自工业上开始应用感应加热技术以来,已有将近80年历史了。在这期间,感应加热理论和感应加热装置都有很大的发展。在应用领域方面,感应加热可用于金属熔炼、透热、热处理和焊接等过程,已成为冶金、国防、机械加工等部门及船舶、飞机、汽车等制造业不可缺少的技术。此外感应加热正不断的进入人们的家庭生活中,例如电磁炉等都是依靠感应加热原理工作的。感应加热电源技术的发展趋势是高频化、大容量化、智能化和绿色化。目前的高频感应加热电源频率在几百千赫左右,技术比较成熟。 本文以固态高频感应加热电源为研究对象,概略介绍了感应加热的基本理论及感应加热技术的发展和应用。分析了目前常用的感应加热电源的拓扑结构,对常用的串、并联拓扑结构进行了比较分析,得出串联型逆变器拓扑更适合感应加热电源。本文给出了整机的设计方案,包括工频变压器设计、系统主电路设计、输入滤波电路设计、四路驱动信号电路控制设计、高频变压器设计和过流保护设计等,并运用TOPSwitch单片开关设计了±15V及5V、四路独立的20V工作电源。通过对驱动电路的合理设计和元器件的选择减少了外部干扰。分析了加入缓冲极电容减少器件损耗的原理。本文还针对系统主电路设计进行了仿真,比较了加入缓冲极电容对关断损耗的影响,并给出了仿真波形。 本文设计了开关频率为1MHz的小功率感应加热电源实验装置,其实验结果表明该超高频电源达到设计要求。