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洛阳理工学院毕业设计（论文）
2.4.1 串并联逆变器拓扑结构 ................................................... 14 2.4.2 串并联谐振逆变器拓扑电路的对偶关系 ....................... 15 2.4.3 串并联谐振优缺点比较 ................................................... 16 第3章功率调节方案的选择 ................................................................. 17 3.1 整流单元调功 ............................................................................ 17 3.2 直流单元调功 ............................................................................ 18 3.3 逆变单元调功 ............................................................................ 18 3.3.1 脉冲频率调制方式(PFM) ................................................ 19 3.3.2 脉宽移相调制(PS-PWM) ................................................. 20 3.3.3 脉冲密度调制方式(PDM) ................................................ 21 3.4 功率调节方案确定 .................................................................... 21 第4章主电路参数选择与设计 ............................................................. 22 4.1 整流电路参数计算 .................................................................... 22 4.1.1 整流桥的选取 ................................................................... 22 4.1.2 滤波电容的选取 ............................................................... 23 4.2 逆变开关的选择 ........................................................................ 25 4.3 谐振回路参数选择 .................................................................... 25 第5章控制电路的设计 ......................................................................... 27 5.1 处理器的选择 ............................................................................ 27 5.2 移相控制芯片UC3895 .............................................................. 27 5.2.1 UC3895的电气特性和管脚.............................................. 28
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5.2.2 移相全桥控制电路 ........................................................... 30 5.3 驱动电路的设计 ........................................................................ 31 5.3.1 驱动电路的方案 ............................................................... 31 5.3.2 IR2110驱动电路的设计 ................................................... 33 5.4 频率跟踪电路的设计 ................................................................ 35 5.4.1 锁相环原理和CD4046结构 ........................................... 35 5.4.2 CD4046频率跟踪电路 ...................................................... 37 5.4.3 锁相环的起动 ................................................................... 37 5.5 控制系统的软件设计 ................................................................ 40 5.5.1 软件设计思想 ................................................................... 40 5.5.2 控制系统的程序流程图 ................................................... 40 第6章结论 ............................................................................................. 42 谢辞 ......................................................................................................... 43 参考文献 ................................................................................................. 44 附录 ......................................................................................................... 46 外文资料翻译 ......................................................................................... 51
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前言
感应加热具有加热速度快、热效率高、适用于局部加热、产品质量好、无环境污染、易于实现生产自动化等优点，其功率密度在被加热工件内的分布可方便地通过频率的选择和感应圈的合理设计而得到。目前，感应加热技术已广泛应用于金属熔炼、铸造、焊接、热处理、热锻造等热加工工艺.对于小型工件的表面热处理或超小型小工件的加工和焊接，则要求功率更加集中、输出频率更高，但是频率提高受到器件自身开关速度和技术工艺的限制。提高感应加热的功率和频率，一直是感应加热领域研究的重点与难点。
本文主要对200KHz/10KW的高频炉进行设计，计算了整流和逆变部分的元器件参数；在计算结果的基础上选择了合适的三相不控整流模块、滤波电容、MOSFET开关模块和谐振电路的元器件；通过对几种驱动电路的比较，结合容量和开关器件，设计了合适的驱动电路。为保证电源正常运行，并使逆变器始终工作在功率因数接近或等于1的准谐振或谐振状态，以实现逆变器开关器件的零电流或零电压开关，设计了以传统模拟锁相环CD4046为核心的频率跟踪电路，并研究了电路的启动方式。论文的目的旨在研究感应加热电源的工作原理，设计加热电源主电路，并设计使用单片机（或DSP）实现电源控制电路，使电源运行更加稳定可靠，并能对过压、过流、缺相、控制电源欠压等故障进行保护。
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第1章绪论
1.1 感应加热的基本知识
1.1.1高频炉简介
高频炉又名高频加热机、高频感应加热设备、高频感应加热装置、高频加热电源、高频电源、高频电炉、高频焊接机、高周波感应加热机、高周波感应加热器(焊接器)等，是目前对金属材料加热效率最高、速度最快、低耗、节能、环保型的感应加热设备。
1.1.2感应加热优点及应用
现在，感应加热应用范围越来越广，已经深入到国民经济的各个领域，如冶金、机械制造、轻工、石化、电子等。感应加热比之传统的加热方式具有下列的一些特点、优点[1]：
1、加热速度快，效率高，容易实现高功率密集。由于感应加热是从金属内部即从金属的电流透入深度层开始加热，这样就很大程度地节省了热传导的时间，因此加热速度快，生产效率可达60%以上。
2、采用非接触式加热方式，在加热过程中不易渗入杂质。
3、加热温度由工件表面向内部传导或渗透，具有精确的加热深度和加热区域，并易于控制。
4、工件损耗少，被加热物的表面氧化少。
5、节能环保，作业环境好，几乎没有热，噪声和灰尘，而且占地少，适合现代环保的要求。
6、工作容易，加热均匀，产品质量好，且能加热形状复杂的工件。 7、自动化程度高，对于感应加热装置，可频繁的起停，控制温度的精度高。 8、可对工件进行局部加热。
1.1.3感应加热基本原理
感应加热是根据电磁感应原理，利用涡流对置于交变磁场中的工件进行加热。高频交变电流通过线圈产生交变的磁场，当磁场内磁力线通过待加热金属
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