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新型Buck-Boost變換器在感應加熱電源中的應用

作者: 時間:2012-04-24 來源:網絡 收藏

摘要:針對傳統(tǒng)中直流斬波環(huán)節(jié)開關損耗大、調壓范圍窄的缺點,提出一種軟斬波電路,通過增加輔助開關管和諧振元件實現了主開關、輔助開關和主續(xù)流二極管的軟開通和軟關斷。這里以180 kHz高頻為研究對象,逆變側采用基于IGBT倍頻的單相橋式逆變電路,使輸出頻率為逆變器頻率的兩倍,逆變器輸出匹配串聯諧振負載。此處詳細分析了新拓撲結構的工作過程,并通過實驗證明了分析和設計的正確性和可行性。
關鍵詞:;軟開關;倍頻

1 引言
感應加熱因具有加熱效率高,速度快,非接觸式加熱等優(yōu)點,故范圍越來越廣。其輸出功率主要是通過改變逆變器的輸入直流電壓進行調節(jié)的。改變逆變器的輸入電壓有兩種方法:可控整流和斬波調壓?,F在大部分感應加熱電源都采用直流斬波調功,該方式具有功率因數高、電壓動態(tài)響應快、保護容易等優(yōu)點,但傳統(tǒng)斬波功率器件都工作在大電流硬開關狀態(tài),增加了開關損耗,降低了電源效率。為進一步提高電源頻率和效率,要求斬波調功電路能實現軟開關。近年來,國內外在軟斬波研究方面都提出了新的方法,較為成熟的技術大都集中在Buck和Boost的研究,但調壓范圍有限。故此處提出一種軟開關,能夠在較寬范圍內實現軟開關。
采用IGBT并聯倍頻的控制方法可提高逆變器開關頻率。此處設計采用兩組IGBT并聯的逆變器,匹配串聯諧振負載,采用分時控制策略,實現逆變器倍頻輸出。由于數字式電路控制精確,軟件設計靈活,整個控制系統(tǒng)簡單、可靠。因此,這里采用TMS320F2812型DSP和EPM1270GT 144C5型CPLD相結合的數字控制電路實現頻率跟蹤、開關管驅動以及各種保護功能。

2 主電路結構與工作原理
以180 kHz高頻感應加熱電源為研究對象,其主電路如圖1所示。主電路由三相橋式不控整流、直流斬波和逆變電路3部分組成。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/177436.htm

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三相交流電經三相不控整流橋VD1’變成脈動的直流電,輸出給軟斬波進行功率調節(jié),再經過濾波電容Cd對電壓平滑濾波后,因Buck-Boost是反向變換器,所以接逆變器要反向,逆變輸出向串聯諧振負載提供高頻電能。


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