【摘要】：隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,新型的功率半導(dǎo)體器件正在越來越廣泛地應(yīng)用于感應(yīng)加熱電源等功率變換設(shè)備中,并取得良好的效率。與此同時(shí),一系列新型的微控制器的使用,大大簡化了傳統(tǒng)的以分離元件為主的模擬控制電路,使功率變換器拓?fù)涞谋Ｗo(hù)更全面,控制系統(tǒng)也越來越數(shù)字化、智能化。相比這些微電子技術(shù)的發(fā)展,感應(yīng)加熱電源的逆變拓?fù)浜涂刂撇呗园l(fā)展較為緩慢。傳統(tǒng)的逆變拓?fù)淙珉妷涸慈珮蚰孀?由于寄生電感的存在,其開關(guān)器件面臨著電壓尖峰的問題,尖峰不僅造成系統(tǒng)效率下降,還會(huì)引起電磁干擾。使用較多的功率控制算法,如頻率調(diào)功控制算法,由于逆變器在低輸出功率時(shí)的效率也較低,因而難以滿足全功率范圍高效的功率輸出,其它控制算法如移相控制、脈沖密度控制也都存在各種控制或者易用性的問題。為了詳細(xì)分析電壓型逆變器控制算法存在的問題,本文列舉了常見的功率控制算法,包括頻率控制、移相控制、脈沖密度控制等。對于這些控制算法,文章著重分析它們的一系列特性,包括:輸出功率的范圍,輸出功率的分辨率,器件的零電壓開關(guān)狀況,輸出效率,易用性等。具體的分析方法包括:建立模型,理論、數(shù)值計(jì)算,時(shí)序狀態(tài)跟蹤,重要參數(shù)繪圖等。通過這些分析,指出了這些控制方式的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。為了分析電壓源全橋逆變中寄生參數(shù)造成的問題,文章著重計(jì)算了寄生電感對電路的影響;為降低寄生電感,對廣泛使用的疊層母排進(jìn)行建模和計(jì)算,并得出優(yōu)化方法。為了解決傳統(tǒng)逆變器控制方式上的缺點(diǎn),本文提出了非對稱頻率控制策略,通過采用不同的開關(guān)頻率驅(qū)動(dòng)逆變器的兩個(gè)橋臂,使逆變器的輸出功率的范圍發(fā)生較大變化,在每個(gè)子功率范圍內(nèi),開關(guān)頻率只需在較小范圍內(nèi)變化即可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的功率覆蓋。因而逆變器可以獲得連續(xù)的輸出功率和連續(xù)的電流以及較高的輸出效率。文章中分析了非對稱頻率控制策略的實(shí)現(xiàn)過程,對其輸出功率和效率進(jìn)行了理論計(jì)算,并采用了基于DSP控制的感應(yīng)加熱電源試驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行了驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了理論計(jì)算的正確性,也證明了非對稱頻率控制策略能較好地解決傳統(tǒng)控制所面臨的問題,是一種較理想的控制方式。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM924.01;TM464

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本文編號：2562072