非铁磁负载的软开关d类感应加热电源逆变器

《非铁磁负载的软开关d类感应加热电源逆变器》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、非铁磁负载的软开关D类感应加热电源逆变器大连理工大学本科外文翻译非铁磁负载的软开关D类感应加热电源逆变器ASoftSwitchingClassDCurrentSourceInverterforInductionHeatingwithNon-FerromagneticLoad 学院（系）：电子科学与技术学院专业：集成电路设计与集成系统学生姓名：辛佳委学号：200881215指导教师：黄正兴完成日期：大连理工大学DalianUniversityofTechnology非铁磁负载的软开关D类感应加热电源逆变器非铁磁负载的软开关D类感应加热电源逆变器关键字：电流源逆变器（C

2、SI）；交错式降压传感器；软开关；感应加热。摘要：本文提出了非铁磁负载的D类感应加热电源逆变器。CSRI交换设备连接的共同点是只需要一个直流电源栅极驱动电路。硬件原型转移到负载的最大输出功率为1.26kW。谐振逆变器是在108kHz的固定频率下工作而交错式降压变换器是在40kHz的软开关下工作。通过调整交错式降压转换器的脉冲宽度来控制输出功率。其硬件原型是30g铝工件在700摄氏度下25分钟内的溶解程度所得的。引言：感应加热技术已广泛应用于工业应用。其最明显的优点是高效率以及系统的紧凑尺寸。电力电子技术的发展使得高频逆变器的实现成为可能。用户可以方便的选择工作频率以

3、适应应用以及工件尺寸。感应加热应用中常用恒定电压和恒定电流逆变器。电流逆变器相对于电压逆变器的重要优点是其固有的短路保护功能。与电压逆变器不同的是电流逆变器在无负载时会承担一个高电流。因此，限流能力决定了一般的直流电源逆变器采用可控硅作为开关器件实现。功率控制是通过调整相位角，这意味着需要一个大电感来达到滤波的目的。然而，如果电感太小，电流将会出现高纹波，相位控制器失去作用，很难做到功率控制。由于交换机上的高电压可能会导致开关损失。在一般情况下，很多因素都会影响感应线圈的电感。具体说来，铁磁工件的相对渗透率是相当高的。当工件被加热的居里温度时铁磁工件性质的大幅变化会

4、导致共振频率的变化。对于这种类型的负载，逆变器是比较复杂的，因为它必须能够跟踪不同的共振频率。与铁磁性工件不同，温度对非铁磁性工件不会有太大影响，不需要对硬件的频率跟踪能力。本文提出了一种简单的使用2交错式降压转换器，D类电流源逆变器直流总线控制的非铁磁性负载感应加热系统。变频器在固定频率下工作而输出功率是由交错式降压转换器的占空比控制。并联谐振逆变器电流源并联谐振逆变器需要一个可以阻止双极性电压的开关，通过开关和二极管的适当串联实现开关操作。在低阻尼系数和工作频率接近共振频率时变频器的输出电压接近正弦。为了实现可以降低交换机和尖峰电压损失的软开关操作，逆变器的工作

5、频率必须略高于谐振频率。开关两端电压和二极管电压有正负之分，正电压开关关闭，负电压二极管关闭，如图1所示。非铁磁负载的软开关D类感应加热电源逆变器图1：a）全桥CSI，b）半桥CSI并联谐振零电流开关PWM逆变器A.电路描述图2显示了非磁性感应加热的交错式电压转换器的D类电流谐振逆变器（CSRI）。交错式降压转换器包括两个开关（SB1，SB2）和续流二极管（DB1中，DB2）和两个DC电感（LDC1，LDC2）。交错配置是为了减小单套组件上的负载以达到电流平衡的作用。每套之间在180度的相位差下工作，每个开关器件工作在只有一个整体的开关频率的一半。谐振逆变器由两个带

6、阻塞二极管（D1和D2）的开关（S1和S2）和一个谐振电容（Cp）一个直流电感（LDC）和一个电感线圈组成。电感线圈可以表示为电阻和电感的串联。图2：D类电流源谐振逆变器（CSRI）的交错式降压转换器B.逆变器的操作模式图3显示了四个操作模式存在在一个周期内，每个操作模式相对应的电路拓扑如图4所示。分析如下：非铁磁负载的软开关D类感应加热电源逆变器图3：典型的电压，电流和栅极信号非铁磁负载的软开关D类感应加热电源逆变器图4：a)操作模式1（t0-t1），操作模式2（t1-t2），c）操作模式3（t2-t3），d）操作模式4（t3-t4）1）模式1（t0-t1）：在开

7、关S1和二极管D1打开的情况下，在t=t0时，开关S1收到正的门控信号，二极管D2上出现负电压。2）模式2（t1-t2）：在t=t1时，开关S2和二极管D2仍在工作，开关S1和反平行二极管D11是关闭的，在这种模式下S2出现正输出电压，实现ZCS操作。3）模式3（t2-t3）：在t=t2时，开关S1关闭，类似模式1，二极管D11开始正向，二极管D1出现负电压。4）模式4（t3-t4）：在t=t3，二极管D11和开关S1关闭时，在这种模式下，输出电压Vo变为负值。D类电流源逆变器的单周期操作完成，下一个周期不断从模式1到模式4。如图5所示，为了简化必要的参数计算，