本设计采用半桥拓扑结构,利用大功率开关器件实现DC-AC逆变,利用谐振原理将开关管的开关损耗降到最低,提升整机的效率包括热转换效率,由于电磁加热技术隶属于不接触加热,所以优点诸多,虽然只能局限于金属工件的加热、熔炼,但是通过间接转换,也可实现塑料制品的塑封、熔炼。电磁加热可取代传统的加热方式,并且节能环保,加热速度大幅度提升,所以这项技术有很大的上升发展空间。

该加热系统采用半桥拓扑与串联谐振构成功率变换器的主电路,高导磁铁氧体降低了高频下的磁滞损耗。控制电路采用ARM cortexM3内核的STM32可编程器件,实现了驱动电平信号的生产,高速ADC的采样,以及开机浪涌、软启动等功能。

实验过程中由于经验不足,走了很多弯路,这是刚开始时的电路板,元器件的选择还不是很合理。

对于感应加热电源,将来的发展趋势是进一步提高开关频率,减小源体积。但是开关频率的提高必然导致开关损耗的增加,所以要求实现开关管的软开关 技术。 而目前比较常用的软开关技术为变频控制,然而 变频控制又带来设 计 参数困 难,输出功率不线性变化,以及很难实现轻载输出等缺点。所以下一阶段希望能 研究其它方式的软开关技术比如恒频控制的软开关技术,来解决这些问题。恒频控制的逆变器,可以解决变频控制所具有的一些缺点。比如可以拓宽输出功率的方法,很容易让输出功率接近空载,而且可以简化谐振电路的设计难度。但是恒频控制的逆变器要实现软开关比较困难,所以如何实现软开关将作为以后的研究的主题 。

传一个加热短片,也不知道能不能播放:

http://www.tudou.com/programs/view/cvF_6botsUk/

主电路采用半桥结构,串联谐振。由于MOSfET是正温度系数,易实现并联扩容,所以就没有用IGBT。

zxw135933
LV.3
22
2014-07-10 13:32
半桥实现恒频控制难度大大的,半桥电磁加热基本是属于调频调功的,随着频率接近固有谐振频率,功率逐渐增大到最大值!

在半桥控制中,关键问题在于控制频率接近固有谐振频率时,如何进行锁相让谐振频率略大于谐振频率!这里才是半桥电磁加热控制的精髓!

目前一般有那么几种方法

1 传统的方法是采用包络平均值比较法 市场上半桥加热 大多数采用这种方法!

2 采用数字相位检测

3 我设计一种新型检测方式 硬件自适应 谐振追踪法,该方法可适用于全桥半桥电磁加热,开关电源!

目前开关电源方面的试验还没有验证!

zxw135933
LV.3
22
2014-07-10 13:32
半桥实现恒频控制难度大大的,半桥电磁加热基本是属于调频调功的,随着频率接近固有谐振频率,功率逐渐增大到最大值!

在半桥控制中,关键问题在于控制频率接近固有谐振频率时,如何进行锁相让谐振频率略大于谐振频率!这里才是半桥电磁加热控制的精髓!

目前一般有那么几种方法

1 传统的方法是采用包络平均值比较法 市场上半桥加热 大多数采用这种方法!

2 采用数字相位检测

3 我设计一种新型检测方式 硬件自适应 谐振追踪法,该方法可适用于全桥半桥电磁加热,开关电源!

目前开关电源方面的试验还没有验证!


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  1. 【2015电设赛前准备】电磁感应加热器(附加热过程视频+原理图)

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