基于PDM的高频感应加热电源的设计与实现

介绍一种以MOSFET为开关器件的高频感应加热电源.设计制作出100 k Hz/5 k W的小功率高频感应加热电源样机,该电源采用脉冲密度调制(PDM)调功控制方式,谐振电路采用串联谐振方式,能够有效克服加热过程中负载参数变化带来的影响,使功率开关管始终工作在零电压开通状态.对该电源的逆变电路、控制电路等方面做了研究和试验.试验结果表明:采用的PDM控制模式和串联谐振电路,能够满足小功率高频感应加热电源的工作要求.     

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。     

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.     

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。     

一种新型软开关逆变电路原理、分析及仿真研究

针对现有软性开关逆变电路中存在的谐振电压峰值过高，离散脉冲调制困难和回零控制复杂等问题，结合串联和并联谐振电路拓扑结构的优缺点，提出了新型的复合谐振直流环节逆变电路，理论分析和仿真结果表明，这种新型逆变电路兼有串联和并联谐振的特点，其电路结构简单，开关器件电压应力小且回零控制可靠，具有理论和工程应用价值。     

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.     

逆变电源开关损耗的分析与对策

在大功率高频道变电源电路中．开关管的开关损耗成为限制整机效率、功率和功率密度的重要因素，并直接影响整机的安全运行．在分析桥式逆变电路开关管工作过程和开关损耗的基础上，提出了一种新的开关工作模式和吸收网络设计，使电路工作在近似零压开关的状态，有效地减小了开关损耗．     

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.     

小型UPS电源功率管过载保护电路设计

随着UPS电源系统的广泛应用,它的可靠性和可用性研究受到普遍关注。小客户大量使用的小型UPS电源结构简单、价格低廉,但过载设计上保护措施不够完善,使其使用寿命受到严重的限制。针对此问题,提出一种利用功率管安全工作区特性对功率MOSFET管进行过载保护的方法,且设计了保护电路,并对电路元件参数进行了理论计算。结果表明该电路结构简单,有较强的可移植性,可适用于大多数的逆变电路开关管的保护。     

逆变式离子化学热处理脉冲电源的设计思想

概述了用于离子化学热处理的离子电源的特点，分析了脉冲离子电源的优点，提出了逆变电路代替斩波电路用于脉冲离子电源的设计思想。     

基于倍增技术的超低压高精度CMOS开关设计

设计一种能够工作在超低电源电压下的CMOS开关.该结构运用电压倍增器获得高压,此高压使开关产生的恒定大跨导和大信号摆幅能够在低压电路中传输信号,虚拟开关提高了信号传输精度.在分析电路工作机理的基础上,结合0.35μm标准工艺模型优化了电路参数.合理的电路结构设计和版图设计增加了电路的使用寿命.理论分析和Hsp ice模拟结果表明:该结构能够在低于1 V电源电压下工作,虚拟开关的应用使信号传输精度从69%提高到99.7%.该结构实现了低压下高精度的模拟开关设计.     

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。     

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...     

新型感应透热炉逆变电路的理论分析

研制了一种新型逆变电路,与国内常用感应炉逆变桥比较,其特点为工作频率高、输出电压低、电热效率高、结构简单,经工业生产试用,感应炉运行可靠,功率损耗低,加热中小类锻件,具有明显的优点。本文对该新型逆变电路的稳态过程,建立微分方程,推导出输出功率、电流、电压、频率、功率因数的计算公式,为电炉设计及元件参数选择提供了依据。同时将该电路与常用并联逆变电路性能比较,论证了其优越性。     

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。     

并联谐振倍压变换器的分析与仿真

文章介绍了一种新型的变换器拓扑——并联谐振倍压变换器，该电路适用于高压小电流开关电源。本文对该电路的稳态工作过程进行了推导和分析，并利用PSPICE对该电路进行仿真，给出了仿真结果。     

初级侧控制准谐振LED驱动电源的研究

针对LED驱动电源设计上所存在的问题,本文基于初级侧控制及准谐振技术,设计了一款12W的LED照明驱动电源,该电源采用单端反激式准谐振电路作为其主电路拓扑,并在其前端增加了boost功率因数校正电路,主电路和功率因数校正电路的开关管均由一个控制芯片iw3614统一控制;同时,给出了初级侧控制的准谐振LED驱动电源的准谐振模式及恒压和恒流的控制原理及电源的各项设计参数,并做了准谐振开通、恒压和恒流等相关实验.实验结果表明,该电源实现了开关管的准谐振开通,输出电压稳定在30 V,输出电流稳定在372 mA,具有较好的恒压恒流特性;当输入电压在180～264 V变动时,功率因数均在0.96以上,电源的效率大约为82％,实现了功率因数校正与恒压恒流输出.该电源具有结构简单、恒压恒流特性好、开关损耗较小、功率因数高等优点,能高效、可靠地驱动LED灯工作.