發(fā)布時間：2018-09-03 18:50

【摘要】：本文以感應(yīng)加熱電源為對象,研究一種以DE類功率放大器為基礎(chǔ)的全橋逆變軟開關(guān)技術(shù)。DE類功率放大器的功率器件工作在軟開關(guān)狀態(tài),可以在很高的工作頻率下保持高效率,并且DE類功率放大器對功率器件的電壓應(yīng)力要求較低。傳統(tǒng)DE類功率放大器的功率器件為MOSFET(場效應(yīng)管),這是由于場效應(yīng)管開關(guān)速度快、損耗小,工作頻率可以達(dá)到兆赫茲。但是,場效應(yīng)管的單管電流不大,不適合應(yīng)用在大功率高頻電源場合中。本文研究感應(yīng)加熱技術(shù),逆變器的輸出功率比較大,功率管選擇容量比較大的IGBT作為逆變器的功率器件。因此,本文DE類軟開關(guān)技術(shù)使用IGBT作為高頻大功率開關(guān)管。DE類功率放大器是以半橋逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的,而DE類全橋逆變是以全橋逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的。在相同工作頻率下,此種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比DE類功率放大器輸出功率擴(kuò)大了2倍,提高了輸出功率,對研究高頻大功率逆變電源提供了廣闊的前景。在感應(yīng)加熱電源的加熱過程中,諧振網(wǎng)絡(luò)中的等效負(fù)載隨著加熱環(huán)境的變化而變化,等效負(fù)載并不恒定。在逆變器諧振頻率和并聯(lián)電容容值固定情況下,DE類全橋逆變的零電壓轉(zhuǎn)換(ZVS)和零電壓導(dǎo)數(shù)轉(zhuǎn)換(ZDS)條件的實(shí)現(xiàn)方式是通過控制驅(qū)動信號的死區(qū)時間。根據(jù)DE類全橋逆變控制策略的特性選擇適合此逆變器結(jié)構(gòu)的調(diào)功方式為直流調(diào)功方式。比較兩種直流調(diào)功方式的優(yōu)缺點(diǎn),本文選擇直流斬波調(diào)功方式,并且直流斬波調(diào)功為Buck恒流源而非電壓源。為了驗(yàn)證DE類全橋逆變軟開關(guān)技術(shù)的可行性,制作了一臺實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。實(shí)驗(yàn)樣機(jī)包括前級Buck恒流源部分和后級DE類全橋逆變部分。Buck恒流源設(shè)計(jì)輸出功率為20kW,開關(guān)頻率30kHz,輸出電流調(diào)節(jié)范圍為5~50A;DE類全橋逆變設(shè)計(jì)輸出功率為20kW,IGBT工作頻率60kHz,驅(qū)動信號的占空比可調(diào)范圍為0.25~0.5。通過觀察逆變回路中正弦電流和IGBT兩端的電壓波形,并參照對DE類全橋逆變的理論分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明DE類軟開關(guān)能實(shí)現(xiàn)提高IGBT的工作頻率,并將開關(guān)損耗控制在合適的范圍。
[Abstract]:In this paper, a kind of full-bridge inverter soft-switching technology based on DE power amplifier. DE power amplifier is studied, which works in soft switching state, and can keep high efficiency at high working frequency. Moreover, the voltage stress of DE type power amplifier is low. The power device of traditional DE type power amplifier is MOSFET (Field effect Transistor), which is due to the fast switching speed and low loss of FET, and the operation frequency can reach MHz. However, the single transistor current of FET is small, so it is not suitable for high-power high-frequency power supply. In this paper, the induction heating technology is studied. The output power of the inverter is relatively large, and the IGBT with large capacity is chosen as the power device of the inverter. Therefore, the DE soft switching technology uses IGBT as the high-frequency high-power switch .DE power amplifier is based on the half-bridge inverter topology, while the DE full-bridge inverter is based on the full-bridge inverter topology. At the same operating frequency, the output power of this topology is increased by 2 times than that of DE type power amplifier, which provides a broad prospect for the study of high frequency and high power inverter power supply. In the heating process of induction heating power supply, the equivalent load in the resonant network changes with the change of heating environment, and the equivalent load is not constant. Under the condition of fixed resonant frequency of inverter and capacitance of parallel connection, the conditions of zero-voltage conversion (ZVS) and zero-voltage derivative conversion (ZDS) are realized by controlling the dead-time of driving signal. According to the characteristics of DE full-bridge inverter control strategy, the power regulation mode suitable for this inverter structure is the DC power regulation mode. Comparing the merits and demerits of the two DC power regulation modes, this paper chooses the DC chopper power modulation mode, and the DC chopper power modulation mode is a Buck constant current source rather than a voltage source. In order to verify the feasibility of DE full bridge inverter soft switch technology, an experimental prototype was made. The experimental prototype includes the front-stage Buck constant-current source and the backstage full-bridge inverter of DE class. The designed output power of the Buck constant-current source is 20kW, the switching frequency is 30kHz, and the output current regulation range is 50.50ADE full-bridge inverter design output power is 20kWN IGBT working frequency 60kHz. The adjustable duty cycle range of the driving signal is 0.25U 0.5. By observing sinusoidal current and voltage waveforms at both ends of IGBT in inverter circuit and referring to the theoretical analysis of full-bridge inverter of DE class, the experimental results show that DE soft switch can improve the frequency of IGBT and control the switching loss in an appropriate range.
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM464

