[毕业设计] 中频感应加热电源的设计 [复制链接]

资料简介：
　　毕业设计 中频感应加热电源的设计，共46页，24886字。
　　
目录
　　
引言    1
　　
1  绪论    2
　　
1.1 感应加热的工作原理    2
　　
1.2 感应加热电源技术发展现状与趋势    3
　　
2  感应加热电源实现方案研究    5
　　
2.1 串并联谐振电路的比较    5
　　
2.2 串联谐振电源工作原理    7
　　
2.3 电路的功率调节原理    8
　　
2.4 本课题设计思路及主要设计内容    8
　　
3  感应加热电源电路的主回路设计    9
　　
3.1 主电路的主要设计元器件参数    9
　　
3.2 感应加热电源电路的主回路结构    9
　　
3.2.1主回路的等效模型    10
　　
3.2.2整流部分电路分析    13
　　
3.2.3逆变部分电路分析    15
　　
3.3 系统主回路的元器件参数设定    16
　　
3.3.1整流二极管和滤波电路元件选择    16
　　
3.3.2IGBT和续流二极管的选择    17
　　
3.3.3槽路电容和电感的参数设定    18
　　
4  控制电路的设计    19
　　
4.1控制芯片SG3525A    19
　　
4.1.1内部逻辑电路结构分析    20
　　
4.1.2芯片管脚及其功能介绍    21
　　
4.2 电流互感器    23
　　
5  驱动电路的设计    24
　　
5.1 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）对驱动电路的要求    24
　　
5.1.1门极电压对开关特性的影响及选择    24
　　
5.1.2门极串联电阻 对开关特性的影响及选择    25
　　
5.2 IGBT过压的原因及抑制    25
　　
5.3 IGBT的过流保护    26
　　
5.3.1设计短路保护电路的几点要求    27
　　
5.4 集成光电隔离驱动模块HCPL-316J    27
　　
5.4.1器件特性    27
　　
5.4.2芯片管脚及其功能介绍    28
　　
5.4.3内部逻辑电路结构分析    28
　　
5.4.4器件功能分析    29
　　
5.4.5驱动电路的试验和注意问题    30
　　
6  辅助直流稳压电源    31
　　
6.1 三端固定稳压器    31
　　
6.2 本次设计用的的电源    32
　　
6.2.1 18伏，15伏稳压电压电源    32
　　
6.2.2 ±12伏，±5伏双路稳压电源    32
　　
6.2.3元器件选择及参数计算    33
　　
7  硬件调试    34
　　
8  结论    35
　　
致谢    37
　　
参考文献    38
　　
附录一 整体电路原理图    39
　　
附录二控制电路PCB    40
　　

　　
摘要
　　
中频感应加热以其加热效率高、速度快，可控性好及易于实现机械化、自动化等优点，已在熔炼、铸造、弯管、热锻、焊接和表面热处理等行业得到广泛的应用。
　　
本设计根据设计任务进行了方案设计，设计了相应的硬件电路，研制了20KW中频感应加热电源。
　　
本设计中感应加热电源采用IGBT作为开关器件，可工作在10 Hz～10 kHz频段。它由整流器、滤波器、和逆变器组成。整流器采用不可控三相全桥式整流电路。滤波器采用两个电解电容和一个电感组成Ⅱ型滤波器滤波和无源功率因数校正。逆变器主要由PWM控制器SG3525A控制四个IGBT的开通和关断，实现DC-AC的转换。
　　
设计中采用的芯片主要是PWM控制器SG3525A和光耦合驱动电路HCPL-316J。设计过程中程充分利用了SG3525A的控制性能，具有宽的可调工作频率，死区时间可调，具有输入欠电压锁定功能和双路输出电流。由于HCPL-316J具有快的开关速度（500ns），光隔离，故障状态反馈，可配置自动复位、自动关闭等功能，所以选择其作为IGBT的驱动。
　　
对原理样机的调试结果表明，所完成的设计实现了设计任务规定的基本功能。此外，为了满足不同器件对功率需要的要求，设计了功率可调。这部分超出了设计任务书规定的任务。
　　
关键词：感应加热电源；串联谐振；逆变电路；IGBT

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