IGBT高频感应加热电源的研制

以IGBT为开关元件,研制了15kW高频感应加热电源。对该电源的逆变电路、控制电路、驱动电路等进行了研究。实验结果表明:并联谐振逆变电路开关器件上流过的电流小,开关损耗低,电路简单,容易控制,适用于小功率感应加热电源。     

基于DSP低Q值感应加热电源的研究

为了增加感应加热电源的炉壁厚度及提高输出功率,本文提出了一种新型低Q值感应加热电源,采用Buck斩波电路来调节电源的输出功率,通过改变Buck电路的占空比D来改变C2两端的电压值,从而调整逆变器的输入电压,使电源的输出功率恒定;控制系统采用TI公司的TMS320F28335作为控制芯片,控制功率开关管的导通与关断,使电源能够恒定功率输出,并且实现自动变频功能,提高感应加热电源的工作稳定性.实验结果表明,当感应线圈直径不变时,炉胎的炉壁越厚,内径越小,感应线圈与被加热金属的互感系数越小,系统的无功能量增加;低Q值感应加热电源可以把其内部更多的无功能量转换成有功能量,并且炉壁越厚,输出功率越大.该研究提高了电源的输出功率,解决了传统感应加热电源无法加厚炉壁的缺点.     

高频感应加热电源相位跟踪系统

针对感应加热电源工作在高频状态时,存在相位跟踪困难、工作功率小和工作状态不稳定等问题,采用基于TMS320F2812的高频感应加热电源的相位跟踪方法,使负载等效阻抗时刻处于弱感性状态,解决了感应加热电源工作在高频状态所遇到的问题.设计了功率MOSFET的驱动电路、电压和电流相位信号的采集与处理电路,给出了TMS320F2812处理负载电压相位信号和电流相位信号的方法和产生移相PWM信号的方法,最后搭建实验平台进行了实验验证.实验结果表明,所设计的相位信号处理电路能够快速稳定地向TMS320F2812发送电压和电流的相位信号,且延迟小;TMS320F2812可以生成移相PWM信号,其移相范围大、工作稳定.     

一种快速起振中频电源的研究

中频电源是感应加热领域常用的一种设备。传统的中频电源采用扫频方式起振,其一次起振成功率不高,特别当负载变化时容易引起停振现象。针对这些问题,本文提出了一种半桥串联谐振快速起振中频电源电路。电路自动捕捉负载谐振频率,使系统自动进入谐振工作状态。通过对半桥串联谐振逆变器电路的分析、计算,再通过工作电路的实际测试,表明该设计可以满足快速稳定起振要求,且当负载变化时也能稳定工作。     

解析PRT自激励振方式CRC软开关变换电源技术

阐述了正交型变压器自激励振方式电流谐振型软开关变换电源技术.重点解析了CRC的电感控制、开关变换频率控制、电流串联谐振频率控制这3种典型控制方式和新型复谐振型软开关变换电源.说明了新型自激励振方式软开关变换电源所采用的3种新技术,即超小型PRT和小型PIT、开关变换驱动电路、双BJT和控制模块.     

全桥移相软开关IGBT弧焊逆变电源设计

针对普通的PWM控制的弧焊逆变器,在高频情况下会产生很大的开关损耗,影响电源的可靠性问题,提出了功率管利用谐振电感和谐振电容的谐振,在零电压下开通或关断。来减小开关损耗的方法。设计了采用IGBT作为开关元件的软开关弧焊电源,实现了移相控制的电压软开关桥式逆变电路和采用电流传感器的电流反馈系统及驱动电路,试验结果证实了该电路具有开关损耗低,可靠性高的优点。     

