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固态高频LCLC谐振负载感应加热电源的研究

作　者: 晋晓菲
导　师: 张智娟
学　校: 华北电力大学
专　业: 电路与系统
关键词: 感应加热负载匹配 LLC谐振电路 LCLC谐振电路
分类号: TM464
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文首先对感应加热电压型逆变器LLC谐振回路的拓扑结构和电路特性进行了简要分析,针对MOSFET构成的单向全桥逆变器在LLC负载品质因数较低时,开关器件工作角度较大,开关损耗增加的问题,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。详细分析了LCLC负载谐振回路的拓扑结构、输出功率、输出电流比和电压比,对负载的参数进行匹配,并对所分析的结果进行了仿真试验。仿真结果表明,LCLC负载谐振回路不仅具有LLC负载谐振回路电流变换的特性,而且降低了开关损耗,提高了电源的输出功率,增强了电源的稳定性。通过EP2C5T144C8 FPGA作为主控制芯片生成控制脉冲,可灵活修改死区时间;通过对逆变器输出电压和并联支路谐振电容电流的采样,完成了系统的单闭环锁相控制;设计了电流保护电路和电压保护电路来确保电源的安全运行。最后通过样机实验,验证了所提方法的可行性以及理论分析的正确性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-15
  1.1 感应加热电源的研究现状和发展趋势  9-11
    1.1.1 感应加热电源的研究现状  9-10
    1.1.2 感应加热电源的发展趋势  10-11
  1.2 课题研究的背景和意义  11-13
  1.3 论文主要工作  13-15
第2章电压型逆变器LCLC 负载谐振回路特性分析  15-34
  2.1 电压型逆变器LLC 负载谐振回路特性分析  15-21
    2.1.1 LLC 谐振回路拓扑结构  15-17
    2.1.2 逆变器输出功率  17-18
    2.1.3 电流分析  18-19
    2.1.4 电压分析  19-21
  2.2 电压型逆变器LCLC 负载谐振回路特性分析  21-29
    2.2.1 LCLC 谐振回路拓扑结构  21-24
    2.2.2 逆变器输出功率  24-26
    2.2.3 电流分析  26-27
    2.2.4 电压分析  27-29
  2.3 LCLC 负载谐振回路和LLC 负载谐振回路比较  29-32
  2.4 本章小节  32-34
第3章 LCLC 谐振负载匹配  34-44
  3.1 谐振电路参数设计与仿真  34-38
    3.1.1 LLC 谐振电路参数设计  34-35
    3.1.2 LCLC 谐振电路的参数设计  35-38
  3.2 参数选取和仿真分析  38-41
  3.3 谐振电容对LCLC 谐振负载的影响  41-43
  3.4 本章小节  43-44
第4章 LCLC 负载谐振感应加热电源系统设计  44-57
  4.1 电路结构  44-45
  4.2 基于FPGA 的控制电路  45-53
    4.2.1 FPGA 简介  45-47
    4.2.2 FPGA 的开发软件QuartusⅡ  47-48
    4.2.3 控制脉冲的产生  48-50
    4.2.4 锁相控制电路  50-53
  4.3 保护电路  53-56
    4.3.1 过流保护  53-55
    4.3.2 过压保护  55-56
  4.4 本章小节  56-57
第5章 LCLC 负载谐振感应加热电源实验  57-62
  5.1 样机参数  57
  5.2 实验结果与分析  57-61
    5.2.1 控制脉冲  58
    5.2.2 LLC 负载谐振回路和LCLC 负载谐振回路实验结果  58-61
  5.3 本章小节  61-62
第6章全文总结与工作展望  62-64
  6.1 全文总结  62
  6.2 工作展望  62-64
参考文献  64-68
在学期间发表的学术论文和参加科研情况  68-69
致谢  69-70
论文摘要  70-80

固态高频LCLC谐振负载感应加热电源的研究

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