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感应加热电源是一种利用半导体功率器件作为核心元件制作的开关型电源装置,它是利用电磁感应原理把电能转化为热能的设备。相比较传统的加热设备,感应加热电源具有极大的优势,在现在的工业生产中有着极为广泛的应用。 本课题设计了一种利用串联IGBT作为开关元件的感应加热电源,相比较现在普遍使用的串联和并联谐振式的感应加热电源,它具有工作安全可靠,控制电路简单等优点。本课题的工作主要分为三个部分,即:电源电路结构的构思与选用;基于该结构的感应加热电源的设计;以及在该电路结构下IGBT串联均压问题的探讨与研究。 该电源是以一种E类逆变器的电路结构为基础。E类逆变器是一种工作在软开关模式下的逆变器结构,它的特点是具有极高的效率,这一点对于用来提供能源的电源设备来说,也是非常关键的。本文给出了关于传统逆变器的必要分析,并在传统E类结构的基础上,找到了一种结构更加简单的E类逆变器实现电路,在构思该电路的时候,考虑了对可能出现的IGBT串联均压问题的解决,该解决方法在后面的实验中得到了验证。 基于该逆变器结构,本文设计了一种要求三相交流输入,输出功率达到10kW的感应加热电源,给出了该系统的设计参数,并通过了仿真验证。同时设计了该电源的驱动控制电路,并最终给出了该电源的实际调试结果。 IGBT的串联使用是提高系统电压容量的一种方法,但在实际应用中会出现串联的IGBT由于电压不均衡而损坏的问题。在本系统中,也存在着需要靠两个IGBT的串联来提高耐压级数的情况。在本文的最后,通过仿真辅助对基于本系统中E类结构的均压问题进行了比较详细的分析,并提出了一种较为简单有效的解决方案,然后根据该解决方案对设计的感应加热电源进行了参数修正,使得本系统在出现均压问题的时候也能输出所需达到的功率。