感应加热电压型逆变器负载匹配的研究

对感应加热电压型逆变器LLC谐振回路特点进行了简要分析,为了解决MOSFET构成的单向全桥逆变器在LLC负载品质因数Q值较低时,开关器件工作角度较大,损耗增加的问题,提出了一种适用于高频感应加热电压型逆变器的新型LCLC负载谐振匹配方案。该方案通过加入附加电容Cs,减小了逆变器输出电压和输出电流间的相位角,从而降低开关损耗,提高电源输出功率。对该拓扑结构的谐振特性和负载输出功率进行了理论分析,最后通过实验验证了理论分析的正确性。     

高频逆变电源新型软开关调功策略的研究

详细分析了有限双极性控制策略应用在高频感应加热电源的软开关工作过程,理论上计算出有限双极性控制调节功率大小与电路中超前桥臂占空比的关系,并以TMS320F2812为平台进行了系统整体设计,实现功率调节、软开关控制和频率跟踪,提高了装置的效率与灵活性,并将控制方法进行验证。结果证明了此控制策略的可行性与合理性,在整个功率调节范围内实现了开关管的软开关,降低开关管的开关损耗。     

感应加热谐振电路新拓扑模型研究

为了降低电压型逆变器在高频感应加热电源应用中功率器件上的电流和功耗，提出了一种适用于高频大功率感应加热的新型电感-电感-电容（LLC）谐振拓扑。在拓扑中增加电感，使电源和负载隔离，通过调节负载电流大小来降低功率器件上的功耗；同时去掉高频功率匹配变压器，减小电源的体积和重量，并提高电源效率。给出了该拓扑的谐振特性和各参数设计准则，并根据拓扑特性和系统要求设计了新的锁相环（PLL）控制系统。仿真和实验结果表明，这种拓扑相对于传统的谐振拓扑更能满足高频大功率应用环境的要求。     

多媒体无线设备感应充电装置设计

感应充电电源是通过电磁波进行电能传输的装置,其包括高频激发和接收两个部分．文中以推挽式电路结构为原型,设计了感应充电装置,并利用耦合感应器的漏感与串联补偿电容实现串联谐振．控制电路中采用了脉宽调制芯片与单片机技术,完成了感应充电谐振点频率的跟踪与输出功率的稳定控制．这样克服了松耦合变压器的漏感大,耦合系数随着耦合的松紧而实时改变,电磁干扰大,变换器效率低等缺点．经实验验证,在24V交流电源供电下,初级次级线圈耦合的距离从2mm至100mm都能完成充电控制,结果表明该装置及其控制方法具有好的推广价值．     

基于Buck拓扑全桥逆变器主电路的研究

高频开关电源随着开关频率的提高,开关损耗成为影响电源效率的主要因素。笔者在探讨开关电源软开关实现技术的基础上提出了Buck拓扑的高频电源SCR全桥谐振逆变器主电路模型,同时给出了其控制策略。通过逆变器主电路模型主要工作点仿真波形分析,证明了该Buck拓扑的SCR全桥谐振逆变器的可行性。该电路利用全控电力开关管电流过零时的自然关断特点实现了功率可调的SCR全桥谐振逆变器在零电流下关断的软开关技术。     

高频感应加热电源系统设计

针对感应加热电源在小型工件的热处理和焊接等工业加工技术方面,存在功率不集中、输出频率较低和工作状态不稳定等问题,设计了一台1 MHz/5 k W的高频感应加热电源.给出了整流滤波电路、全桥逆变电路、信号处理电路、隔离变压器等的设计过程和相应的硬件电路图.构建了感应加热电源闭环控制系统的仿真模型.通过仿真验证了所提出的基于模糊控制算法的移相调功(pulse skip modulation,PSM)和调频调功(pulse frequency modulation,PFM)双闭环控制的有效性.搭建实验平台,完成了信号处理电路检测及光耦实验,并对实验数据进行曲线拟合并分析得出误差百分比低于5%,从而验证了硬件电路设计的合理性.     

