基于PDM高频感应加热电源的研究与设计

发布时间：2017-11-08 18:35

  本文关键词：基于PDM高频感应加热电源的研究与设计

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【摘要】：感应加热电源与传统的加热方式相比,具有高效、绿色、可靠、加热快、易实现控制等优点。现已广泛应用于国民经济中工业冶金、机械制造、食品及医药行业等多个领域。本文以基于脉冲密度调制(PDM)的高频感应加热电源主要研究对象。论文在开始部分分别叙述了感应加热技术的基础理论,发展现状及趋势。论文之后又对感应加热的两种谐振方式进行了比较说明。根据本文中电源高频化及需要频繁启动的特点,确定串联谐振方式为所设计的高频感应加热电源的逆变拓扑结构。之后又分别介绍了几种应用于串联谐振逆变电路中的功率调节方式的原理,通过总结,并结合本设计的实际需要,采用PDM作为本设计的功率调节方式。文中重点对串联谐振逆变拓扑结构的三种工作状态进行了详细的分析,通过对比分析,确定串联谐振逆变器的最佳工作状态为弱感性和纯阻性。根据设计需要,对主电路中的各个主要元器件给出了计算和选取规则,并且给出了匹配变压器、电流互感器等元器件的详细计算和制作过程。按照设计指标,本课题选择了SG3525芯片,并根据SG3525的同步端,实现了同步控制及频率跟踪,同时又对扫频电路、保护电路和驱动电路进行了计算设计。由于采用传统硬开关调功方式的逆变电源的开关损耗较大,在本课题中设计的系统采用软开关调功,并通过合理设置死区时间,使功率MOS管工作在零电压开通(ZVS)状态。文中通过分析各时间段内功率管工作情况,设计了一种零电压开关准谐振变换器ZVS-QRCs(Zero-Voltage-Switching-Quasi-Resonant)。文中最后部分给出了主控电路及驱动电路的原理图。通过仿真和实验验证,结合各部分的实验调试波形,得出该PDM高频感应加热电源各部分均能达到预期设计指标,逆变器达到了软开关的工作状态,系统的开关损耗得到了很大程度上的降低,整机效率显著提高。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM924.01;TN86

【参考文献】

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本文编号：1158345