200kW_400kHz固态高频感应加热电源

毕业设计说明书题目: 中频感应加热电源的微机系统控制设计学院名称：电气工程学院班级：学生姓名：学号：指导教师：教师职称：教授目次1 概述 (1)1．1 应用背景和意义 (1)1．2 国内外的发展状况 (1)1．3 本课题的设计任务及要求 (1)2 方案论证 (3)2．1 感应加热电源的基本工作原理 (3)2．2 中频感应加热电源的基本结构 (4)2．3 逆变器的选择 (5)3 主电路的设计 (8)3．1 整流电路的设计 (8)3.1.1 整流电路的选择 (8)3.1.2 整流电路的原理 (8)3．2 逆变电路的设计 (10)3.2.1 逆变电路的结构 (10)3.2.2 逆变电路的工作原理 (11)3.2.3 PWM逆变电路的设计 (12)4 控制电路的设计 (13)4．1 控制电路的作用 (13)4．2 控制电路的结构和原理 (14)4．3 控制芯片的设计 (14)4．4 温度传感器设计 (15)4．5 上位机接口模块的设计 (16)4．6 驱动电路的设计 (17)5 控制器软件设置 (19)5．1 单片机软件设置 (19)5．2 定时器捕捉中断方式 (21)总结 (22)致谢 (23)参考文献 (24)附录 A (26)附录 B (27)1 概述二十世纪末感应加热技术才被普遍应用，因为它不仅具有加热速率高、加热效率高、加热均匀等优点，而且还具有可选性、质量高、低污染、可控能力好和生产自动化等特点，因此能够迅速广泛的发展。

1．1 应用背景和意义在国外，感应加热技术已经日益成熟。

在铸造领域，双联熔炼工艺已经得到了快速发展。

在锻造领域，可以利用感应加热完成快速透热热锻，并且材料的利用率高达90%，锻件表面的光滑度可小于40μm。

在焊接领域，国外正大力发展全固态大功率电源。

在我国，因为铸件的使用量大，所以铸造行业正以炉熔炼为主，但是温度及成分控制能力差，废品率高，即使较好的铸造业废品率也只能为5%—16%间，但一般铸造废品率高达20%。

一、前言感应加热技术起始于1831年，当年11月法拉弟将两根线围绕在同一个铁环上，他发现给一个线圈加上交流电时，另一个线圈内有感应电压产生。

以上述现象为基础，随后几十年中，科学家们发明了各种装置来得到高频交流电。

随着人们对电磁感应现象认识的加深，人们知道处于交变磁场中的导体会发热，但是在近一百年的时间里，电磁感应原理被广泛应用于电动机、发电机、变压器和射频通讯装置中，而在这些设备中电路和磁路的热效应均被看作是有害的副效应人们对这种发热现象采取避免的措施。

直到19世纪末期人们才开始利用这种现象进行有目的的加热，熔炼等，才有了现在感应加热的概念。

Foucault，Heavisid以Thomoson等人对涡流理论的研究分析，加速了感应加热应用于工业领域的过程。

首先应用的领域是金属熔化。

最初的金属熔化装置都使用金属或者其它导电的坩埚，后来又发明了使用不导电坩埚的感应熔化装置。

在1927感应加热还主要应用在对钢质工件表面淬火。

米德瓦勒钢铁公司是最早利用感应加热对轧钢便表面进行加热淬火，用来提高金属产品的耐磨性和耐疲劳力，此项技术一直被广泛应用至今长盛不衰。

俄亥俄克拉克机轴公司作为美围最大的柴油机曲轴公司，他们公司采用的感应加热技术对曲轴表面进行淬火，这是世界上第一次利用感应加热进行工业化大批量生产。

同样感应加热技术在管状物的内孔表面进行淬火、对车轴和汽车缸筒的加热处理等方面也有广泛的使用。

第二次世界大战时期，在军工的热处理方面的广泛应用从而推动了感应加热技术的长足发展，例如回收利用报废的穿甲弹，使用高频感应加热设备对坦克履带、销钉和链轮等进行加热淬火，对枪筒炮筒的材料进行精细的锻造预热。

