基于LLC谐振负载的感应加热电源的研究

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1、天津大学硕士学位论文基于LLC谐振负载的感应加热电源的研究姓名：张年福申请学位级别：硕士专业：控制科学与工程指导教师：周跃庆2011-12摘要感应加热电源在金属熔炼、透热、热处理、焊接等具有广泛的应用，其负载阻抗千变万化，为了使负载获得最大的加热功率，需要进行负载匹配。传统的感应加热电源通常采用电磁耦合的方法，即利用高频变压器的阻抗变换特性来实现，但是高频变压器的设计制造困难，成本较高，体积较大，而且效率不高。静电耦合方法实现负载匹配主要是采用无源元件，通过不同的电路拓扑结构改变负载阻抗，从而在～定条件下可以替代高频变压器，LLC谐振负载即是在感应加热电源LC负载的

2、基础上串联电感构成的。首先，本文基于静电耦合理论，设计LLC谐振负载，实现负载匹配，详细分析了LLC负载谐振槽路的特性和参数设计，并且通过仿真验证了理论分析和参数设计的合理性。然后，在LLC谐振负载的基础上，对电压型感应加热电源移相控制进行了研究，选取合适的控制变量，分析移相调功的工作原理，计算输出功率以及开关损耗，针对较大的关断损耗问题，设计新型逆变拓扑结构，实现了开关器件的软开关，并且通过仿真验证了移相调功理论分析的合理性。最后，基于DSP设计感应加热电源控制系统，利用模拟锁相环的原理设计数字锁相环，分析了数字锁相环实现频率跟踪的工作原理，给出了数字锁相环DPL

3、L与移相PWM调功相结合的数字实现方法，以及以TMS320F2812为核心的控制系统的硬件电路。设计数字控制系统不但能够简化控制回路的硬件电路，克服模拟控制电路线路复杂、易老化等缺点，而且软件设计灵活多变，易于实现各种控制算法，适应不同的感应加热工艺要求。舅；鲁悯：感应加热LLC谐振负载移相调功数字锁相环DSPABSTRACTInductionheatingpowersupplyiswidelyusedinmetalmelting，diathermy,heatingtreatment，weldingandSOon．Itsloadimpedanceisvariety，

4、inordertomaketheloadgotthemaximumheatingpower，theloadmatchingisrequired．Themethodofelectromagneticcouplingisusuallyappliedtothetraditionalinductionheatingpowersupply，whichusestheimpedancetransformationcharacteristicsofhigh-frequencytransformertoimplementtheloadmatching．butthehighfreque

5、ncytransformerisalwaysdifficulttodesign，thevolumeofpowersupplyislarge，thecostishighandtheefficiencyislow．Theelectrostaticcouplingmethodforimplementingloadmatchingmainlymakesuseofthepassivecomponentstochangethecircuittopology，accordingly，theloadimpedanceischangedandthehigh-frequencytran

6、sformercanbeomittedundercertainconditions．LLCresonant10adisconstitutedbyLCloadofinductionheatingpowersupplyandtheinductancewhichisconnectedwiththeLC10ad．，Inthepaper，theLLCresonantloadiSdesignedtoimplementtheloadmatchingonthebasisofelectrostaticcouplingtheory，andthecharacteristicsandpar

7、ameterdesignforLLCloadresonantcircuitareanalyzedindetail．Thetheoreticalanalysisisverifiedbythesimulationresults．Thephase-shiftedcontrolforinductionheatingpowersupplywithLLCresonantloadisdiscussed．Theselectionofcontrolvariablesandtheprincipleofphase-shiftedcontrolareanalyzed，thecalcul