逆变电路的工作过程，并在此基础上设计了一款额定功率为2KW的电磁感应加热系统。该系统涉及的单元电路主要有：主工作电路、IGBT驱动电路、低压直流电源电路、同步电路、功率PWM波生成电路、负载检测电路及各种保护电路等。论文中描述了各单元电路的工作过程和作用并较为详细的给出了部分单元电路的设计思路及计算过程。此外，该系统设计了许多功能，如：多功率等级输出、定时预约功能、负载检测功能及异常报警功能。各功能的实现通过液晶显示屏予以文字显示。硬件电路设计工作结束后，调试各单元电路，达到了系统对各单元电路设计要求，接着对整个硬件系统进行了PCB设计。该系统完成后，本文还对新型的自由感应加热做了一定的研究工作。文中介绍了自由感应加热及其所运用的多路技术。之后详细分析并推导了一种自由感应加热拓扑结构的谐振过程，设计了一组输出功率为500W的谐振电路参数。用电路仿真软件OrCAD对该参数进行了仿真，结果较为理想。该分析推导过程和参数设计思路对新型自由感应加热谐振逆变电路的设计具有一定的指导意义。
　　通过对整个系统的调试与测试，功率输出及功能达到预期目的。整个系统安全可靠，能稳定运行。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 电磁感应加热技术的发展

1.3 课题的主要研究内容

第二章 电磁感应加热的原理

2.1 感应加热的基本原理

2.2 电磁炉主电路工作原理及波形分析

2.3 本章小结

第三章 电磁感应加热硬件电路的设计与分析

3.1 主工作电路

3.2 低压直流电源电路

3.3 同步电路

3.4 功率PWM波生成电路

3.5 IGBT驱动电路

3.6 电压电流检测电路

3.7 负载检测电路

3.8 上电延时和浪涌电压保护电路

3.9 保护电路

3.10 本章小结

第四章 系统功能设计及实现原理

4.1 系统功能设计

4.2 控制按键说明及驱动电路

4.3 功率控制实现原理

4.4 本章小结

第五章 自由感应加热谐振逆变电路研究

5.1 引言

5.2 自由感应加热谐振逆变电路工作过程的分析与计算

5.3 自由电磁感应加热谐振参数设计

5.4 四路感应加热主工作电路设计

5.5 本章小结

第六章 电磁感应加热系统测试及分析

6.1 IGBT集电极包络波测试及分析

6.2 锅具检测波形测试及分析

6.3 功率测试及分析

6.4 IGBT硬开通集电极电压测试及分析

6.5 本章小结

第七章 总结

致谢

参考文献

附录