DE类逆变电源直流调功方法的研究与实现

发布时间：2017-09-15 12:12

  本文关键词：DE类逆变电源直流调功方法的研究与实现

  更多相关文章： 感应加热 全桥 DE 类 功率调节 Buck 电流模式

【摘要】：感应加热技术作为一种高效、节能、安全的新型加热技术,不仅广泛应用于工业制造,在民用方面也具有一定的价值。本文基于感应加热电源应用,面对逆变电源的逆变频率低的问题,提出了一种基于全桥的DE类逆变结构,并针对逆变电源的功率调节方式进行了研究。采用在直流侧加入斩波电路的前级调功方式,通过控制直流侧的输出电流,从而控制了逆变侧的功率输入,进而实现对逆变电源的功率调节。这种控制方法既可以实现全桥DE类逆变结构的功率调节功能,又能够满足实际中宽范围的功率调节需求,同时减小逆变侧开关管损耗,提高频率。文章主要包含了全桥DE类逆变结构的分析以及斩波电路工作状态的选择。详细给出了主要元件的计算、制作过程,以及控制参数之间的匹配和负载网路的参数匹配。功率调节的主电路采用Buck降压型基本电路结构,利用其占空比可宽范围调节的特性,实现对输出功率的调节。在控制方式上,充分利用了电流模式的动态响应快、可逐个周期进行检测的优势,设计了电流环的控制方式。对Buck电路中电感电流信号进行采样,然后与控制电压值进行比较,利用UC3842芯片,实现了对Buck电路中开关管的控制。本文制作了一台直流侧输出电流在50A~200A之间可调,直流侧输出功率在5kW~80kW之间可调的样机,以验证设计方案的可行性。实验结果表明,样机可达到设计指标的参数要求,实现宽范围的功率调节功能。因而本文提出的设计方案对于感应加热电源实现软开关控制、宽范围功率调节功能具有一定的价值。
【关键词】：感应加热 全桥 DE 类 功率调节 Buck 电流模式
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 感应加热的基本原理10-11
• 1.2 研究现状11-13
• 1.3 发展趋势13-14
• 1.4 本文的研究意义和主要任务14-16
• 2 方案设计16-29
• 2.1 技术指标16
• 2.2 逆变器网络的选择16-20
• 2.2.1 负载网络的选择16-17
• 2.2.2 DE类逆变器17-20
• 2.3 调功方式的选择20-25
• 2.3.1 直流调功20-21
• 2.3.2 逆变调功21-23
• 2.3.3 各种调功方式的比较23-25
• 2.4 主电路设计25
• 2.5 斩波器工作状态的选择25-28
• 2.6 本章小结28-29
• 3 调功电路的实现29-43
• 3.1 控制方式29-33
• 3.1.1 电压模式PWM控制技术29
• 3.1.2 电流模式PWM控制技术29-30
• 3.1.3 电流模式和电压模式的比较30
• 3.1.4 电流模式缺点的解决方案30-33
• 3.2 调功具体方案的设计33-34
• 3.2.1 PWM控制芯片UC3842的特点33-34
• 3.2.2 基于UC3842的调功方案34
• 3.3 功率开关管34-36
• 3.3.1 功率开关管的选择34-35
• 3.3.2 IGBT驱动原理35
• 3.3.3 驱动电路35-36
• 3.4 整流桥36-37
• 3.5 功率开关管37
• 3.6 续流二极管37-38
• 3.7 滤波电感38-41
• 3.7.1 滤波电感的参数选定38-39
• 3.7.2 滤波电感的制作39-41
• 3.8 滤波电容41-42
• 3.9 本章小结42-43
• 4 调功控制电路具体参数设计43-54
• 4.1 工作频率的设定43-44
• 4.2 电流取样44-45
• 4.3 斜率补偿的具体计算45-47
• 4.4 控制电压的设定47-49
• 4.5 关键参数的控制49-53
• 4.5.1 电流取样部分49
• 4.5.2 斜率补偿部分49-50
• 4.5.3 比较电压部分50-52
• 4.5.4 斩波电路等效负载52-53
• 4.6 本章小结53-54
• 5 逆变器参数匹配54-58
• 5.1 串联谐振网络54-56
• 5.2 谐振网络参数56-57
• 5.3 本章小结57-58
• 6 实验结果及分析58-65
• 6.1 PCB电路板58
• 6.2 整体样机58-60
• 6.3 驱动波形测量60
• 6.4 斜率补偿波形图60-61
• 6.5 功率调节测试61-62
• 6.6 故障分析62-63
• 6.7 项目进展情况63-64
• 6.8 本章小结64-65
• 7 结论65-67
• 7.1 论文总结65
• 7.2 论文展望65-67
• 参考文献67-69
• 附录69-70
• 个人简历70-71
• 致谢71

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本文编号：856455