相对于传统电阻热效应加热或火焰加热的方式,感应加热是一种节能、高效、安全、环保的先进加热技术。经过几十年来电力电子技术的进步和发展,大容量、高工作频率、高可靠性的感应加热电源成为现今的研究热点。本文以兆赫兹级LLC感应加热电源为研究对象,采用新型宽禁带半导体SiC MOSFET器件,研究比较分时控制和并行控制下SiC MOSFET的关断损耗,对实际的超高频感应加热电源研究很有价值。同时锁相环技术在超高频感应加热电源中必不可少,本文通过FPGA实现数字锁相功能,并改善了根据负载谐振频率变化动态分频的性能,从而扩大数字锁相环的锁相范围。本文第一章对感应加热电源的背景、原理以及国内外在高频领域的研究现状、发展趋势进行介绍,在介绍过相关高频感应加热电源拓扑的基础上,分析了本课题的研究内容和意义。第二章首先介绍了本文采用的电压型感应加热电源拓扑及其工作原理,比较分析了LC谐振负载和LLC谐振负载各自的负载特性及其优缺点,考虑到LLC结构不需要外加负载匹配变压器以及易于提高系统功率的特点,最后决定采用LLC谐振负载。然后介绍了分时控制和并行控制两种工作时序,通过两种理论方法计算比较了分时控制和并行控制下功率器件的关断损耗,得出普适性结论。第三章首先介绍了基于FPGA内嵌数字锁相环芯片及传统数字锁相环结构,针对传统锁相环锁相范围小的问题,本文对输入电压信号实时进行频率计数并定时更新,使得锁相环系统根据负载谐振频率的改变实时调节动态分频值,达到扩大锁相范围的目的。此外,本章还介绍了锁相外围电路、驱动电路以及斩波控制电路中相应环节,分析了其工作原理和设计方案。第四章介绍了SiC超高频LLC感应加热电源样机系统中的主电路设计及关键元器件的参数和选型,最后搭建了兆赫兹级感应加热电源实验平台。第五章首先通过PSIM软件对并行控制和分时控制下的逆变电路仿真比较,然后在搭建的实验平台进行兆赫兹级的感应加热电源试验,包括多个工作频率以及两种控制方式等不同工况,最终研制了一台1kW/1MHz感应加热电源。第六章对本文的研究内容加以总结,并在此基础上提出后续展望。