感应加热技术经过近百年的发展取得了很多重大的成果，尤其是二十世纪五十年代以后，固态电力电子器件的出现与发展，使感应加热技术和现代化的工业生产发生更紧密的联系，在现代工业生产中发挥了重大的作用，世界各国普遍重视感应加热技术的研究发展。

200KW感应加热电源主电路设计感应加热是一种利用感应电流在导体中产生热量的加热方法。

在感应加热过程中，交流电源产生的高频电流通过线圈产生的磁场，使导体产生感应电流，从而产生热能。

设计一台200KW感应加热电源主电路，需要考虑到电源输入和输出的一系列参数，并合理选择电路元件和安全措施，以确保电源的稳定运行和安全使用。

首先，根据设备的功率要求，200KW的感应加热电源需要选择一个适当的交流电源，一般为三相交流电源。

然后，根据电源的额定电压和频率，选择适当的变压器进行电压的变换和降压，以满足感应加热设备的工作电压要求。

接下来，设计电源的整流电路，将交流电源输出的交流电转换为直流电。

常见的整流电路有单相和三相整流电路，根据电源的类型和效率需求选择适当的整流电路。

在整流电路之后，需要设计滤波电路，以减小输出电压的纹波和提高电源的稳定性。

滤波电路可以选择电容滤波器和电感滤波器，根据要求选择合适的滤波器参数。

在感应加热电源中，还需要设计功率逆变电路，将直流电转换为高频交流电。

通过调制和驱动电路，将直流电源转换为高频电源，以满足感应加热设备的工作频率要求。

一般使用功率MOSFET进行功率逆变，通过PWM调制控制来实现输出电功率的调节。

此外，在主电路设计中还需要考虑电源的输出保护。

为了保护电源和感应加热设备的安全运行，可以增加过流保护、过压保护和过温保护等措施。

这些保护电路可以选择使用电阻、熔断器、热敏电阻等元件进行设计。

最后，在主电路设计中需要考虑线路的散热和接地问题。

为了保证电源的稳定性和安全性，要选择适当的散热器，进行余热的散发和散热。

并且，在主电路的接地设计中，要确保电源的接地与感应加热设备的接地相互独立，避免干扰和安全隐患。

总之，200KW的感应加热电源主电路设计需要综合考虑交流电源选择、变压器选择、整流电路设计、滤波电路设计、功率逆变电路设计、输出保护设计、散热设计和接地设计等多个因素，以确保电源的稳定运行和安全使用。

基于DSP的50KW200KHZ高频感应加热电源的硬件设计摘要：高频电源及感应加热技术目前对金属材料加热效率最高、速度最快，且低耗环保。

它已经广泛应用于各行各业对金属材料的热加工、热处理、热装配及焊接、熔炼等工艺中。

它不但可以对工件整体加热，还能对工件局部的针对性加热；可实现工件的深层透热，也可只对其表面、表层集中加热；不但可对金属材料直接加热，也可对非金属材料进行间接式加热。

因此，感应加热技术必将在各行各业中应用越来越广泛。

本文采用先进的数字信号处理器TMS320LF2407A作为控制器，设计一套基于DSP的全数字控制的感应加热电源的硬件设计及实验数据。

关键词：感应加热；整流；斩波；逆变一、系统总体结构本文设计的高频感应加热电源系统框图，以TMS320LF2407A作为主控制芯片对系统进行设计。

整流电路采用三相全桥不控整流电路，利用Buck变换器设计直流斩波调压电路，逆变电路为单相全桥逆变电路，感应装置包括逆变高频变压器、谐振电容和感应线圈。

直流电压电流采样调理电路将直流母线电压和电流转换后送入DSP的AD模块进行功率闭环控制；负载电压电流采样调理电路将负载电压电流转换后送入DSP的捕获模块进行频率跟踪控制；驱动电路将DSP的控制脉冲隔离放大后，控制逆变电路的功率开关器件；故障检测为系统提供保护措施，故障综合将所有的系统故障综合后向DSP系统发出故障中断请求，并封锁触发脉冲；键盘和液晶显示屏通过DSP的I/O实现人机交互界面；DSP通过串口与上位PC实现通讯，进行信息的相互传输。

