江南大学硕士学位论文基于IGBT分时-功率合成高频感应加热电源的研究姓名：沈冬辉申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：沈锦飞20090501摘要摘要目前国内频率高于100kHz的感应加热电源主要采用功率MOSFET器件，但其固有寄生二极管的反向恢复特性差，必须串联快恢复二极管。由于器件多，可靠性和效率就会降低。大容量化主要采用器件串并联方式，但这种方式会带来器件电压电流分配不均的问题，容易损坏器件。本文以感应加热电源为研究对象，选择适合高频感应加热电源的串联型逆变器，采用灵活的逆变侧相位调功方式。针对焊接、热处理等领域对高频化和大功率化的要求，采用一种新型的主电路拓扑结构，逆变器采用功率器件IGBT并联分时控制策略，通过不同周期段控制各自的IGBT组来提高系统的频率和器件的利用率，对拓扑结构的工作过程和控制策略进行了详细分析；另外，基于器件串并联扩容技术会带来电压电流分配不均的问题，采用了变压器初级并联、次级串联的功率合成方法，通过变压器副边电压的提高来间接提高电源容量，变压器的原边电流由于变比一致实现了强制均流，在一定程度上放宽了对逆变器一致性的要求，有效地提高了电源的容量，对功率合成进行了详细分析。同时，给出了基于DSP的数字PI功率控制的算法，保证系统稳定运行。在理论分析的基础上，对控制策略进行了仿真分析，包括分时．相位控制仿真、变压器功率合成仿真和系统整体仿真，对350kW饵oomz的电源整体仿真能够得到预期的理想效果。同时，搭建了相应的实验平台进行实验，采用TI公司的TMS320LF2407A型DSP和Altera公司的EPMl270T144C5型CPLD的组合控制电路，CPLD控制模块由相位角锁定电路、脉冲信号发生器和死区模块等环节组成，采用VHDL语言在编译软件QuartusII编程实现了触发脉冲序列；DSP实现数字PI功率控制及采样、保护等功能。同时给出了软硬件的详细设计方案和实验结果。整个控制系统简化了系统结构的同时提高了系统性能。关键词：感应加热，串联谐振，分时倍频，功率合成，MATLAB仿真AbstractAbstractNowadays，thedomesticinductionheatingpowersupplywhosefrequencyishigherthan100kHzalmostadoptsMOSFET．However,itsinherentparasiticdiode’Sreverserecoverycharacteristicsispoor,mustneedfastrecoverydiodesinseries．Withthenumberofdevices，reliabilityandefficiencywillbereduced．Devices’seriesandparalleltechnologyareoftenusedforpowersupply’Shi曲...