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王維榮,李小軍;小型化逆變器的設(shè)計(jì)[J];電氣傳動自動化;2000年05期

2 蔣路平;風(fēng)電·光電中的逆變器選擇[J];太陽能;2003年05期

3 彭傳圣;合理定位岸邊集裝箱起重機(jī)de規(guī)格參數(shù)和技術(shù)性能(1)[J];集裝箱化;2003年01期

4 蔣路平;;風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)中逆變器的選擇[J];中國建設(shè)動態(tài).陽光能源;2005年03期

5 盛立健;張先飛;鄭建勇;;Z源逆變器的研究[J];江蘇電器;2008年02期

6 丁成偉;高鶴;趙吉利;;一種實(shí)用的車載逆變器的設(shè)計(jì)[J];今日電子;2008年03期

7 ;凱翔專業(yè)為逆變器檢測提供解決方案——逆變器負(fù)載柜[J];電源技術(shù)應(yīng)用;2009年05期

8 劉耀宏;;逆變器[J];信息系統(tǒng)工程;2010年05期

9 ;您的光伏逆變器還沒檢測?凱翔來給您支招![J];電源技術(shù)應(yīng)用;2010年11期

10 張藝東;;SPWM逆變器調(diào)制方式的研究[J];科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力;2011年05期

相關(guān)會議論文 前10條

1 牟必駿;;關(guān)于輥道電機(jī)逆變器容量的計(jì)算和選型[A];中國計(jì)量協(xié)會冶金分會2009年年會論文集[C];2009年

2 明正峰;鐘彥儒;;用于電機(jī)驅(qū)動的諧振極ZVT-PWM逆變器功耗及效率分析[A];第11屆全國電氣自動化電控系統(tǒng)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2002年

3 郭滎祥;鞏瑞春;袁紅霞;;單相SPWM逆變器重復(fù)控制技術(shù)的仿真研究[A];冶金自動化信息網(wǎng)年會論文集[C];2004年

4 于海龍;劉鋒;;一種新型便攜式逆變器的分析與設(shè)計(jì)[A];冶金自動化信息網(wǎng)年會論文集[C];2004年

5 郭榮祥;鞏瑞春;袁紅霞;;單相SPWM逆變器重復(fù)控制技術(shù)的仿真研究[A];全國冶金自動化信息網(wǎng)年會論文集[C];2004年

6 于海龍;劉鋒;;一種新型便攜式逆變器的分析與設(shè)計(jì)[A];全國冶金自動化信息網(wǎng)年會論文集[C];2004年

7 肖嵐;;逆變器綜合課程設(shè)計(jì)教學(xué)平臺的開發(fā)[A];第二屆全國高校電氣工程及其自動化專業(yè)教學(xué)改革研討會論文集（下冊）[C];2004年

