感应加热电源设计.doc

摘要:感应加热，是指将需要加热的工件放置于感应加热器的感应区域（通常为空心铜管等结构）中，由感应加热器向感应区域输入中频或高频（300Hz-30kHz或更高）交变电流，在频率不断变化磁场中产生的电流频率相同。由于高频电流的趋肤效应，工件表面的电流很大，而在中心接近于0。运用这个基本思路，能够大幅度增加工件的表面温度，并且可以在很短的时间里，将工件的表面温度提高上千度，而不会对其内部产生影响。加热深度可以通过对感应加热器工作频率的调整来被调节。因为和传统工艺相比，经过感应加热技术处理得到的金属，表面品质精良，不容易损坏，淬火后外表不容易氧化脱碳，不容易变形，所以在各类金属表面热处理中应用范围非常大。

关键词 感应加热；高频电源；脉宽调制

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1选题背景及意义-1

1.2感应加热技术的国内外发展-1

1.2.1感应加热技术国内外发展及现状-1

1.2.2 感应加热技术的优点和应用场合-2

1.2.3感应加热电源发展趋势-3

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 本课题的主要研究任务-4

2 感应加热技术原理-5

2.1电磁感应原理-5

2.2 感应加热原理-5

2.3 感应加热透入深度与集肤效应分析-7

3感应加热电源总体设计-8

3.1感应加热电源总体结构-8

3.2整流滤波电路-9

3.3 负载分析及谐振电路-9

3.3.1 负载等效电路-9

3.3.2 串联谐振电路-10

3.3.3 并联谐振电路-11

3.4 逆变器的选择-12

3.4.1串联并联谐振逆变器拓扑结构-12

3.4.2串并联谐振逆变器拓扑电路的对偶关系-13

3.4.3串并联谐振逆变器的优缺点比较-13

3.5 本章小结-14

4功率调节方案的选择-15

4.1 整流单元调功-15

4.2 直流单元调功-15

4.3 逆变单元调功-16

4.4 功率调节方案确定-16

4.5 本章小结-16

5 主电路参数选择与设计-17

5.1 整流电路参数计算-17

5.1.1 整流桥的选取-17

5.1.2 滤波电容的选取-18

5.2 逆变开关的选择-19

5.3 谐振回路参数选择-19

5.4 本章小结-19

6 控制电路的设计-20

6.1 处理器的选择-20

6.2 移相控制芯片UC3895-20

6.2.1 UC3895的电气特性和管脚-20

6.2.2 移相全桥控制电路-22

6.3 驱动电路的设计-23

6.3.1 驱动电路的方案-23

6.3.2 IR2110驱动电路的设计-25

6.4 频率跟踪电路的设计-26

6.4.1 锁相环原理和CD4046结构-26

6.4.2 CD4046频率跟踪电路-28

6.4.3 锁相环的起动-28

6.5 控制系统的软件设计-30

6.5.1 软件设计思想-30

6.5.2 控制系统的程序流程图-30

6.6 本章小结-31

结论-32

致谢-33

参考文献-34

附录-36