基于IGBT的20kW電磁感應(yīng)加熱設(shè)備的研究.pdf

1、電磁感應(yīng)加熱技術(shù)不同于傳統(tǒng)的加熱方式，與常見的電熱絲加熱技術(shù)、遠(yuǎn)紅外加熱技術(shù)、微波加熱技術(shù)相比，它具有非接觸式加熱、高效節(jié)能、環(huán)保安全的優(yōu)點(diǎn)。感應(yīng)加熱技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)使得電磁感應(yīng)加熱裝置不僅在家用電器領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，而且推廣到了淬火，熔煉等工業(yè)領(lǐng)域。近些年，隨著電力半導(dǎo)體器件的革新，電磁感應(yīng)加熱逐步向高頻化、大容量化、智能化的方向發(fā)展。本論文以20kHz/20kW感應(yīng)加熱設(shè)備為研究對(duì)象，采用半橋并聯(lián)諧振電路，對(duì)大功率高頻感應(yīng)加熱設(shè)備的硬件電

2、路和軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。
　　雖然功率器件MOSFET能夠?qū)崿F(xiàn)高頻工作，但是它的電壓、電流容量等級(jí)低，且導(dǎo)通損耗高。為解決這一難題，易實(shí)現(xiàn)電源高功率化的絕緣柵雙極晶體管(IGBT)應(yīng)運(yùn)而生。IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)，是由BJT和MOS管組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，它既有MOSFET的高輸入阻抗的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還具有GTR的低導(dǎo)通壓降的優(yōu)點(diǎn)。本論文以IGBT作為核心開關(guān)器件，對(duì)電磁感應(yīng)加熱的過程進(jìn)行了分析。在硬件電路

3、方面，論文包括工作檔位和溫度顯示電路，鎖相電路，半橋并聯(lián)諧振電路，IGBT驅(qū)動(dòng)電路等，這些電路實(shí)現(xiàn)了對(duì)加熱設(shè)備的智能化監(jiān)控和保護(hù)，多檔位功率輸出，以及對(duì)開關(guān)頻率的追蹤。在軟件設(shè)計(jì)方面，論文以S3F9454為核心控制芯片，運(yùn)用 AD采樣原理，對(duì)功率檔位信號(hào)，供電電壓等級(jí)信號(hào)，溫度信號(hào)等五路模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，并用數(shù)碼管顯示每路信號(hào)所處檔位等級(jí)及IGBT的當(dāng)前溫度。軟件設(shè)計(jì)不僅可使電路出現(xiàn)異常時(shí)，程序會(huì)通過關(guān)斷驅(qū)動(dòng)信號(hào)關(guān)斷機(jī)器，并開啟蜂鳴器報(bào)