并联谐振高频逆变电源的研究

论文摘要

本文以高频感应加热逆变电源为研究对象,以IGBT为开关器件,采用并联型谐振逆变拓扑,完成20kHz/40kW并联型高频感应加热逆变电源的设计。文中回顾了感应加热技术的发展史,介绍了相关的基本知识,同时对电力电子器件的发展以及感应加热电源的发展状况做了总结。描述了并联谐振逆变器的调功方法。分析了感应加热电源常用的两种拓扑结构,并联型谐振逆变器的工作原理。通过对并联型谐振逆变器各种工作状态的分析,得出其必须工作在容性近谐振状态下才是安全可靠的结论。通过采用锁相环技术实现了逆变器工作频率的自动跟踪和容性逆变角度的控制,提出了一种他激转自激方法。设计了适用于并联谐振型逆变器的IGBT驱动与保护电路。给出了整流控制电路,逆变控制策略及电路,IGBT驱动电路,过压过流保护电路。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 感应加热的概况
• 1.2 感应加热技术基本原理
• 1.3 感应加热电源的研究与发展
• 1.3.1 感应加热用电力电子器件的发展
• 1.3.2 国外感应加热电源发展现状
• 1.3.3 国内感应加热电源发展现状
• 1.4 高频感应加热电源的发展方向
• 1.5 论文的主要工作
• 第二章 感应加热电源的方案分析
• 2.1 逆变器拓扑结构
• 2.2 并联谐振逆变器负载及谐振槽路特性
• 2.3 并联逆变器的三种工作状态
• 2.4 并联谐振逆变器的调功方法
• 2.5 并联谐振的频率跟踪
• 2.6 本章小结
• 第三章 高频逆变电源主电路设计
• 3.1 主电路结构及工作原理
• 3.2 主电路的参数计算和器件选型
• 3.2.1 整流电路
• 3.2.2 斩波电路
• 3.2.3 逆变器电路
• 3.2.4 负载电路
• 3.3 主电路的PSPICE仿真
• 3.4 本章小结
• 第四章 逆变电源的控制电路设计
• 4.1 斩波控制电路
• 4.1.1 电流反馈LEM传感器
• 4.1.2 PI调节器（比例积分调节器）
• 4.1.3 斩波电路的PWM生成电路
• 4.2 逆变器触发控制
• 4.2.1 逆变器的选择及其工作原理分析
• 4.2.2 锁相环控制基本工作原理
• 4.2.3 逆变器触发电路的实现
• 4.3 本章小结
• 第五章 IGBT驱动与保护电路的设计
• 5.1 IGBT驱动控制电路设计
• 5.2 过流保护
• 5.3 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 附录1 PWM直流斩波电路
• 附录2 逆变器触发电路