2mhz／1kw超高频感应加热电源

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第36卷第6期电力电子技术Vo1．36，No．62002年12月PowerElectronicsDecember，20022MHz／lkW超高频感应加热电源沈锦飞，惠晶，吴雷(江南大学，无锡214036)摘要：以第五代功率MOSFET为开关元件，以高速PWM控制器为核心，采用E类双管DC／AC谐振式变换器，研制出了2MHz／lkW超高频感应加热电源。对逆变器主电路、控制电路、驱动电路等问题进行了研究，并给出了试验结果。关键词：变换器；感应加热／超高频中图分类号：TM924．5文献标识码：A文章编号：1000

2、一IOOX(2002)06—0013—0032MHz／lkWUltra-highFrequencyInductionHeatingPowerSupplySHENJin—fei。HUIJing。WULei(SouthernYangtzeUniversity，Wuxi214036，China)Abstract：UsingthefifthgenerationpowerMOSFETasswitchelement，highfrequencyswitchedPWMcontrollerascoreandclassEtwoelementsresonanthigh—fre

3、quencyDC／ACconverter，the2MHz／lkWultrahighfrequencyinductionheatingpowersupplyhasbeendeveloped．Theswitchfrequencyoftheconvertercanoutstrip2MHz．Itsmaincircuit，contro1circuitanddrivingcircuitareanalyzed．Theexperiment~results®iven．Keywords：converter；inductiveheating；ultra—highfreq

4、uency1前言的负载谐振网络参数，使开关管处于最佳工作状态，对直径为0．5mm以下的金属丝或厚度为即当开关管导通或断开时，只有当器件的电压或电流降为零后，才能导通或断开，避免了开关器件内同0、5mm以下的钢带进行热处理时，感应加热电源的频率须在2MHz以上，否则功率不集中且密度低，甚时产生大的电压或电流，减小了开关转换时的器件至达不到要求的热处理温度⋯。过去感应加热电功耗L3]。为了提高逆变器的功率，减小单管容量，E类DC／AC变换器可采用两管并联交替工作。源常采用电子管，由于电子管工作在线性状态，因此功耗大、效率低、体积大、使用不便。近年来，随着大E

5、类双管DC／AC谐振式变换器电路拓扑如图1所示。图中开关器件VQ1、VQ2采用MOSFET功功率器件尤其是功率MOSFET的发展，高频感应加热电源的研制取得了很大的进展L2]。目前感应率场效应管，L为高频变压器和感应器折算后的等效电感，C0为谐振电容，L0和C0构成的谐振回路加热电源逆变器一般采用桥式串联谐振电路，其优产生的高频电压经变压器输出供给感应器。C，为点是开关管工作在零电压或零电流软开关状态，大外加电容，其作用是VQ】、VQ2工作在理想的状态。大减小了导通和关断损耗。但当逆变电源频率增加图2是E类双管交替工作式Dc／Ac谐振式变时，受功率MOS

6、FET开关时间的限制，且为了防止换器的工作波形，Ul、Ug2分别是VQl、VQ2的驱动桥式变换器桥臂直通，须设置死区时间，故难于提高波形，其占空比为25％，即每个开关管只有1／4导开关频率。文中提出一种E类双管DC／AC超高频通时间，3／4处于关断时间，减小了单个开关管的容谐振式变换器，研制出2MHz／1kw超高频感应加热量，而且降低了对功率MOSFET开关时间的要求。电源，用以超细型金属丝或超薄型钢带的淬火或焊从理论上分析，只要功率MOSFET开关时间接热处理。小于其工作周期的3／4，变换器就能正常工作。设2E类双管谐振式逆变器工作原理功率MOSFET

7、的开关时间+t=100ns，那么全桥式谐振变换器由4只功率开关管组成，半功率MOSFET的工作周期为133ns，功率MOSFET桥式谐振变换器也要用两只功率开关管，而E类的导通时间为33ns，由于两管交替工作，变换器的DC／AC变换器则是单管工作，它的特点是选取适当工作周期为66ns，其频率为15MHz。由于目前驱动电路还做不到这样高的驱动频率，因此实际E类双收稿日期：2002—03—12管Dc／AC谐振式变换器也达不到这样高的频率。定稿日期：2002—06—04作者简介：沈锦飞(1955一)，男，江苏启东人，副教授，研，、2为两个开关管导通时流过的电流

8、。究方向为电力电子与电力传动。当其中任何一个关断时，使流过开关管的电流尽可13诳