基于IGBT分時(shí)-功率合成高頻感應(yīng)加熱電源的研究.pdf

1、目前國(guó)內(nèi)頻率高于100kHZ的感應(yīng)加熱電源主要采用功率MOSFET器件，但其固有寄生二極管的反向恢復(fù)特性差，必須串聯(lián)快恢復(fù)二極管。由于器件多，可靠性和效率就會(huì)降低。大容量化主要采用器件串并聯(lián)方式，但這種方式會(huì)帶來(lái)器件電壓電流分配不均的問(wèn)題，容易損壞器件。
　　 本文以感應(yīng)加熱電源為研究對(duì)象，選擇適合高頻感應(yīng)加熱電源的串聯(lián)型逆變器，采用靈活的逆變側(cè)相位調(diào)功方式。針對(duì)焊接、熱處理等領(lǐng)域?qū)Ω哳l化和大功率化的要求，采用一種新型的主電路拓

2、撲結(jié)構(gòu)，逆變器采用功率器件IGBT并聯(lián)分時(shí)控制策略，通過(guò)不同周期段控制各自的IGBT組來(lái)提高系統(tǒng)的頻率和器件的利用率，對(duì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的工作過(guò)程和控制策略進(jìn)行了詳細(xì)分析；另外，基于器件串并聯(lián)擴(kuò)容技術(shù)會(huì)帶來(lái)電壓電流分配不均的問(wèn)題，采用了變壓器初級(jí)并聯(lián)、次級(jí)串聯(lián)的功率合成方法，通過(guò)變壓器副邊電壓的提高來(lái)間接提高電源容量，變壓器的原邊電流由于變比一致實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)制均流，在一定程度上放寬了對(duì)逆變器一致性的要求，有效地提高了電源的容量，對(duì)功率合成進(jìn)行了詳細(xì)

3、分析。同時(shí)，給出了基于DSP的數(shù)字PI功率控制的算法，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
　　 在理論分析的基礎(chǔ)上，對(duì)控制策略進(jìn)行了仿真分析，包括分時(shí)-相位控制仿真、變壓器功率合成仿真和系統(tǒng)整體仿真，對(duì)350kW/400kH的電源整體仿真能夠得到預(yù)期的理想效果。同時(shí)，搭建了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，采用TI公司的TMS320LF2407A型DSP和Altera公司的EPM1270T144C5型CPLD的組合控制電路，CPLD控制模塊由相位角鎖定電