图1 基于 DSP 的感应加热电源控制电路系统框图二、主电路参数设计与器件选择主电路的拓扑结构如图二所示，其中L为谐振电感，C为谐振电容，Cf为直流滤波电容，VB为三相整流桥，VT0为IGBT,VT1、VT2,、VT3、和VT4为MOSEFT。

感应加热电源的主要设计参数：额定输出功率：PN＝50kW；斩波器工作频率：ƒs＝10kHz；逆变工作频率：ƒ＝200kHz；输入电源：三相交流380V/50Hz;变压器变比为10 :1。

交流电源频率应用说明
1.世界各地基础电源类别
使用者不仅可以模拟世界各地电压和频率（40～70Hz）作测试应用；
典型成熟应用：（1）中国：3相380V，单相220V，50Hz；
（2）日本：3相220V，单相110V，50(东)/60(西)Hz
（3）台湾：3相220V，单相110V，60Hz；
2.航空及军工行业
中国： 400Hz,1000HZ频率的国防军事侦测、航空电子及航海、通讯等应用设备.
3.中频电源领域（开始有较大辐射）
(1) 中频冶炼：0.2k~0.5kHz
(2) 一般感应加热：0.5k~25kHz，我司2010年调试一台频率2k~3kHz的中频感应加热电源；
(3) MO机进口机感应（RF）加热:3k~100kHz
（4）真空镀膜领域：中频磁控溅射电源一般为40KHz
4.射频电源(RF generator)
是用来产生射频电功率的电源。

它的输出一般是正弦波或脉冲，频率有2MHz、13.56MHz、27.12MHz、60MHz等规格，输出功率从几十瓦到几十千瓦，输出阻抗一般是50欧。

它可以用于等离子体发生、感应加热、医疗等多种领域。

射频电源可以用于加热，一般用射频电源进行感应加热需要以下装置: 射频电源、匹配器、感应线圈和加热容器射频电源根据需要的频率和功率而定，感应线圈一般由镀银铜管制成，绕在加热容器外，匹配器将射频电源的50欧输出阻抗和感应线圈的阻抗向匹配。

从上面可以看出，射频和感应加热的原理是一样，感应加热我们又叫全固态高频感应加热，
典型成熟应用：（1）真空镀膜领域RF电源一般采用13.56MHz；。

洛阳理工学院毕业设计（论文）题目中频感应加热电源的设计姓名王强系（部）电气工程与自动化系专业应用电子技术指导教师张刚2013 年 6 月1 日中频感应加热电源的设计摘要感应加热电源具有加热效率高，速度快，可控性好，易于实现高温和局部加热，易于实现机械化和自动化等优点，目前已在金属熔炼、工件透热、淬火、焊接、铸造、弯管、表面热处理等行业得到了广泛的应用。

本设计研究了中频感应加热及其相关技术的发展、现状和趋势，并在较全面的论述基础上，对2.5kHz/250kW可控硅中频感应加热电源的整流电路以及控制电路进行了设计。

本文设计的电源电路可用于大型机械热加工设备的感应加热电源。

整流电路采用三相桥式全控整流电路，其电路结构简单，使电源易于推广；控制策略选用双闭环反馈控制系统，改善了信号迟滞的缺点，为以后研制大功率、超音频的感应加热电源打下了基础。

