感应加热电源以其简单可靠的运行,在工业和生活中得到了广泛的应用,其中,中频感应加热电源以节能、高效等优点占有更大的市场比例。由于晶体生长需要严格的温场控制,所以感应加热电源在晶体生长应用时需要进行精准的功率控制。本文以移相调功的方式设计并研制一台60kW/2.5kHz的中频感应加热电源。本文首先介绍了感应加热电源的现状和发展趋势,选定中频感应加热电源为本文的主要研究对象,其次介绍了晶体生长的背景和原理。并对串联感应加热电源和并联感应加热电源进行了拓扑结构和负载特性的分析和比较,详细介绍了两种拓扑的优缺点,最后选定串联谐振逆变器为本方案的主拓扑;针对目前在串联感应加热电源中的控制方式,对不同的调功控制策略给予了对比分析,选定最为合适的移相调功为本电源的控制策略,并从谐振逆变器的工作模式和频率跟踪的角度进行了详细的分析和研究,在以TMS320F28335为控制核心的基础上实现了功率和电流的双闭环调节。介绍了 TMS320F28335的外围电路和主要功能的软件实现。此外,对串联谐振逆变器进行了合适的负载匹配,对主功率器件进行了计算和选型。最后,用PSIM对本文研究的中频感应加热电源的电气参数进行了仿真分析并根据理论要求对设计的中频感应加热电源进行实验验证。实验证明了上述理论的正确性,实现了负载频率的跟踪。对实验数据进行了测试,从效率和功率因数以及输出功率等方面对电源进行了评估,表明电源运行情况良好,基本符合预期目标。