基于固态变压器的同步双频感应加热电源研究

同步双频感应加热电源在加热齿轮等复杂工件时具有良好的工艺性。目前提出的同步双频感应电源拓扑都具有整流部分,但电网中存在固态变压器时,可以通过固态变压器实现整流,无需传统拓扑的整流部分。基于固态变压器提出一种新型的同步双频感应加热电源拓扑,当电网中存在固态变压器时可省去传统拓扑中的整流部分,且具有减少谐波对电网污染、电气隔离等优点,给出了各部分控制方式,允许完全控制中频和高频逆变谐振槽路的输出功率和频率,设计了双频谐振网络参数,搭建了实验样机,分别对中频和高频槽路不同输出功率比例进行实验,验证了所提拓扑的可行性。     

钢丝热处理用大功率高频感应电源的研制

介绍一种钢丝热处理用的高频感应加热电源。该电源采用新型的频率跟踪法，有效地克服了不同规格钢丝加热过程中负载参数变化对输出电流的影响，使主功率开关始终工作于准零电流状态。设计制作了30kHz／50kw的高频感应热处理电源，它具有热处理速度快、钢丝品质可控、生产过程连续、效率高、体积小等特点。     

单逆变桥双频感应加热电源的数字化逆变控制

在对齿轮等具有凹凸结构的金属工件的感应加热淬火中,同步双频感应加热具有加热均匀、效率高、成本低等优点。在单逆变桥同步双频感应加热电源的电路结构基础上设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的逆变控制系统,实现了数字锁相环、数字化正弦脉宽调制(SPWM)的模块设计,进行了理论分析和仿真研究。并在MOSFET高频感应加热电源搭建的实验平台上,对开环电路和闭环电路分别进行试验,验证了逆变数字化控制策略的正确性和可行性。     

基于多电平逆变器的高频感应加热电源若干问题的研究

由于功率金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)电压容量等级较低,为实现高频感应加热电源的大功率输出,对基于多电平变换技术的串联谐振电压源逆变电路在感应加热电源中的应用问题进行了研究.给出了一种带无源无损吸收电路的多电平逆变拓扑结构以及吸收电路的参数设计方法,实现了逆变电路中二极管反向恢复现象的抑制及功率器件开关条件的改善;通过对逆变电路死区工作过程的分析,确定了逆变电路的信号触发方式,解决了负载电压二次换向及电压波形的调整问题.通过工作频率为500kHz的感应加热电源的仿真和实验结果,验证了研究工作的可行性及正确性.     

单桥"寄生中频"双频感应加热电源的研究

感应加热技术如今已经广泛应用在工业领域中,对于齿轮这种复杂的工件,采用双频感应加热技术可以使得齿轮表面加热均匀,硬度高。研究了一种新型的同步双频感应加热技术,采用高频电源"中频寄生"的方式产生双频,从而实现对齿轮的加热。主要分析了单逆变桥的复合谐振网络以及"寄生中频"产生的原理,利用Saber仿真软件进行电路的搭建与仿真。最后搭建实际电路进行验证,通过示波器测得稳定的双频电流波形,从而验证了单逆变桥"寄生中频"双频感应加热技术的可行性。     

一种新型高频感应加热用驱动和保护电路

研究了一种电压型高频感应加热电源用MOSFET驱动电路,它结合IXDD414CI驱动芯片进行设计,结构简单、工作频率高、成本低、易实现、可靠性好、抗干扰能力强。用于400kHz/10kW的MOSFET感应加热逆变电源中,给出的实验结果证明驱动波形良好,能保证功率MOSFET安全、可靠地运行。     

一种新型高频感应加热用驱动、保护电路

本文研究了一种电压型高频感应加热电源用MOSFET驱动电路,它结合IXDD414CI驱动芯片进行设计,结构简单、工作频率高、成本低、易实现、可靠性好、抗干扰能力强。可用于400kHz／10kW的MOSFET感应加热逆变电源中。实验结果证明,电路驱动波形良好,能保证功率MOSFET安全、可靠地运行。     

