摘要
本文主要是对感应加热电源进行设计。通过对感应加热电源的工作原理、感应加热电源的的整流电路、逆变电路还有控制电路这三个主要方面进行设计。在整流电流设计过程中，主要是对整流电路的分类，并且从中选择适合的整流电路，以及对其所需要的参数进行设计这三个方面进行设计。最后整流电路采用三相桥式全控整流电路，其电路结构简单，易于推广。在逆变电路中采取了单相全桥逆变电路，最后是对控制电路分析。
关键词 感应加热电源；三相桥式整流电路；单相全桥逆变电路；控制电路
目 录
1 绪论 1
1.1感应加热电源的特点与应用 1
1.2感应加热电源的发展阶段 1
1.3国内外发展现状 2
1.4影响感应加热电源发展的主要因素 2
1.5感应加热电源的发展趋势 2
2 感应加热电源的结构及工作原理 4
2.1基本工作原理 4
2.2感应加热电源的基本结构 5
3 整流电路的设计 6
3.1整流电路的分类 6
3.2整流电路的选择 6
3.3三相桥式全控整流电路 6
3.4整流电路的参数设计 10
4 逆变器的设计 11
4.1逆变电路的原理 11
4.2逆变电路的设计 12
5 控制电路的设计 13
5 控制电路的设计 13
5.1控制芯片SG3525A 13
5.1.1内部逻辑电路分析 13
5.1.2芯片管脚及其功能介绍 14
5.2控制电路的作用 16
5.3控制方法 16
5.4驱动电路图 17
结论 19
致谢 20
参考文献 21
1 绪论
1.1 感应加热电源的特点和应用
感应加热是根据电磁感应原理，利用工件中涡流产生的热量对工件进行加热的。由于感应加热效率高，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，已在熔炼，铸造，弯管，热锻，焊接和表面热处理等行业得到广泛的应用。在国外，感应加热技术已日趋成熟。在铸造方面，正在迅速发展双联熔炼工艺，即利用中频炉保温改性，进行球墨铁或合金钢的精密浇铸;在锻造方面，利用感应加热实现快速透热热锻，其材料利用率可达85%，锻件表面光洁度可小于50μm;在焊接，淬火方面，国外一方面致力于开发大功率全固态高频电源，一方面致力于开发高度自动化的热处理成套处理系统。我国铸件用量大，而铸造行业仍以冲天炉熔炼为主，温度及成分波动大，废品率高。目前，我国较好的铸造业废品率也在6%-15%间，而一般铸造厂的废品率高达30%。随着我国电力供应的改善，
环保要求的提高，发展和扩大感应加热的规模，在大型企业推广双联熔炼工艺，改造我国铸造行业是符合我国煤炭资源丰富特点的一条有效途径。这项改造工程不但涉及到保温炉的设计制造，双联熔炼工艺的最佳化控制系统设计，还涉及到大功率中频感应加热电源等。同样地，在锻造，焊接，淬火热处理方面全面推广国外先进技术，改造我国传统产业是必然趋势。
近年来在某些高新技术的研究开发中也使用了感应加热。上述这些先进技术的推广和发展均与感应加热电源技术的研究和发展密切相关。
1.2 感应加热电源的发展阶段
(1) 在50年代前，感应加热电源主要有:工频感应熔炼炉，电磁倍频器，中频发电机组和电子管振荡器式高频电源。50年代末可控硅的出现则标志着固态半导体器件为核心的现代电力电子学的开始。硅晶闸管的出现推动了感应加热电源及应用的飞速发展。至今，在中频(500Hz---10kHz)范围内，晶闸管中频感应加热装置已完全取代了传统的中频发电机组和电磁倍频器。在高频范围内，由于晶闸管本身开关特性等参数的限制，给研制该频段的电源带来了很大的技术难度，它必须通过改变电路拓扑结构才有可能实现。
(2) 70年代末到80年代初，现代半导体微机集成加工技术与功率半导体技术的结合，为开发新型功率半导体器件提供了条件，相继出现了一大批全控型电力电子半导体器件，极大地推动了电力电子学发展，为固态超音频，高频电源的研制提供了坚实的基础。
(3) 1983年IGBT的问世进一步推动了感应加热电源的发展。IGBT综合了MOS和双极晶体管的优点，具有通态压降低，开关速度快，易驱动等优点，自1988年解决了擎住问题后，大功率高速IGBT已成为众多加热电源的首选器件，频率高达100kHz,功率高达MW级电源已可实现。
(4)在超高频(100kHz以上)频段，长期以来由电子管振荡式变换器产生。80年代兴起由大功率半导体开关器件为元件的逆变式高频感应加热电源。
1.3 国内外发展现状
在中频范围内，国外装置的最大容量已达到数十兆瓦。在高频(100kHz以上)频段内，目前国外正处于从传统的电子管电源向晶体管化全固态电源的过渡阶段，以模块化，大容量化MOSFET, IGBT功率器件为主。表1-1列出了各国的发展水平。
表1-1各国感应加热电源的发展水平
国家 | MOSFET的参数 | IGBT的参数 |
西班牙 | 600Kw/400kHz | 30---600Kw/50---100kHz |
德国 | 480Kw/50---200kHz | _____ |
比利时 | 1000Kw/15---600kHz | _____ |
日本 | _____ | 1200Kw/50kHz |
中国（浙江大学） | 20kW/300kHz | 50kW/50kHz (产品) 200kW/75kHz（研制） |
西班牙采用MOSFET的电流型感应加热电源制造水平达600kW/400kHz。日本主要以SIT为主，电源水平在80年代末达到了10000kW/200kHz. 400kW/400kHz 。
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