热处理行业是装备制造业的四大基础工业之一,也是提升我国整体机械制造水平的重点产业之一。感应加热技术是一种非接触式的加热手段,从其诞生以来,因其高效、节能、环保等优点,其广泛应用于工业加热的各个方面。随着近几十年电力电子技术的不断发展,高可靠性、高频大容量感应加热技术已经成为研究的热点。本文以LLC谐振负载感应加热电源为研究对象,针对传统扫频调功方式下功率管关断损耗较大的问题,采用并联电容的方式来降低关断损耗,并提出选取电容值的计算方法,对实际的工程应用很有价值。同时针对在固定死区时间下电路无法在宽输出范围内实现ZVS的问题,本文提出一种变死区时间扫频控制方法,使得系统可以在宽输出范围内保持功率管ZVS,同时本文还提出了非ZVS状态保护电路设计方案。本文第一章首先介绍感应加热的基本原理以及国内、国外的研究现状和将来的发展趋势,最后介绍了本课题的研究内容和意义。第二章首先介绍两种电压型感应加热电源的拓扑和工作原理,与LC串联结构相比,LLC串并联结构有着不需要额外的匹配变压器以及易于扩容的优点。然后介绍调节输出功率的方法,主要介绍了移相调功和扫频调功两种方法。经过对比,最后决定采用更简单的扫频调功控制方法。第三章首先介绍在扫频调功方式下,功率管存在关断损耗比较大的问题,接着提出在功率管两端并联电容的方法来降低关断损耗。先推导关断损耗比的表达式,根据表达式来选取并联电容的数值而不是通过实际测试来得到电容值。在并联电容后,采取变死区时间的扫频控制方法,在宽输出范围满足功率管ZVS要求。经过并电容和变死区控制,不仅降低了关断损耗,还确保了系统功率管ZVS开通,从而提高了功率管的寿命和电路的可靠性。最后还分析了在变死区控制下电路失去ZVS的状况以及解决方案。第四章介绍LLC感应加热系统的主电路和控制电路,确定了关键元件的参数,最后搭建了LLC谐振负载感应加热电源平台。第五章先是根据电路的参数进行Psim仿真,得到仿真波形进一步验证第三章提出的方法,然后引入实验结果来进一步验证所提出方法的正确性。