断一代IST超音频感应加热变频电源

在单晶拉制、弯管、淬火等热加工场合,需要安静的加热环境。将感应加热电源的输出频率提高至超音频(18kHz以上)是消除噪声的有效措施。以新型电力电子器件IGBT构成的IST系列超音频感应加热电源,其工作频率范围为8～50kHz,跨越音频至超音频两个频段,具有加热效率高,速度快的特点,尤其适合于薄壁工件的加热及金属表面的热处理。IST系列超音频感应加热电源的主电路为AC-DC-AC电压型串联谐振式电路。IST超音频感应加热电源的主电路如图1所示。图中IGBT元件V5、V6构成二重式斩波电路,他们各自工作于9kHz,工作相位差180°时,合成为18k…     

模糊控制在感应加热电源调功中的应用研究

在比较各种感应加热电源功率调节方式的基础上,介绍了一种基于模糊控制的移相调功方式.研究了模糊控制技术在感应加热电源调功中的应用.与传统的控制策略相比,模糊控制具有不依赖控制对象精确的数学模型,较强的鲁棒性,控制方式简便等优点.采用高速IGBT开关器件设计了一台10 kW/30 kHz的感应加热电源样机.试验结果表明,该样机可获得良好的动态特性,具有稳态精度高,功率调节范围宽,工作稳定可靠的优点.     

倍频式IGBT高频感应加热电源的研究

倍频式感应加热电源负载输出频率为功率开关管工作频率的二倍，且功率开关器件工作时具有软开关特性，在需要高频应用的场合很有意义。文中以IGBT来实现倍频式高频感应加热电源，比较了不同频率比下的电路工作状态，得出电路工作在断态下更适合电路功率调节的结论。详细分析了断态下电路工作状况，得出直流等效电阻与交流负载等效电阻的关系，并给出了选取电路参数的经典方法。根据该方法设计了一台样机，通过实验验证了理论分析及参数选取方法的正确性。     

超音频电源IGBT驱动脉冲重合时间的控制

IGBT并联式逆变超音频感应加热电源负载适应性强,频率可达70kHz,功率可达几百千瓦,现已在很多场合取代了SCR中频电源,广泛应用在感应加热领域.主要简述了IGBT并联式逆变器的工作原理,IGBT驱动脉冲重合时间的控制,以及重合时间不足或太长所引发的问题.     

时间分割式IGBT高频感应加热电源的研究

研究了一种采用时间分割控制方法的IGBT高频感应加热电源。该方法充分利用了IGBT器件的高压大容量器件特性,使采用IGBT替代功率MOSFET制作高频大容量感应加热电源成为可能。采用这种控制方式的高频大功率电源电路结构简单、控制方便,电源的输出频率可以得到极大的拓展,具有很好的应用前景。     

SIC MOSFET在感应加热电源中的应用

目前,感应加热电源技术主要朝着大功率、高频率和智能化控制技术的方向发展。然而,随着逆变开关频率的提高,功率器件的开关损耗随之增加。具有高临界雪崩击穿电场强度、高热导率、小介电常数等突出优点的宽禁带半导体材料SiC MOSFET的应用为这一问题的解决提供了理想的方案。本文详细研究了感应加热电源逆变器的设计、SiC MOSFET器件的驱动电路以及电源的功率扩展等问题;开发出了频率超过800 kHz,单逆变桥功率超过50k W的新型感应加热电源;通过并桥处理,电源单机容量可达200 kW,在一定程度上填补了将新型SiC MOSFET器件应用于感应加热领域的空白。     

新型Buck-Boost变换器在感应加热电源中的应用

针对传统感应加热电源中直流斩波环节开关损耗大、调压范围窄的缺点,提出一种新型的Buck-Boost软斩波电路,通过增加辅助开关管和谐振元件实现了主开关、辅助开关和主续流二极管的软开通和软关断。这里以180 kHz高频感应加热电源为研究对象,逆变侧采用基于IGBT倍频的单相桥式逆变电路,使输出频率为逆变器频率的两倍,逆变器输出匹配串联谐振负载。此处详细分析了新拓扑结构的工作过程,并通过实验证明了分析和设计的正确性和可行性。     