分时控制MOSFET固态高频感应加热电源研究

研究了一种采用分时控制方法的MOSFET固态高频感应加热电源,电源输出频率是功率器件工作频率的n倍(采用n个桥分时工作)。利用MATLAB/SIMULINK实现了分时控制的仿真,分析了分时控制的工作状态,对器件功耗进行了理论推导,并对如何实现分时控制进行了介绍,且根据仿真画出了并行控制和分时控制2种控制方式下MOSFET器件损耗的曲线图。仿真结果表明分时控制在实现固态感应加热电源的高频化方面优于并行控制。     

IGBT串联谐振感应加热电源的仿真研究

本文主要进行串联谐振式IGBT感应加热电源的仿真研究 ,重点探讨不同性质感应加热负载对串联谐振逆变电路所产生的影响 ,得出感性负载更适合自关断器件构成的串联谐振逆变回路。     

新型弧焊电源的研制——集成控制可控硅逆变弧焊电源

本文介绍了以半桥串联逆变谐振电路为基础，利用快速可控硅作开关原件，制造的新型可控硅集成逆变弧焊电源的方法。在控制系统上采用集成控制，通过理论分析与试验结果论述了触发脉冲产发生过程及空载电压的建立方式，使该电源具有高效，节能，节材，恒流静特性和动特性好等优点。     

全固态高频感应电源的研究

对高频感应加热电源的逆变器的拓扑结构及其驱动控制电路、功率调整电路及其控制电路、保护电路等进行了分析设计，采用锁相环技术自动进行频率跟踪，使整机能高效率的工作；制作了2KVA/100KHz用于蒸镀法的电源，文中给出了部分具体电路和输出波形。     

IGBT中联谐振感应加热电源的仿真研究

本文主要进行串联谐振式ＩＧＢＴ感应加热电源的仿真研究,重点探讨不同性质感应加热负载对串联谐振逆变电路所产生的影响,得出感性负载更适合自联断器件构成的串联谐振逆变回路。     

多能源集成的四端口高频逆变器控制策略研究

为实现多种能源端口集成,提高逆变器的功率密度,提出了一种四端口高频逆变器电路结构和控制策略.该逆变器通过DC/HFAC/LFAC两级变换,采用脉冲密度调制(PDM)技术,消除了高频脉冲电压低次谐波,并实现了零电压开关.首先提出了逆变器电路结构,分析了PDM控制工作原理和电路工作模态,然后给出了逆变器电路控制实现方法,最后进行了Matlab/Simulink仿真验证.仿真结果证明了该逆变器控制策略的正确性     

一种大功率石油传输管道加热系统

针对高寒地区石油传输管道存在管道结蜡、石油凝结和输送效率低等问题,设计了一种中频加热电源.依据电磁感应原理,在分析系统原理的基础上设计了控制电路的结构,给出了整流滤波电路、半桥逆变电路、防浪涌保护电路等的设计过程和相应的硬件电路图.建立了比例积分微分(proportional integral derivative,PID)温度控制系统模型,并阐述了系统功率和加热温度的控制方法 .依据电路结构推导出了电路的参数,编写控制程序确定系统模型的参数.通过搭建硬件电路实现了最大输出功率20 k W、频率25 k Hz的感应加热电源,从而验证了系统设计的合理性.     

串联谐振高频链用于小功率稳压电源的关键技术

针对传统Delta逆变器式交流稳压电源所含工频变压器体积重量大、噪声高,以及市电受污染、用户端小功率用电设备受市电质量影响大等问题,利用串联谐振电流型高频链逆变电源在高质量输出电压、全程软开关等方面的优势与Delta逆变技术在改善市电、提高用户负载端电能质量上的优越性,提出将串联谐振高频链结合Delta逆变技术用于小功率稳压电源;然后根据该稳压电源的工作原理与控制方法,给出了其对市电电压波动和所含谐波补偿的公式推导;最后在Matlab/Simulink环境下搭建仿真实验平台.仿真结果表明,该稳压电源不仅减小了设备体积和重量,提高了系统效率,还可对市电电压波动和所含谐波进行补偿,实现了在小功率场合下用户负载端电能的高质量输出.