基于移相控制的LLC感应加热电源的研究.pdf

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1、基于移相控制的LLC感应加热电源的研究乔攀科，等基于移相控制的LLC感应加热电源的研究ResearchonLLCInductionHeatingPowerSupplyBasedonPhase—shiftedContro吞攀斜1毕淑础2(华南理工大学电力学院1，广东广州510641；华南理工大学电子与信息学院2，广东广州510641)摘要：为实现串联谐振负载匹配，在电压型串联谐振感应加热电源的基础上，设计了一种适用于大功率高频感应加热的LLC拓扑结构。即在谐振回路中加入匹配电感，通过调整参数达到负载输出

2、功率匹配的目的；采用负载频率跟踪技术与全桥移相脉冲宽度调制PWM功率调节方法相结合的控制方案，根据LLC谐振回路的特性，将输出电压和电容电压相位角作为锁相环控制变量。仿真及实验证明，这种拓扑方法相对于传统的LC串联谐振拓扑，更能满足高频大功率调功应用的需求，且移相控制使逆变器工作在软开关状态，降低了电源在高频工作时的开关损耗。关键词：感应加热电源LLC谐振拓扑移相控制锁相环控制负载匹配中图分类号：TM924．5文献标志码：AAbstract：Inordertoimplementloadmatching

3、ofserialresonance。onthebasisofvoltagetypeserialresonantheatingpowersupply，theILCtopologythatissuitableforlargepowerandhishfrequencyinductiveheatingisproposed．Thematchinginductorisaddedinresonanceloop-andthroughparameteradjustmenttoreachloadoutputpowerma

4、tching．Inaddition-thecontrolstrategycombiningthetechnologyofloadfre-quencytrackingandfullbridgephaseshiftPWMpowerregulationmethodisintroduced．InaccordancewiththecharacteristicsofLLCresonantloop，thephaseaweoftheoutputvoltageandcapacitancevoltageisusedast

5、hecontrolvariableforphaselockloopcontr01．SimulationandexperimentsverifythatcomparingwithtraditionalLCserialresonanttopology，thistopologyisbettertomeettherequirementsforhighfrequencylargepoweradjustment；pha8e—shiftedcontrolmakestheinverterworkinginsoftsw

6、itchingstatus-thustheswitchinglossofthepowersupplyop-cratingunderhighfrequencygreatlyreduced．Keywords：InductionheatingpowersupplyLLCresonanttopologyO引言随着感应加热电源功率的增大以及频率的提高，逆变器开关的损耗也会相应增加，而软开关技术可以大大降低器件的功率损耗。由于电压型高频感应加热电源的负载等效电阻一般远小于电源额定功率时的电阻，因此为使电源在输出额

7、定功率时能够充分利用器件的电压等级，降低器件的电流，需要对负载的阻抗进行匹配。传统的电磁耦合方式是采用高频变压器对负载进行变换，对于高频、大功率的变压器，这种设计方法存在设计困难、成本高且损耗高等缺点⋯。本文提出利用移相全桥式LLC谐振拓扑的方法，实现谐振槽路静电感应匹配。LLC谐振回路具有电流变换作用，可以通过调整参数达到负载阻抗匹配的目的，从而替代笨重的高频大功率匹配变压器，提高电源的效率，实现高效低成本匹配旧1。同时，根据该谐振回修改稿收到日期：2010—07—15。第一作者乔攀科，男。1985

8、年生，现为华南理工大学电工理论新技术专业在读硕士研究生；主要从事感应加热及电力电子变流技术的研究。Phase‘。shiftedcontrolPhase·。lockedloopcontrolLoadmatching路的特性，设计了新的锁相控制和移相脉冲宽度调制PWM(pulsewidthmodulation)逆变器，使逆变器工作在软开关状态，降低了开关损耗口“】。l移相全桥式LLC谐振电路如图1所示为基于移相控制的LLC谐振电路拓扑结构原理图。D3D‘图1