基于双频逆变拓扑结构的臭氧发生器电源研究

文章将成熟应用于感应加热电源的双频逆变拓扑结构运用于负载成容性的臭氧发生器电源，提出了一种新的多频臭氧发生电源，研究了这种电源的工作原理和电路的工作模态，通过对电路稳态工作过程波形的推导，得出了臭氧发生器介质层电压以及放电功率的表达式，并给出了仿真结果。     

二极管钳位型逆变器双频感应加热电源的解耦控制

单逆变器同步双频感应加热电源的输出信号存在严重的耦合问题,为实现双频输出信号的单独调节,文中研究了二极管钳位型逆变器双频输出信号的解耦控制问题。基于逆变器电平非叠加式输出信号的谐波分布特点,提出了采用前馈补偿方法进行输出双频信号的解耦控制。设计了实现解耦控制的前馈补偿器,以逆变器触发角的取值要求为求解约束条件,进行了解耦控制前馈补偿器的分析计算,给出了解耦控制变量的参数取值范围。数值仿真、电路仿真及实验结果验证了文中二极管钳位型逆变器双频信号解耦控制设计的有效性,采用设计的前馈补偿器实现了对双频输出信号的单独调节。     

SiC MOSFET高频感应加热电源系统研究

采用新型功率开关器件SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),利用多器件并联和多逆变桥并联的扩容方式完成了800 kHz/150 kW高频大功率感应加热电源的系统研制。设计了易实现且实用性较强的SiC MOSFET驱动电路,提出带延时补偿调整的锁相控制策略,并对直流过流检测保护电路和失锁检测保护电路进行了设计。试验结果表明了所设计的感应加热电源能够实现安全可靠运行。     

新型半桥串并联谐振高频感应加热封口机电源

采用串并联谐振负载电路,设计了一台高频感应加热封口机电源。分析了半桥串并联谐振逆变器的基本工作原理,介绍了高频电磁感应加热封口机电源的主电路结构和开关管的驱动保护,并给出了工程设计方法。该电磁感应加热封口机电源的工作频率为500kHz,输出功率为2kW,用于食品、药品等纸包装物品的非接触加热封口。实验结果表明,该电源可以提供可调的正弦波电压和电流,性能达到了设计要求。该电源已运行于工业现场。     

超高频感应加热功率器件MOSFET突波抑制探讨

本文主要探讨超高频电磁感应加热电源中MOSFET功率器件应用时,为达到高稳定度,设计时需研究相关技术：包括以零电压切换技术来达到突波抑制、防止功率器件震荡的MOSFET小信号模式分析、RBSOA的量测、MOSFET失效检测、器件温度影响等课题。研究构建了3 kW超高频感应加热电源,工作频率最高可达1MHz,硬件架构采用串联共振系统,藉此研讨该电源相关课题     

大功率磁性技术发展回顾与分析:(二)变压器

综合评述了大功率磁性技术中变压器的发展。具体分为以下几部分内容:(1)软磁器件的分类、对软磁器件的要求及软磁器件的发展过程;(2)电源变压器的参数和设计程序(涉及磁芯材料、磁芯结构、磁芯参数、线圈参数、组装结构和温升校核);(3)软磁磁芯及其结构特点,包括硅钢磁芯、非晶纳米晶磁芯、高磁导率坡莫合金磁芯、软磁铁氧体磁芯、磁粉芯和复合磁芯、集成磁芯及正交磁芯。(4)工频变压器,包括整流变压器、交流调压器和电源变压器、工频逆变变压器、控制电源变压器及铁基非晶合金在工频变压器中的应用,(5)中频电源变压器,包括400 Hz~2 kHz中频电源变压器和1~10 kHz感应加热电源变压器。(6)高频电源变压器,包括磁通单方向变化工作模式、脉冲变压器工作模式和磁通双方向变化工作模式及磁芯材料选择。。