基于CPDM的感应加热电源研究

论文摘要

本文简要的介绍了感应加热的基本原理和特点,阐述了感应加热电源技术的发展现状及其发展趋势。在对感应加热电源主电路的拓扑结构的进行比较分析后,确定了本文所要研究的主电路结构拓扑。通过仿真的手段,本文对目前串联谐振型感应加热电源的一些常规调功方式进行了总结,分析了其各自的工作原理及调功方法,并将各种调功方式的优缺点及其软开关性能进行了比较。提出了一种CPDM（CompositePulse-Density-Modulation）控制策略,详细介绍了CPDM控制感应加热电源的工作方式,通过仿真研究证实了CPDM控制策略与其他调功方式相比,感应加热电源的开关器件均工作在软开关状态,开关损耗小,功率因数接近于1,易于实现数字化控制,轻载时电流连续易于实现频率跟踪等特点,非常适合高频感应加热电源。为了验证CPDM控制策略的有效性和可行性,本文设计了一台CPDM控制感应加热电源实验样机,其控制核心采用TI公司的TMS320F2812专用控制芯片,分别对电源进行了硬件设计和软件设计。通过实验对比分析证明了CPDM控制感应加热电源实现了逆变器开关器件的软开关,减小了开关损耗,提高了整机效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 感应加热原理及特点
• 1.2 感应加热电源发展现状及其发展趋势
• 1.3 本课题内容及任务
• 第二章 感应加热电源主电路结构分析与选择
• 2.1 感应加热电源主电路构成
• 2.2 整流器比较分析
• 2.2.1 二极管不控整流
• 2.2.2 晶闸管相控整流
• 2.2.3 含PFC（功率因数校正）的不控整流电路
• 2.3 逆变器选择
• 2.3.1 串联谐振型逆变器
• 2.3.2 并联谐振型逆变器
• 2.3.3 逆变电路拓扑结构的选择
• 2.4 系统主电路的确定
• 第三章 功率控制方案选择分析
• 3.1 直流调功
• 3.1.1 晶闸管相控整流调压调功
• 3.1.2 直流斩波调压调功
• 3.2 逆变调功
• 3.2.1 脉冲频率调制（PFM）调功
• 3.2.2 移相脉冲宽度调制（PS-PWM）调功
• 第四章 基于CPDM控制方式的DC/AC变换器
• 4.1 PDM调功
• 4.2 CPDM调功
• 第五章 基于CPDM感应加热电源的设计
• 5.1 系统构成
• 5.2 主电路设计
• 5.2.1 主电路参数设计
• 5.2.2 驱动和保护电路设计
• 5.3 检测回路设计
• 5.4 控制电路设计
• 5.4.1 控制电路硬件设计
• 5.4.2 功率控制的软硬件设计
• 5.4.3 保护电路的设计
• 5.4.4 数字锁相环软硬件设计
• 5.5 系统供电电源
• 致谢
• 参考文献
• 附录