电磁加热系统设计与关键技术研究

论文摘要

电磁感应加热技术在国外已有30多年历史,在国内也有10多年历史,其高效节能、卫生环保、安全性好的优点,广受消费者认可与喜爱。随着能源供给矛盾的日益尖锐和社会对厨具环保节能、安全性能要求的提高,大功率电磁加热技术更引起人们的广泛关注,但市场的高价格及高返修率严重影响了其优越性的发挥。在此背景下,本文针对这一现状,对电磁感应加热技术装置的控制系统的设计进行了更加深入的研究,研制成了新型的电磁感应加热系统。一方面在C语言系统设计上做了一些探索和实践,为以后独立设计整套软件体系打下坚实基础；另一方面,在实际搭建电路时对各个模块规划及材料选型也做了一定深度的探讨,并最终设计出一台功率达2100W电磁加热器,能效达到88%,为以后商业应用提供了切实参考。本文主要完成的工作如下：1、研究了目前市场上家电产品低压电源模块的技术实现,以及各自的优缺点,并重点分析其工作稳定性、宽电压范围适应性及成本核算,设计一款开关电源,并成功应用到本系统中。2、研究了目前市电电网,尤其是非中心城市的电压慢速和快速波动(即浪涌)情况对家电产品造成的影响,并主要分析了其对电磁加热产品的危害,进而提出确实可行的低成本保护方案,使得电磁加热技术能更好的推广和应用在广大农村市场。3、根据目前市场上主流家电产品应用IC,选定自己需要的型号,并搭建电路,成功移植C语言代码,充分规划了各个子模块功能,程序的可维护性较高。4、从设计原理图,到规划PCB板,再到调试,整个过程充分应用了软件及模拟电路相关知识,一方面对自己是坚实的提高,也为后来的初学者提供了宝贵的经验,本系统最终成功实现了2100W大功率稳定加热,能效高达88%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.2 加热技术研究现状及分析
• 1.2.1 常用加热方式及分析
• 1.2.2 目前电磁感应加热技术存在的主要问题
• 1.3 本课题的主要研究内容
• 第二章 电磁感应加热系统原理及核心电路
• 2.1 电磁感应加热的基本原理
• 2.1.1 涡流加热原理
• 2.1.2 电磁炉中的涡流
• 2.2 电磁炉系统基本框架
• 2.3 系统核心电路
• 2.3.1 电磁炉同步电路
• 2.3.2 同步电路参数设计
• 2.3.3 低压下的同步电路设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 开关电源系统概述
• 3.1 开关电源系统
• 3.1.1 开关电源的定义
• 3.1.2 开关电源的工作原理
• 3.1.3 开关电源的发展方向
• 3.2 开关电源的分类
• 3.2.1 Buck电路设计实例
• 3.2.2 反激式电路设计实例
• 3.3 本章小结
• 第四章 浪涌保护电路
• 4.1 认识浪涌
• 4.1.1 浪涌的定义
• 4.1.2 浪涌的分类
• 4.2 浪涌保护电路
• 4.2.1 设计概述
• 4.2.2 电路构成框架
• 4.2.3 原理分析及详细设计
• 4.3 实验结果
• 4.4 本章小结
• 第五章 软件设计
• 5.1 MC80F7708介绍
• 5.1.1 MCU概述
• 5.1.2 MCU资源
• 5.2 MCU程序设计
• 5.2.1 按键扫描设计
• 5.2.2 电磁炉过热保护设计
• 5.2.3 电磁加热功率控制设计
• 5.2.4 软件浪涌保护设计
• 5.3 本章小结
• 第六章 产品实现
• 6.1 高低压启动实现
• 6.2 效率实现
• 6.3 PCB设计总结
• 6.4 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 论文完成的工作
• 7.2 研究展望
• 参考文献
• 附录:攻读硕士期间公开发表论文
• 致谢