关键词：可控硅中频电源，感应加热，逆变，保护电路Design Of Induction Heating Power Of Medium FrequencyABSTRACTInduction heating power is equipped with lots of advantages such as high heating efficiency, fast speed, good controllability, which is prone to make heating of high and partial temperature ，and realize mechanization and automation. At present metal melting, work piece heat penetration, quenching, welding, casting, elbow piece, surface heating processing has been widely applied.Induction heating of medium frequency and development, current situation, and tendency related technology has been studied，and have made quite comprehensive and in the profound elaboration foundation, this article has carried on the design to main circuit and the inversion control of the 2.5kHz/250kW silicon-controlled rectifier intermediate frequency induction heating power. This design is used for big facility of mechanical heating processing. Structure of rectification circuit is easy, which makes power popularized easily. Three-phase bridge rectification circuit is used in Rectification circuit. Rectification circuit uses feedback control of two closed loop, improving the disadvantages. The foundation for inventing induction heating power of big power and super audio is made.KEY WORDS: Controllable silicon medium power, Induction heating, Inverter, Protect circuit目录前言 (1)第1章概述 (2)1.1 感应加热电源的特点和应用 (2)1.2 感应加热电源的发展阶段 (3)1.3 国内外发展现状 (3)1.4 影响感应加热电源发展的主要因素 (4)1.5 感应加热电源的发展趋势 (5)第2章感应加热电源的结构及工作原理 (7)2.1 基本工作原理 (7)2.2 感应加热电源的基本结构 (8)第3章整流电路设计 (8)3.1 整流电路的分类 (9)3.2 整流电路的选择 (9)3.3 三相桥式全控整流电路 (9)3.4 整流电路的参数设计 (13)第4章逆变器的选择 (15)4.1 串并联谐振电路的比较 (15)4.2 串联谐振电源工作原理 (17)4.3 串并联谐振逆变器拓扑电路的对偶关系 (19)4.4 串并联谐振优缺点比较 (20)第5章控制电路设计 (21)5.1 控制电路系统的概述 (21)5.2 控制电路的结构与原理 (21)5.3 控制电路的作用 (24)5.4 控制策略 (24)5.5 2.5kHz/250kW感应加热电源控制电路结构 (28)5.6 控制触发回路频率跟踪调节 (28)5.6.1 触发要求 (28)5.6.2 频率跟踪电路 (29)第6章过流和过压的保护电路 (30)结论 (32)谢辞 (33)参考文献 (34)外文资料翻译 (36)前言感应加热技术是在20世纪初才应用于工业生产的，因其具有加热速度快、物料内部发热和热效率高、加热均匀且具有选择性、产品质量好、几乎无环境污染、可控性好及易于实现生产自动化等一系列优点，因此近年来得到了迅速发展。

个人资料整理仅限学习使用摘要..................................................................... Abstract . (I)1绪论................................................. 错误！未定义书签。

1.1感应加热的发展及应用01.2 感应加热技术国内外现状及其发展趋势11.2.1 国外现状11.2.2 国内现状21.2.3 现代感应加热技术发展趋势22感应加热原理及其主要拓扑结构分析与应用 (4)2.1基本原理42.1.1 感应加热原理42.1.2 基于感应加热的效应52.2 感应加热系统组成及分析72.3 逆变电源拓扑基本结构及其特性83主电路元件的选择和设计 (11)3.1功率开关器件的选择及参数设定113.2 EMI滤波环节的设计133.3共模抑制电路的设计143.4整流器设计163.4.1电路结构163.4.2 工作原理163.5 电容桥臂的选择183.6 缓冲电路的设计193.6.1缓冲电路的设计193.6.2负载谐振电路参数的分析计算21参考文献： (22)摘要近几十年以来，随着科学技术的提高以及更先进器件的发展与应用，对感应加热逆变电源的发展产生了巨大影响，体积更小、重量更轻、电路简单、高效节能、携带方便、负载适应范围大成为感应加热装置发展的方向。

感应加热技术在国外发展比较迅猛，尤其是欧美和同本等国家，在资金和技术等方面更具有优势，所以他们在感应加热领域，对于高频和超高频产品的开发方面基本上代表了感应加热技术上的最高水平.但是对小工件的热处理，需要感应加热装置功率更加集中，输出频率更高，频率的提高对感应加热效率的提高具有显著意义。

所以，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需要解决的难点。

超高频感应加热的突出特点为：利用IGBT功率器件设计的超高频逆变电源，可连续工作，可靠性高；重量轻，体积小，操作携带方便；效率高，功耗低，更加节能；可加热物体体积更小，可加热超小型器件；加热更加集中，加热均匀。

