新型Buck-Boost變換器在感應(yīng)加熱電源中的應(yīng)用
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2．2 180 kHz倍頻逆變電路工作原理
為設(shè)計180 kHz的高頻感應(yīng)加熱電源，采用大功率自關(guān)斷功率器件IGBT。通過在各逆變橋的IGBT上分別并聯(lián)一個IGBT來實現(xiàn)，每組并聯(lián)的IGBT輪流工作，頻率為90 kHz，使負載頻率為開關(guān)管工作頻率的2倍，實現(xiàn)輸出為180 kHz的高頻感應(yīng)加熱電源，間接拓寬了．IGBT’使用頻率。在分析感應(yīng)加熱過程中，逆變器輸入端可等效為一個電壓源，電路的穩(wěn)定運行狀態(tài)在一個周期內(nèi)可分為6個運行階段，圖3示出了電路的工作模式。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/177436.htm
為防止直通燒壞器件，上、下橋臂不能同時開通，必須要有一段死區(qū)時間。各階段運行如下：
設(shè)C1～C4為IGBT的CE極間結(jié)電容。初始狀態(tài)VD11，VD41導(dǎo)通，負載諧振電流io為負，并向Cd反充電，此時流過開關(guān)管VT11和VT41的電流為零，其兩端電壓也為零，可實現(xiàn)零電流零電壓開通。
模態(tài)1[t0～t1] t0時刻，io反向，VT11，VT41在零電流零電壓下導(dǎo)通，電流經(jīng)VT11→負載→VT41形成正向電流。
模態(tài)2[t1～t2] t1時刻，io=0，下一時刻，io為正，VT11，VT41繼續(xù)導(dǎo)通，電流逐漸增大。
模態(tài)3[t2～t3] t2時刻，VT11，VT41在零電壓(ZVS)下關(guān)斷。VD21，VD31在C1～C4的作用下零電壓導(dǎo)通，io為正，并向Cd反充電。L，C與C1～C4共同諧振，C2，C3放電，C1，C4充電。
模態(tài)4[t3～t4] t3時刻，開通VT21，VT31，uab過零變正，VT11、VT31承受反向正弦電壓，電流經(jīng)VT21→負載→VT41形成反向電流。
模態(tài)5[t4～t5] t4時刻，io=0，由于VT21，VT31導(dǎo)通，下一個時刻，io為負，L，C與C2～C3共同諧振，C1，C4放電，C2，C3充電。
模態(tài)6[t5～t6] t5時刻，VD11，VD41在C1～C4的作用下零電壓導(dǎo)通，此時換流結(jié)束。
在緊接著的后一個周期里VT12，VT42，VT22，VT32輪流導(dǎo)通，其導(dǎo)通過程和VT11，VT41，VT21，VT31相同。通過并聯(lián)的IGBT分時導(dǎo)通，拓寬IGBT的使用范圍，提高輸出頻率。
3 系統(tǒng)設(shè)計
圖4為中頻感應(yīng)加熱的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
它主要有主電路、控制電路、故障檢測及保護電路和頻率跟蹤電路。系統(tǒng)以TMS320F2812型DSP和EPM1270GT144C5型CPLD為控制核心，實現(xiàn)對電源的驅(qū)動信號控制、頻率跟蹤控制、功率閉環(huán)調(diào)節(jié)控制、邏輯保護等功能。DSP實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集處理、PI數(shù)字調(diào)功、設(shè)置、保護及軟斬波器的驅(qū)動等功能控制。CPLD控制模塊由自／他激切換電路、鎖相模塊、PWM及死區(qū)模塊等組成，實現(xiàn)對感應(yīng)加熱逆變器的頻率控制，經(jīng)過脈沖分配模塊產(chǎn)生8路驅(qū)動脈沖驅(qū)動逆變模塊。
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