一种串联谐振脉冲调制感应加热变换电路

基于串联谐振电路拓扑结构,设计了一台30 kHz/2kW的串联谐振感应加热变换电路,其主电路采用常规串联谐振的电路结构,通过采样逆变器输出电流来实现功率的闭环调节,获得了感性换流方式、脉冲频率调制(PFM)开关电源,分析了串联谐振感应加热变换电路的工作原理,给出了电路的详细设计方法和相应的实验结果。     

基于辅助谐振换流的新型ZVS-PWM升压变换器

提出了一种基于辅助谐振换流的新型ZCS-PWM升压变换器,即通过采用简单的有源辅助谐振网络实现了主、辅开关管的软开关,主开关管实现了零电压零电流开通、零电压关断,开关管电流电压应力小,辅助开关管实现了零电压零电流关断、零电流开通,特别适用于以IGBT作为开关器件的高电压大功率场合.以其在Boost变换器的应用为例分析了它的工作原理、软开关实现条件,给出了谐振参数的设计方法,该软开关设计思想可以推广到其他基本的DC-DC变换器中.制作了一台使用IGBT的3 kW-16 kHz的实验样机,通过仿真和实验验证了该变换器的有效性.     

基于ARM的数字化感应加热电源的研究

针对目前中频感应加热电源模拟控制的不足,本文提出一种用ARM LPC2103微控制器来实现复合PID控制策略的数字化感应加热系统.在对数字化感应加热系统的主回路和数字控制电路进行分析和设计的基础上,本对其控制算法就行了设计.通过在MA下LA日/SIMULINK建立仿真模型进行感应加热电源的仿真和频率跟踪分析,本文验证了这种基于ARM的数字化感应加热电源的可行性和有效性.     

基于无源辅助谐振换流的新型软开关变换器

提出了一种无源辅助谐振换流新型软开关变换器.即通过采用简单的无源辅助谐振网络实现了开关管的软开关,开关管电压电流应力小,解决了输出二极管反向恢复问题.特别适用于以IGBT作为开关器件的高电压大功率场合.本文以其在Boost变换器的应用为例分析了它的工作原理,软开关实现条件,给出了谐振参数的设计方法,该软开关设计思想可以推广到其它基本的DC-DC变换器中.制作了一个使用IGBT的5 kW-20 kHz的实验样机,通过仿真和实验验证了该变换器的有效性.     

一种离网型风力发电系统的不平衡控制策略

研究一种不平衡负载下离网型双馈电机的定子端与转子端变换器协调控制策略.在系统数学模型的基础上,对转子端变换器提出了一种直接电压控制方案,为了提高系统的动态响应和鲁棒性,设计了一种基于扩张状态观测器的转子电流控制方案,即通过扩张状态观测器估计系统总扰动,并以前馈方式消除该扰动.针对负载不平衡问题,通过在定子端采用三相四脚变换器对定子电流的零、负序分量进行补偿,消除了不平衡负载对双馈感应电机的不利影响,改善了发电系统的电能质量.为了减少控制器的计算负担,对定子端变换器交流侧的电流采用比例-谐振(PR)控制,有效地避免了繁琐的正、负序分离计算,简化了控制算法.仿真和实验结果验证了该方案的正确性及可行性.     

直流微电网中双向LLC谐振型变换器的研究

直流微电网中的DC-DC变换器可以实现直流侧到直流侧的能量转换,而作为隔离型DC-DC变换器中最典型的一种,LLC谐振型变换器在实现能量传递的前提下,同时也可以实现软开关,提高变换器的效率.针对一种双向LLC谐振型变换器进行研究.变换器的整流侧和交流侧均采用全桥结构,通过谐振网络连接.同时对变换器的工作原理、增益特性进行分析,提出一种移相控制策略来调节增益大小,使变换器正向、反向工作状态下都能实现输入电压的宽范围调节.最后采用PSIM软件搭建仿真.仿真结果显示,该电路可以在实现软开关的同时也可以保持输出电压的稳定,并且正向、反向满载空载工作时都可以实现输入电压的宽范围调节.证明了设计结构及方法的可行性.     

LCC谐振软开关技术在感应加热电源中的应用

在传统感应加热串联谐振模式的基础上,提出了一种新型串并联谐振模式,即LCC谐振电路。通过在电路中增加一个并联谐振元件,解决了串联谐振模式输出电压受限于输入电压的问题,避免高频负载匹配变压器的使用,缩小了感应加热电源的体积和重量,对LCC谐振模式的电路结构进行详细分析和参数选择,通过仿真验证了该谐振模式的可行性和参数设计的正确性,并通过设计使开关器件工作于零电压软开关模式,解决了高频化所带来的开关损耗大和开关器件应力大等问题。     

基于NCP1396的LLC半桥型谐振变换器

为解决开关电源的高效率、低损耗、EMI小等问题,将LLC半桥型谐振技术应用到开关电源中。在整个工作范围内,LLC半桥型谐振变换器实现了零电压转换(ZVS),减小了开关损耗。介绍了LLC半桥型谐振变换器的工作原理,提出了一种以NCP1396为控制芯片的开关电源的设计方法,并进行了实际试验。实验结果表明,提出的设计方法能够实现零电压转换,有效地提高了开关电源的效率。     

一种新颖的超高频感应加热电源

通过对软开关技术的研究,提出了一种全新的双管LLC谐振负载电路拓扑,解决了传统感应加热过程中高频条件下开关损耗的问题.采用电感电流反馈控制,并加入电路保护环节进行保护,提高了电源的可靠性.该方案简单新颖,易于实现.实验结果有效地验证了理论分析,该电路可以实现零电压开通,提高电源的工作频率.     

