基于IGBT分時-功率合成高頻感應(yīng)加熱電源的研究.pdf

1、目前國內(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，可靠性和效率就會降低。大容量化主要采用器件串并聯(lián)方式，但這種方式會帶來器件電壓電流分配不均的問題，容易損壞器件。
　　 本文以感應(yīng)加熱電源為研究對象，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)分時控制策略，通過不同周期段控制各自的IGBT組來提高系統(tǒng)的頻率和器件的利用率，對拓撲結(jié)構(gòu)的工作過程和控制策略進行了詳細分析；另外，基于器件串并聯(lián)擴容技術(shù)會帶來電壓電流分配不均的問題，采用了變壓器初級并聯(lián)、次級串聯(lián)的功率合成方法，通過變壓器副邊電壓的提高來間接提高電源容量，變壓器的原邊電流由于變比一致實現(xiàn)了強制均流，在一定程度上放寬了對逆變器一致性的要求，有效地提高了電源的容量，對功率合成進行了詳細

3、分析。同時，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)定運行。
　　 在理論分析的基礎(chǔ)上，對控制策略進行了仿真分析，包括分時-相位控制仿真、變壓器功率合成仿真和系統(tǒng)整體仿真，對350kW/400kH的電源整體仿真能夠得到預(yù)期的理想效果。同時，搭建了相應(yīng)的實驗平臺進行實驗，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