基于SiC MOSFET的高频感应加热电源关键技术研究

发布时间：2017-05-23 08:08

  本文关键词：基于SiC MOSFET的高频感应加热电源关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：Si C MOSFET是一种刚投入市场工业应用还未成熟的半导体器件,虽然Si C MOSFET一经问世就受到了广泛关注,但其在实际工程应用中的的开关特性、静态特性及功率损耗等表现还有待进一步明确验证,在工程实践前采用仿真软件对其电源电路工作特性、效率等进行分析和评估是极为必要的。为了给下文的超高频感应加热电源关键技术研究奠定坚实基础,本文通过对Si C MOSFET的内部电路结构、关键参数的研究,以厂家提供的内部模型程序为基础对其结构及关键参数进行优化改进,采用PSpice仿真软件建立Si C MOSFET的精确模型,模型中引入温控电压源、电压控制开关、具有精确数学函数关系的电阻、电容等PSpice子电路对Si C MOSFET关键参数的设置进行优化改进,使模型可精确仿真器件的实际工作特性。并搭建动、静态特性实验平台对模型的正确性、有效性进行验证。为将Si C MOSFET进一步应用于工程实践,验证其工业推广价值,本文着重分析研究了高频感应加热电源设计中的整流器的拓扑结构、逆变器的拓扑结构、槽路选择、控制技术中的调功方式等关键技术。为了保证Si C功率MOSFET能可靠驱动触发,专门从驱动芯片的选择、驱动路径的优化、电气隔离和驱动保护等方面研究设计了高可靠性、强驱动能力的驱动电路。并且最终给出了电源系统整体控制方案,完成器件计算选型等硬件电路的设计,最后搭建一台感应加热电源的实验样机,对文中提出的设计方案进行实验验证。
【关键词】：Si C MOSFET PSpice仿真模型 高频感应加热电源 驱动电路
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM924.01;TN86
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题研究背景及意义9-12
• 1.1.1 课题研究背景9-11
• 1.1.2 课题研究意义11-12
• 1.2 SiC MOSFET的研究现状12-14
• 1.2.1 SiC MOSFET的器件研发12-13
• 1.2.2 SiC MOSFET的高频应用13-14
• 1.3 本文的主要研究工作14-16
• 第2章 SiC MOSFET的建模16-25
• 2.1 MOSFET基本建模方法介绍16-17
• 2.2 SiC MOSFET等效电路及建模17-24
• 2.2.1 SiC MOSFET静态特性关键参数建模及实验18-20
• 2.2.2 SiC MOSFET动态特性关键参数建模及实验20-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第3章 固态高频感应加热电源关键技术分析25-41
• 3.1 谐振整流器的拓扑结构25-26
• 3.2 谐振逆变器的拓扑结构26-28
• 3.3 负载谐振槽路的拓扑结构28-33
• 3.4 固态高频感应加热电源的功率调节方式33-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第4章基于SiC MOSFET的高频感应加热电源设计41-56
• 4.1 硬件电路设计41-43
• 4.1.1 电源系统结构41-42
• 4.1.2 整流电路参数分析与选择42-43
• 4.1.3 逆变电路参数分析与选择43
• 4.2 SiC MOSFET驱动电路设计43-52
• 4.2.1 SiC MOSFET导通过程分析及驱动要求44-46
• 4.2.2 驱动板主电路设计46-47
• 4.2.3 信号检测电路与保护电路设计47-49
• 4.2.4 驱动实验与分析49-52
• 4.3 采用SiC MOSFET的高频感应加热电源实验52-55
• 4.3.1 触发脉冲的实验波形52-53
• 4.3.2 死区时间实验波形53-54
• 4.3.3 实验样机负载侧的电压电流实验波形54-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第5章 总结与展望56-58
• 5.1 全文工作总结56-57
• 5.2 展望57-58
• 参考文献58-62
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果62-63
• 致谢63

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本文编号：387313