直接AC-AC变换器在感应加热中的应用研究

发布时间：2017-10-19 12:02

  本文关键词：直接AC-AC变换器在感应加热中的应用研究

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【摘要】：随着科技的进步以及电力电子技术的发展,以碳化硅(SIC)为主的第三代半导体材料制作的电力电子器件正逐渐走向商用。其高的操作温度及开关频率,高的耐压等级,短的开关时间和低的通态损耗。为感应加热电源新拓扑的设计提供了可能。感应加热技术的发展,要求高输出功率水平同时减少外围电路,适应大的负载变换和降低成本。经典的解决方案是AC-DC-AC组合,但效率和成本仍有改善空间。本文提出一种直接AC-AC变换器,以减少元件的数量,降低成本,提高可靠性,并提高效率。提出的变换器是电压源串联谐振变换器,通过文中的调制策略可以实现线性输出功率控制,减少控制复杂性。此外,该变换器在导通和关断过程中实现软开关,进一步提高了效率。采用Saber仿真及样机制作,对一个2.6KW的变换器进行了验证,仿真和实验结果验证了方案的可行性和预期的性能。
【关键词】：感应加热 谐振变换器 软开关
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM46
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 课题研究的背景9-10
• 1.2 感应加热的基本原理10-11
• 1.3 感应加热电源的国内外发展现状及趋势11-12
• 1.3.1 感应加热电源的国内外发展现状11-12
• 1.3.2 感应加热电源的发展趋势12
• 1.4 本文研究的主要内容12-14
• 2 感应加热电源拓扑及调功方案分析14-29
• 2.1 串并联谐振电路分析14-17
• 2.1.1 串联谐振电路的原理分析14-15
• 2.1.2 并联谐振电路的原理分析15-17
• 2.1.3 串并联谐振特性比较17
• 2.2 传统AC-DC-AC拓扑及调功方式分析17-22
• 2.2.1 传统AC-DC-AC拓扑分析17-20
• 2.2.2 传统AC-DC-AC拓扑的调功方式20-22
• 2.3 传统AC-AC拓扑及调功方式分析22-29
• 2.3.1 矩阵式AC-AC变换器的拓扑分析23-27
• 2.3.2 矩阵式AC-AC变换器的调功方式27-29
• 3 所提直接AC-AC变换器的原理分析29-39
• 3.1 所提直接AC-AC变换器拓扑分析29-31
• 3.2 所提直接AC-AC变换器的理论分析31-34
• 3.3 所提直接AC-AC变换器的功率分析34-36
• 3.4 所提直接AC-AC变换器的效率分析36-39
• 3.4.1 通态损耗36-37
• 3.4.2 开关损耗37-39
• 4 所提AC-AC变换器的调功分析39-48
• 4.1 调功方式分析39
• 4.2 DSP芯片方案选择39-40
• 4.3 电流调节器设计40-45
• 4.3.1 PID控制的基本理论40-42
• 4.3.2 PID算法数字化42-44
• 4.3.3 增量式PID电流调节的实现44-45
• 4.4 限相电路设计45-48
• 5 变换器的硬件电路设计48-52
• 5.1 硬件电路主体方案48
• 5.2 主要技术参数48-49
• 5.3 主电路元器件选型49-51
• 5.3.1 滤波电路的设计49
• 5.3.2 谐振槽路参数选择49-50
• 5.3.3 碳化硅二极管及IGBT选型50-51
• 5.4 驱动电路的选择51-52
• 6 仿真及实验波形分析52-58
• 6.1 电路仿真分析52-53
• 6.2 实验验证53-58
• 7 结论58-59
• 参考文献59-62
• 作者简历62-64
• 学位论文数据集64

【参考文献】

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本文编号：1060976