GGQ系列全固态晶体管高频感应加热装置故障处理
1、高频感应加热设备出现的故障以及解决办法总结，无电源显现时，可能是由于空气开关、电源开关未合上；控制电路保险丝断；空气开关或电源开关损坏，处理办法有合上开关、换保险丝、改换或与厂家联络维修等办法。

2、高频感应加热系统启动后不加热，实践工作电源显现“000”，缘由是启动失败，能够将功率调理旋钮调小，重新启动来处理；加热时忽然中止，缘由可能是感应器与工件短路，处理办法有消处置除短路；按下面引见的扫除办法报警扫除办法处置；与厂家联络维修三种办法；工作时“水压”指示灯亮并报警，标明水量太小，水压太低，管道不通畅，设备自动中止工作，应处置水路相关问题；工作时“过压”指示灯亮并报警，标明电压过高或过低，机器自动中止工作，应处置电压电网问题；工作时“过流”指示灯亮并报警，缘由有干扰信号、温渡过高、工作碰感应器、感应器匝间短路等，能够关机消弭报警，扫除毛病2和3，如水温正常，仍无法工作，请与厂家联络维修。

3、高频感应加热设备工作时“水温”指示灯亮并报警，标明水温过高，或变压器温渡过高，应立刻中止加热，不停水、待降温后，再用小电流加热；重复屡次重新启动，仍无加热电流，启动后即掉电，主电源开关跳闸这些状况时，需求联络消费厂家。

.........使用说明保定三伊天星电气有限公司GGPXXX-0.X-H 型固态高频焊管设备目录第1章引言 (1)1.1 编写目的 (1)1.2 型号说明 (1)1.3 设备用途 (1)1.4 说明事项 (1)第2章使用条件 (3)2.1 使用环境 (3)2.2 冷却水要求 (3)2.3 电网要求 (4)第3章设备描述技术规范 (5)3.1 外型及结构 (5)3.2 规格型号 (11)3.3 电源连线要求 (12)3.4 开关整流柜与逆变柜动力连接线 (12)3.5 控制技术特点 (13)第4章电气原理 (15)4.1 三相全控桥式整流电路 (15)4.2 单相串联桥式逆变电路 (15)4.3 输出功率调节 (17)4.4 整流侧控制 (17)4.5 锁相环和相角锁定 (18)4.6 驱动电路及开关过程中寄生振荡的抑制 (18)第5章设备安装及使用说明 (21)5.1 设备安装 (21)5.2 使用说明 (21)第6章操作及注意事项 (26)6.1 操作程序 (26)6.2 注意事项 (26)第7章常用器件测量方法 (28)7.1 MOSFET管 (28)7.2 二极管 (28)7.3 电流霍尔元件 (28)7.4 可控硅 (28)第8章感应加热电源设备接零和接地要求 (29)8.1 设备的接零 (29)8.2 设备的接地 (29)8.3 高频机组生产线地线分布示意图 (30)第9章电气原理图及布线图 (31)附：固态焊管人机界面使用手册（V5.0版）11.1 编写目的本使用说明是针对用户操作人员和维护人员编写的，主要目的是为了用户能够正确使用、操作本设备，对设备的异常现象能简单处理，并能向本公司技术人员准确描述，以便本公司能及时准确地做好设备售后服务工作。

因此本使用说明主要描述一般性原理、外围电气结构及简单的调整和维护，不涉及详细的控制电路和深层次的控制原理，有关器件的参数及控制手段均不做详细解释，其原因是众所周知的。

感应加热电源IGBT驱动及保护电路设计摘要本文以感应加热电源IGBT驱动及保护电路为研究对象，阐述感应加热电源的现状与发展趋势、感应加热电源的优点、应用和基本原理。

其中，IGBT（绝缘栅双极晶体管）是一种复合了功率场效应管和电力晶体管的优点而产生的一种新型复合器件,它同时具有MOSFET的高速开关及电压驱动特性和双极晶体管的低饱和电压特性，易实现较大电流的能力，既具有输入阻抗高、工作速度快、热稳定性好和驱动电路简单的优点，又具有通态电压低、耐压高和承受电流大的优点。

