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超高频感应加热逆变电源研究

作　者: 王爱国
导　师: 刘平
学　校: 郑州大学
专　业: 电路与系统
关键词: 超高频感应加热锁相环功率调节全桥逆变器
分类号: TM464
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

超高频感应加热是现代加热设备的发展趋势,它具有加热快速均匀、无污染、效率高等优点。被广泛应用于国民经济的很多领域,包括固态金属熔炼、焊接、食品医药及其半导体提纯等领域,家用电磁炉也是应用感应加热原理,目前感应加热正往高频化、大容量化、自动化等方面发展。本文以超高频感应加热电源为研究对象,概括介绍了感应加热的基本理论及感应加热技术的发展和应用。分析了目前常用的感应加热电源的拓扑结构,对串联结构与并联结构进行了比较和分析,最终选择串联全桥逆变器作为超高频感应加热装置的主电路拓扑。本文给出了整机设计方案,包括锁相环电路、死区生成电路、功率调节电路、驱动电路等,都做了详细的设计与分析,部分原器件给出了详细的参数,另外还对电路的抗干扰做了一定的设计,来提高电路工作的稳定性。此外还对电路中关键的高频变压器做了详细的设计与介绍,并根据公式计算出我们所需要磁芯的型号及其线圈匝数等数据,最后对电路工作波形做了前期的仿真,并测量了电路工作的波形,并对实验波形进行了分析,说明实验的正确性。本文设计出了一种应用于牛奶包装机的超高频感应加热电路,实验结果表明改超高频电源达到设计要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
图的目录  8-9
表的目录  9-10
1 绪论  10-17
  1.1 研究背景及意义  10-11
  1.2 感应加热近代发展与主要应用  11-13
    1.2.1 感应加热发展史  11-12
    1.2.2 感应加热应用领域  12-13
  1.3 感应加热技术国内外现状及其发展趋势  13-15
    1.3.1 国外现状  13
    1.3.2 国内现状  13-14
    1.3.3 现代感应加热技术发展趋势  14-15
  1.4 本文主要工作  15-16
  1.5 本章小结  16-17
2 感应加热原理及其主要拓扑结构分析与应用  17-29
  2.1 基本原理  17-20
    2.1.1 原理  17-18
    2.1.2 基于感应加热的效应  18-20
  2.2 感应加热系统组成及分析  20-22
  2.3 逆变电源拓扑基本结构及其特性  22-26
    2.3.1 串谐振逆变电路及特性分析  22-24
    2.3.2 并联谐振逆变器原理及其特性分析  24-25
    2.3.3 串/并联电路优缺点  25-26
  2.4 全桥串联逆变电路原理与分析  26-28
  2.5 本章小结  28-29
3 超高频感应加热逆变器主电路设计  29-51
  3.1 主电路的总体设计  29-33
    3.1.1 功率开关器件的选择及参数设定  31-33
  3.2 主电路各器件参数的设计  33-40
    3.2.1 滤波电容的参数设计  33-35
    3.2.2 共模抑制电路的设计  35-38
    3.2.3 变压器磁性能设计  38-40
  3.3 控制电路的设计  40-50
    3.3.1 CD4046组成的锁相环电路  40-44
    3.3.2 死区生成电路  44-46
    3.3.3 功率调节电路  46-48
    3.3.4 驱动电路  48-50
  3.4 本章小结  50-51
4 实验结果  51-55
  4.1 控制电路的实验波形  51-54
    4.1.1 锁相环电路输出波形  51-52
    4.1.2 后置驱动的测量  52-54
  4.2 逆变输出电流波形  54
  4.3 本章小结  54-55
5 总结与进一步工作  55-56
  5.1 结论  55
  5.2 不足及进一步的工作  55-56
参考文献  56-59
个人简历、在学期间发表的学术论文  59-60
  个人简历  59
  在学期间发表的学术论文  59-60
致谢  60

超高频感应加热逆变电源研究

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