感应加热电压型逆变器负载匹配的研究.pdf

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1、第37卷第5期华北电力大学学报VoI．37．No．52010年9月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversitySep，，2010感应加热电压型逆变器负载匹配的研究张智娟，晋晓菲，李和明，彭咏龙(华北电力大学电气与电子工程学院，河北保定071003)摘要：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

2、加电容，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。关键词：电压型逆变器；LCLC谐振回路；负载匹配；开关损耗中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1007—2691(2010)05—0052—05ReseachoninductionheatiIvoltagesourceinverterloadmatchingZHANGZhi-juan，JINXiao—fei，LIHe—ming，PENGYong—long(Sch

3、oolofElectricalandElectronicEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstract：TheLLCresonanttopologycharacteristicofinductionheatingvoltagesourceinverterisdiscussedbrieflyinthispaper．Tosolvetheproblemsthattheswitchcomponentswouldworkatlargephaseangl

4、eandtheswitchlosseswouldincreaseunderthelowqualityfactorQinMOSFETsinglephasefull—bridgehighfrequencyinverterLLCresonantload，thispaperpresentsanewLCLCloadmatchingtopologyforhigh—frequencyinductionheatingvoltagesourcein—verter．Byaddingadditiona／capacitorCs，thephaseangleofthes

5、witchcomponentsandswitchlossescanbereduced，meanwhile，outputpowercouldbeimproved．TheproposedLCLCresonantcharacteristicsandloadoutputpowerarediscussedindetailandtheexperimentalresultsvalidatetheproposedapproach．Keywords：voltagesourceinve~er，LCLCresonantcircuit，loadmatching，sw

6、itchlosses并且能解决电压型谐振逆变器电抗感应线圈短路0引言能力不足的问题，无需借助任何辅助网络就能实现全负载范围内每个主开关管的ZVS(零电压开现代感应加热电源正朝着大功率、高频化、通)J，所以近年来成为国内外感应加热电源研数字化方向发展J。为了使负载阻抗与电源阻抗究的热点之一。但是LLC负载匹配电路比较适合匹配，通常需要一个高频匹配变压器，而该变压高负载品质因数Q的电压型逆变器负载电路。当器的设计制造相对困难，而且体积大，效率不负载品质因数Q较小时，逆变器的开关角度变大，高。随着新的电路拓扑和软开关网络不断被提开关损耗增加，逆变器

7、电源效率也随着降低"。出，其中LLC谐振负载匹配以其优异的性能而受因此，针对此类较低负载品质因数Q的LLC谐振到了广泛关注。它通过良好的负载设计，使其负载，本文提出一种加入附加电容的LCLC谐振工作在谐振点时具有电流变换功能J，可以代替负载方案。并给出了理论分析及实验验证，结果传统串联谐振电路中效率较低的负载匹配变压器，表明，该方案可以减小开关角度，降低开关损耗，提高电压型逆变器的输出功率。收稿日期：2010—03—1O第5期张智娟，等：感应加热电压型逆变器负载匹配的研究71LLC谐振回路拓扑结构6-一)4、＼321Qo／P．u图2LLC谐振

8、回路负载品质因数Q。与0的关系图Fig．2TherelationshipbetweentheQ0图1LLC谐振回路等效电路1一一and0oftheLLCresona