电磁炉功率模块的设计及控制

南阳理工学院本科生毕业设计(论文)

学院（系）：电子与电气工程学院

专业：电气工程及其自动化

学生：

指导教师：

完成日期2012 年 5 月

南阳理工学院本科生毕业设计（论文）

电磁炉功率模块的设计及控制Design and Control of the Induction Cooker Power Module

总计：毕业设计（论文）26页

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南阳理工学院本科毕业设计（论文）

电磁炉功率模块的设计及控制

Design and Control of the Induction Cooker Power Module

学院（系）：电子与电气工程学院

专业：电气工程及其自动化

学生姓名：

学号：

指导教师（职称）：

评阅教师：

完成日期：

南阳理工学院

Nanyang Institute of Technology

电磁炉功率模块的设计及控制

电气工程及其自动化专业祝松涛

[摘要]本课题针对现有电磁炉功率小、稳定性差等缺陷，开展了基于半桥谐振电路电磁炉的关键技术研究。首先分析大功率电磁炉工作原理，确定了本课题采用电压型串联谐振电路形式，根据此电路形式设计了电路中各参数，包括IGBT的选型，谐振电感、电容的设计，并在此基础上设计了以单片机为控制核心的IGBT驱动电路和智能保护电路。另外，为了电磁炉能够并联扩容，研究了IGBT的均流问题。最后，设计了基于网络阻抗的动态负载模型并提出了电磁炉的自适应恒温控制方法，实现了电磁炉的精确功率控制。

[关键词] 感应加热；串联谐振；功率模块；电磁炉；动态负载

Design and Control of the Induction Cooker Power Module

Electrical Engineering and Automation Specialty ZHU Song-tao

Abstract: This paper in view of the existing electromagnetic oven power small, poor stability and other defects, based on half-bridge resonant circuit of electromagnetic oven key technology research. First analysis of large power electromagnetic oven working principle, determined that this issue is based on the voltage type series resonant circuit, this circuit was designed according to the circuit parameters, including IGBT selection, resonant inductor, capacitor design, and on this basis to design the IGBT drive circuit and intelligent protection circuit. In addition, in order to electromagnetic stove capable of parallel expansion, studied the IGBT flow problem. Finally, based on the design of the network impedance dynamic load model and proposed the electromagnetic furnace adaptive constant temperature control method, the electromagnetic oven precise power control.

Key words:Induction cooker; power module; IGBT driver; induction heating; dynamic load

目录

1 引言 (1)

1.1 课题研究的目的及意义 (1)

1.2 国内外研究现状 (1)

1.3 本课题主要研究内容 (2)

2 系统总体方案设计 (2)

2.1 电磁炉的工作原理 (2)

2.2 系统设计方案 (3)

3 系统硬件设计 (4)

3.1 电磁炉的主电路设计 (4)

3.1.1 整流电路设计 (4)

3.1.2 逆变电路设计 (5)

3.2 电磁炉功率模块驱动电路设计 (7)

3.2.1 IGBT特性及栅极驱动电阻的选择 (7)

3.2.2 驱动电路的设计及其优化 (8)

3.2.3 IGBT的并联应用 (10)

3.3 电磁炉保护电路的设计 (11)

4 电磁炉控制策略研究及软件设计 (13)

4.1 感应加热基本原理 (13)

4.2 动态负载模型研究 (14)

4.3 基于动态负载的自适应恒温控制 (14)

4.4 控制软件设计 (16)

5 系统调试及分析 (18)

5.1 系统整流部分调试及结果分析 (18)

5.2 系统逆变部分调试及结果分析 (20)

5.3 系统主电路部分调试及结果分析 (22)

结束语 (24)

参考文献 (26)

致谢 (27)