中频电源在新工业时代电路拓扑的可行性

中频电源具有节能、环保等多方面的优点，在电解铝、金属重融等领域具有广阔的前景。逆变变频电源分中频电源、高频中频电源和超音频中频电源等，本文就大功率中频中频电源进行了研究，设计了一款基于IGBT的大功率中频电源。对中频电源原理和逆变电路拓扑结构，对电源的主电路、驱动电路、频率跟踪控制电路、保护电路的设计进行了系统深入的研究，特别是对驱动电路和频率跟踪控制电路进行了重点研究。取得了如下结果：

(1)主电路拓扑结构研究。比较分析了并联谐振逆变拓扑和串联谐振逆变拓扑，设计了一款基于串联谐振逆变拓扑结构的感应加热全桥逆变电路。通过PSIM对主电路进行仿真，验证了所设计电路的输出波形与理论相符；

(2)驱动电路的研究与设计。比较分析了常用驱动电路，并针对EXB841模块存在的不足，对电路进行了改进。仿真结果证明改进电路克服了原模块的不足：

(3)频率跟踪PWM控制方案的研究与设计。根据串联谐振逆变拓扑的特点，一般情况下串联中频炉采用集成锁相环CD4046设计了基于PWM控制策略的频率跟踪电路，试验调试证明设计电路可以实现系统的频率跟踪：

(4)保护电路与供电电路设计IGBT中频电炉中，采用了IGBT保护电路的设计方法，设计了针对IGBT的过流、过热、过压保护电路，给出了系统供电电路，并采用AVR单片机实现了系统的保护报警电路。通过试验调试验证了设计电路的可行性。