近年来IGBT成为电力电子领域中尤为瞩目的电力电子器件，并得到越来越广泛的应用。

本文分析了感应加热电源的总体结构和介绍了IGBT的基本结构、工作原理、驱动电路，同时简要概括了IGBT模块的选择方法和保护措施等，通过对IGBT的学习，来探讨IGBT在当代感应加热领域的广泛应用和发展前景。

关键词：感应加热电源，绝缘栅双极晶体管，IGBT驱动电路，IGBT保护电路。

Induction heating power IGBT drive and protective circuitdesignABSTRACTBased on the induction heating power IGBT drive and protection circuit as the research object, this paper present situation and the development trend of induction heating power supply, the advantages of induction heating power supply, the application and the basic principle. Among them, the IGBT (insulated gate bipolar transistor) is a kind of composite power field effect tube and the advantage of the power transistor and produce a new type of composite device, it also has a high-speed switching and voltage of the MOSFET drive characteristic and low of the bipolar transistor saturation voltage characteristic, easy to realize large current capacity, not only has high input impedance, working speed, good thermal stability and drive circuit, the advantages of simple and has a low voltage state, the advantages of high voltage and current under the big. In recent years the IGBT as power electronics is particularly outstanding in the field of power electronics, and get more and more widely used.This paper analyzes the overall structure of induction heating power supply, and introduces the basic structure, working principle of IGBT, drive circuit, and briefly summarizes the IGBT module selection method and protection measures, etc., through the study of IGBT, to explore the IGBT are widely used in the field of contemporary induction heating and development prospects.KEY WORDS: Induction heating power supply, insulated gate bipolar transistor, IGBT drive circuit, protection circuit for IGB目录前言 (1)第1章感应加热电源的原理 (2)1.1 感应加热电源的基本知识 (2)1.1.1感应加热电源的优点及应用 (2)1.1.2 感应加热电源的基本原理 (2)1.1.3感应加热中的三种效应和穿透深度 (2)1.2 感应加热电源发展现状及趋势 (3)1.2.1感应加热电源频率划分 (3)1.2.2国外高频感应加热电源发展现状 (3)1.2.3国内高频感应加热电源发展现状 (4)1.2.4感应加热电源的IGBT (4)1.3本文研究的内容及任务 (4)1.3.1课题主要研究内容 (4)1.3.2课题目的和要求 (5)第2章IGBT的基本结构和工作原理 (6)2.1 IGBT的工作特性 (6)2.1.1 IGBT的基本结构 (6)2.1.2 IGBT的工作原理 (8)2.1.3 IGBT的工作特性 (8)2.2 IGBT工作原理 (10)2.2.1 IGBT工作方法 (10)2.2.2 导通 (11)2.2.3关断 (11)2.2.4 阻断与闩锁 (12)2.3 英飞凌FZ400R12KS4 (12)2.4 IGBT驱动电路 (12)2.4.1分立元件驱动电路 (13)2.4.2光电耦合器驱动电路 (13)2.4.3脉冲变压器直接驱动IGBT的电路 (14)2.4.4专用集成驱动电路 (14)第3章IGBT的保护电路设计 (16)3. 1 IGBT过压保护电路 (16)3.1.1 IGBT栅极过压保护电路 (16)3.1.2 集电极与发射极间的过压保护电路 (17)3.1.3 直流过电压 (18)3.1.4 浪涌过电压 (18)3.1.5 IGBT开关过程中的过电压 (18)3.2 IGBT过流短路保护电路 (19)3.2.1 IGBT过流保护的分类 (19)3.2.2 过流保护检测电路 (20)3.2.3 过流和短路保护措施 (20)3.3 IGBT过热保护电路 (21)3.4 IGBT欠压保护电路 (22)第4章IGBT的驱动电路 (23)4.1 IGBT的驱动要求 (23)4.2 驱动电路的隔离方式 (23)4.2.1隔离的重要性： (23)4.2.2. 集成光电隔离驱动模块HCPL-316J (23)4.2.2器件特性 (24)4.4.3芯片管脚及其功能介绍 (24)4.4.4 内部逻辑电路结构分析 (26)4.5 IGBT驱动电路 (27)第5章辅助直流稳压电源 (29)5.1辅助直流稳压电源方案的选择 (29)5.2本次设计用的电源 (29)5.2.1 18伏, 15伏稳压电压电源 (29)5.2.2 ±12伏，±5伏双路稳压电源 (30)5.2.3 元器件选择及参数计算 (31)第6章功能仿真 (33)结论..................................................................... 错误!未定义书签。