基于移相控制的高频感应加热电源的研究

随着大功率半导体器件的发展,高频感应加热电源的研制已取得了很大的进展。基于PWM移相控制原理,对20 kW/100 kHz的高频感应加热电源进行了整体设计。电源主电路采用全桥串联谐振逆变器,以MOSFET为逆变器的功率器件。同时给出了移相功率控制电路、驱动电路以及频率跟踪电路等的实现方法,并且用PSpice进行了仿真验证。     

超高频E类逆变电源的新型控制方法及仿真研究

以传统的E类高频功率放大电路为基础,提出了应用于高频感应加热电源的有源箝位E类逆变电源的一种新型控制方法。对有源箝位E类逆变电路的工作原理、控制电路、驱动电路等问题进行了研究,并给出了仿真结果与结论。     

Hyperthermia applicator based on a reentrant cavity for localized head and neck tumors

A new applicator based on a reentrant cavity is proposed for treating localized tumors such as those of the head and neck. In order to effectively heat the localized tumor without causing dissipation of heat into the surrounding normal tissues, the electric field must be localized over the target region. Although a small applicator may produce an appropriate localized electric field, the higher resonant frequency due to downsizing of the equipment results in very poor heating distribution; this occurs due to the changes in electric permittivity and conductivity consequent upon an increase in the resonant frequency. In this article, we introduce a method for reducing the resonant frequency by inserting a dielectric material into the applicator; the efficacy of this method has been determined by calculating the electromagnetic field and heating distribution with the help of the finite element method. By using the proposed applicator, a reduction in the resonant frequency and localized heating over spherical regions 100 mm in diameter can be achieved.     

基于IGBT中频感应加热电源的研究

中频电源已广泛应用于工业加热领域。结合实际讨论了一种新型晶闸管感应加热电源主电路结构及工作原理,该电源采用成熟的变频技术,由全控型器件构成串联谐振式逆变电路,解决了工频加热效果差和浪费电能等问题,具有功率调节范围宽,频率变化小的优点,适用于中小功率系统。     

超高频感应加热电源逆变器负载拓扑的研究

针对兆赫级超高频感应逆变器中器件开关损耗大和感应加热负载变化大等问题,引入了一种新颖的双管超高频谐振逆变器,该谐振逆变器能够很好地处理兆赫级逆变电源电路上的寄生电感和寄生电容对电路的影响,实现了开关管零电压关断、零电流零电压开通,能极大地减少开关管的开关损耗;分析了该拓扑在负载为感性、阻性、容性条件下逆变器的工作状态以及该拓扑在4种经典逆变器负载条件下零电压软开关的状态和范围。最后,以LLC逆变器负载设计了1 MHz谐振逆变器的样机。研究结果表明LLC逆变器负载更适合该谐振逆变器。     

Eliminating weldlines of an injection-molded part with the aid of high-frequency induction heating

High-frequency induction is an efficient way to heat mold surface by non-contact electromagnetic induction. It has been recently applied to injection molding because of its capability to heat and cool mold surface rapidly. This study applies high-frequency induction heating to eliminate weldlines in an injection-molded plastic part. To eliminate or reduce weldlines, the mold temperature at the corresponding weld locations should be maintained higher than the glass transition temperature of the resin material. Through 3 s of induction heating, the maximum temperature of 143 °C is obtained on the mold surface around the elliptic coil, while the temperature of the mold plate is lower than 60 °C. An injection molding experiment is then performed with the aid of induction heating, and the effect of induction heating conditions on the surface appearance of the weldline is investigated. The weldline on the heated region is almost eliminated, from which we can obtain the good surface appearance of the part.     

Development of roll-to-roll hot embossing system with induction heater for micro fabrication

In this paper, a hot embossing heating roll with induction heater inside the roll is proposed. The induction heating coil is installed inside a roll that is used as a heating roll of a roll-to-roll (R2R) hot embossing apparatus. Using an inside installed heating coil gives the roll-to-roll hot embossing system a more even temperature distribution on the surface of the heating roll compared to that of previous systems, which used an electric wire for heating. This internal induction heating roll can keep the working environment much cleaner because there is no oil leakage compared to the oiled heating roll. This paper describes the principles and provides an analysis of this proposed system; some evaluation has also been performed for the system. A real R2R hot embossing heating roll system was fabricated and some experiments on micro-pattering have been performed. After that, evaluation has been performed on the results.