8 李德華;余望;張志遠(yuǎn);余敬東;;一種新型控制方法在單相逆變器中的應(yīng)用[A];浙江省電源學(xué)會第十屆學(xué)術(shù)年會暨新能源開發(fā)與電力電子研討會論文集[C];2006年

9 楊奇;黃文新;胡育文;錢海;;應(yīng)用于異步起動機(jī)的新型L-源逆變器[A];2008中國電工技術(shù)學(xué)會電力電子學(xué)會第十一屆學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2008年

10 張超華;湯雨;謝少軍;;改進(jìn)Z源逆變器設(shè)計(jì)[A];2008中國電工技術(shù)學(xué)會電力電子學(xué)會第十一屆學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2008年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 沈書成;調(diào)教性格軟弱de孩子[N];中國醫(yī)藥報;2003年

2 記者 涂露芳;北京大型光伏逆變器基地奠基[N];北京日報;2010年

3 楊翠平;給孩子一片自主de天空[N];保健時報;2003年

4 本報記者 張子瑞;逆變器行業(yè)逆市擴(kuò)張[N];中國能源報;2011年

5 本報記者 徐建華;光伏逆變器：“寒冬”中逆勢而上[N];中國質(zhì)量報;2012年

6 本報記者 徐恒;國產(chǎn)逆變器：市場好競爭力弱[N];中國電子報;2012年

7 張志輝;致力于提供高性能的光伏逆變器[N];中國能源報;2012年

8 CUBN 記者 周洪博;光伏逆變器或提振光伏產(chǎn)業(yè)[N];中國聯(lián)合商報;2012年

9 廣東 付兵彭;簡易方波12V轉(zhuǎn)220V交流逆變器電路圖[N];電子報;2012年

10 王輝;2012年全球光伏逆變器將破70億美元[N];中國能源報;2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 趙方平;光伏并網(wǎng)逆變器關(guān)鍵問題研究[D];上海大學(xué);2015年

2 杜成瑞;零電壓軟開關(guān)三相并網(wǎng)逆變器的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究[D];浙江大學(xué);2016年

3 蔡春偉;串聯(lián)型高增益Z源逆變器及其應(yīng)用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

4 丁凱;混合多電平逆變器拓?fù)浼捌涫兄品椒ㄑ芯縖D];華中科技大學(xué);2004年

5 莊凱;輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)逆變器系統(tǒng)控制策略的研究[D];南京航空航天大學(xué);2008年

6 陳金平;多電平直流環(huán)節(jié)逆變器新型拓?fù)渑c調(diào)制方法研究[D];長安大學(xué);2013年

7 范功誠;混合動力電動車中高性能Z源逆變器控制器研究[D];華中科技大學(xué);2013年

8 單慶曉;級聯(lián)型逆變器關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2003年

9 裴雪軍;PWM逆變器傳導(dǎo)電磁干擾的研究[D];華中科技大學(xué);2004年

10 佟為明;PWM逆變器特定消諧式諧波抑制技術(shù)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);1999年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 田澤朋;DE類大功率高頻逆變器的研究與實(shí)現(xiàn)[D];鄭州大學(xué);2017年

2 蘇寶珍;基于Quasi-Z源逆變器的光伏并網(wǎng)/儲能組合控制研究[D];燕山大學(xué);2015年

3 郝鑫;并網(wǎng)微逆變器的研究與設(shè)計(jì)[D];華南理工大學(xué);2015年

4 唐鯤;基于太陽能發(fā)電的UPS的研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

5 姚樂樂;光伏逆變器的并網(wǎng)研究[D];河北聯(lián)合大學(xué);2014年

6 杜彎;三相T型三電平光伏逆變器技術(shù)研究[D];燕山大學(xué);2015年

7 馬瑜冰;地鐵再生制動能量利用方案的研究[D];西南交通大學(xué);2015年

8 王思;Z源逆變器拓?fù)浼翱刂品椒ǖ难芯縖D];西南交通大學(xué);2015年

9 李小濤;E公司光伏逆變器產(chǎn)品失敗案例研究[D];華中師范大學(xué);2015年

10 張路;容錯型三相四開關(guān)有源電力濾波器控制研究[D];山東大學(xué);2015年

，

本文編號：2220857