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《功率可调中频感应加热电源控制系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、毕业设计论文课题：功率可调中频感应加热电源控制系统地设计院（系）：专业：学生姓名：学号：摘要中频感应加热以其加热效率高.速度快,可控性好及易于实现机械化.自动化等优点,已在熔炼.铸造.弯管.热锻.焊接和表面热处理等行业得到广泛地应用.本设计根据设计任务进行了方案设计,设计了相应地硬件电路,研制了20KW中频感应加热电源.本设计中感应加热电源采用IGBT作为开关器件,可工作在10Hz～10kHz频段.它由整流器.滤波器.和逆变器组成.整流器采用不可控三相全桥式整流电路.滤波器采用两个电解电容和一个电感组成Ⅱ型滤波器滤波和无源功率因数校正.逆变器主要由PWM控制器SG3525A控制四
2、个IGBT地开通和关断,实现DC-AC地转换.设计中采用地芯片主要是PWM控制器SG3525A和光耦合驱动电路HCPL-316J.设计过程中程充分利用了SG3525A地控制性能,具有宽地可调工作频率,死区时间可调,具有输入欠电压锁定功能和双路输出电流.由于HCPL-316J具有快地开关速度（500ns）,光隔离,故障状态反馈,可配置自动复位.自动关闭等功能,所以选择其作为IGBT地驱动.对原理样机地调试结果表明,所完成地设计实现了设计任务规定地基本功能.此外,为了满足不同器件对功率需要地要求,设计了功率可调.这部分超出了设计任务书规定地任务.关键词：感应加热电源；串联谐振；逆变电
3、路；IGBT目录引言11绪论21.1感应加热地工作原理21.2感应加热电源技术发展现状与趋势32感应加热电源实现方案研究52.1串并联谐振电路地比较52.2串联谐振电源工作原理72.3电路地功率调节原理82.4本课题设计思路及主要设计内容83感应加热电源电路地主回路设计93.1主电路地主要设计元器件参数93.2感应加热电源电路地主回路结构93.2.1主回路地等效模型103.2.2整流部分电路分析133.2.3逆变部分电路分析153.3系统主回路地元器件参数设定163.3.1整流二极管和滤波电路元件选择163.3.2IGBT和续流二极管地选择173.3.3槽路电容和电感地参数设定1
4、84控制电路地设计194.1控制芯片SG3525A194.1.1内部逻辑电路结构分析204.1.2芯片管脚及其功能介绍214.2电流互感器235驱动电路地设计245.1绝缘栅双极型晶体管（IGBT）对驱动电路地要求245.1.1门极电压对开关特性地影响及选择245.1.2门极串联电阻对开关特性地影响及选择255.2IGBT过压地原因及抑制255.3IGBT地过流保护265.3.1设计短路保护电路地几点要求275.4集成光电隔离驱动模块HCPL-316J275.4.1器件特性275.4.2芯片管脚及其功能介绍285.4.3内部逻辑电路结构分析285.4.4器件功能分析295.4.5
5、驱动电路地试验和注意问题306辅助直流稳压电源316.1三端固定稳压器316.2本次设计用地地电源326.2.118伏,15伏稳压电压电源326.2.2±12伏,±5伏双路稳压电源326.2.3元器件选择及参数计算337硬件调试348结论35致谢37参考文献38附录一整体电路原理图39附录二控制电路PCB40引言随着功率器件地发展,感应加热电源地频率也逐步提高,经历了中频.超音频.高频几个阶段.在感应加热电源地应用中,淬火.焊管.焊接等工艺都要求高频率高功率地电源.功率MOSFET虽然可以实现高频工作,但其电压.电流容量等级低,大功率电源需采用串.并联技术,影响了电源运行地可靠性
6、.绝缘栅双极晶体管(IGBT)比较容易实现电源高功率化,但在高频情况下,其开关损耗,尤其是IGBT关断时存在地尾部电流,会限制工作频率地进一步提高.本文论述地中频感应加热电源采用功率自关断功率器件IGBT,负载频率是开关管工作频率地二倍,间接拓宽了IGBT地使用频率；功率管工作于零电流开关状态,彻底消除了尾部电流引起地关断损耗,理论上可实现零开关损耗；同时采用死区控制策略后,可实现负载阻抗调节.以往一般采用晶闸管来实现逆变电路,但是晶闸管关断期反压太低,参数匹配麻烦,输出频率仍然偏低；而采用IGBT后,并让电路工作在电流断续状态下,这些问题都得到很好地解决.为满足中小工件加热地需
7、要,研制了一种新型线效地中频感应加热电源.该电源具有输出电压低圈匝数少.不需要中频变压器降压.结构简单.效率高.1绪论感应加热具有加热效率高.速度快.可控性好及易于实现自动化等优点,广泛应用于金属熔炼.透热.热处理和焊接等工业生产过程中,成为冶金.国防.机械加工等部门及铸.锻和船舶.飞机.汽车制造业等不可缺少地技术手段.1.1感应加热地工作原理感应加热原理为产生交变地电流,从而产生交变地磁场,在利用交变磁场来产生涡流达到加热地效果.如图1.1：图1.1感应电流图示当交变电流通入感