摘要感应加热电源在金属熔炼、铸造、锻造、透热、淬火、弯管、烧结、表面热处理、铜焊以及晶体生长等行业得到了广泛的应用。

同时，由于感应加热电源的加热特点，超音频、大功率是感应加热电源领域研究的重点之一。

本文详细介绍了所设计的感应加热电源，它主要包括不控整流，滤波缓冲电路，降压斩波，逆变电路，数字锁相环电路，保护电路和单片机采样显示电路。

而且本文高频感应加热电源的斩波电路和控制电路进行设计中，采用的是专门电压控制型芯片控制和IGBT器件取代原有的模拟控制和晶闸管器件，实现对老装备的更新改造；推出主电路的参数计算公式，建立了系统的等效电路，负载的等效模型并分析了控制电路的结构和原理。

关键词：感应加热；串联谐振；数字锁相环AbstractInduction heating power in metal smelting, casting, forging, heated, quenching, bend, sintering and surface treatment, brazing and crystal growth industries has been widely used。

At the same time, due to the characteristics of inductive heating power, super audio, heating power inductive heating power field study is one of the key。

This paper introduces the design of induction heating power, it mainly includes not controlled rectifier circuit, step-down, filtering buffer chopper, inverter circuits, digital circuit, protect circuit chip and sampling display circuit。

固态高频构造及工作原理固态高频构造及工作原理 1 前言目前，我国设计与制造的高频焊管设备都是采用电子管振荡器的单回路高频设备，通过调节电子管阳极电压大小，达到调节高频输出功率的目的。

电子管高频焊管设备不仅效率低，体积大，而且存在使用前需要预热，电子管使用寿命短等诸多缺点。

因此采用功率MOSFET构成高频逆变器的固态高频电源在容量和频率两方面都得到很大提高，除在一些特殊应用领域（如高频介质加热等行业）外，固态高频电源完全能取代电子管高频电源，而成为新一代感应加热电源的代表。

大容量、高频化的固态高频电源主要应用领域是高频焊管行业，由于我国高频焊管行业存在感应器开路、感应器与钢管短路等突变恶劣工况，同时高频焊管电源基本属于满负荷长期工作制，因此固态高频电源在焊管行业中的应用代表了固态高频电源设计与制造的最高水平。

在焊管行业中的应用以美国色玛图公司生产的固态高频电源最具代表性，无论在电源功率、频率和配套性等方面都具有世界先进水平。

中国河北保定三伊天星电气有限公司自行设计制造的固态高频焊管设备已在功率60_300KW、频率300_550KHz范围内取得了成熟的运行与设计经验。

本文以保定三伊天星电气有限公司研制的采用功率MOSFET作为逆变开关器件的固态高频焊管为基础，对电源的工作原理及其在高频焊管行业中的应用进行的讨论，并与电子管高频焊管电源和国外固态高频焊管电源进行了比较。

2 固态高频电源的工作原理固态高频电源采用常见的交—直—交变频结构。

三相380V电源经开关柜中的降压变压器和主接触器后，送入电源柜中的整流器，整流器采用三相晶闸管全控整流桥，通过控制晶闸管导通延时角α，达到调节电源输出功率大小的目的，整流后的直流电压经滤波环节送入高频逆变器，由高频逆变器逆变产生单相高频电源送入谐振电路，经焊接变压器和感应器输出高频能量，完成钢管焊接。

高频逆变器可以有串联谐振型和并联谐振型两种，由于并联谐振型逆变器在高频电源应用中有诸多困难，如需要大功率快恢复整流二极管等，因此使其在大容量高频电源中的应用受到限制。