从上个世纪初开始，感应加热开始兴起并很快得到广泛应用。由于感应加热是非接触式加热，加热温度高，具有相当高的效率，同时感应加热容易实现对温度的控制，作业环境好，能加热复杂形状的工件，因此感应加热电源正在成为我国研究的热点问题。目前，我国的感应加热多为并联谐振式的电源结构，功率的调节大都是通过直流侧的调压来实现，但是这种方式容易产生电网的谐波污染，如果改进电源结构，电源主电路采用串联谐振式电路，电路的直流侧采用不控整流，逆变侧的主回路采用PWM移相调功方式，这样就可以避免并联谐振式电源结构带来的电网谐波污染问题。本文的结构安排如下：首先介绍了感应加热的基本原理及发展过程；然后分析逆变侧主回路两种不同的电路结构的优缺点，并对这两种电路的换流过程进行比较；接下来，文章针对目前应用比较广泛的几种调功方式进行详细分析，最优分析结论是采用串联谐振式的电路结构，并通过PWM移相调功的方式对电源的功率进行调节。在确定了电路方案之后，本文介绍了软开关的定义、分类以及其新发展，并与硬开关方式进行了比较。一般的软开关是通过ZVS的形式来实现的，但是当负载很轻时，零电压开关条件难以满足，在非零开关条件下，器件的电压应力太大，并且干扰严重，影响了电源的品质，因此本文采用基于ZVZCS的PWM技术来实现该电源的研制，其中超前桥臂采用零电压开关，滞后桥臂采用零电流开关，在此基础上可以确定了主回路中各元件参数的大小。本文的重点是对控制回路的设计。传统的加热电源大多采用模拟锁相环CD4046作为主回路电流的反馈信号，由于模拟锁相环存在着很多缺点，本文提出一种基于FPGA的数字锁相环设计。由于在FPGA的内部集成有锁相环，但主要是面向高频应用的，在10kHz-200kHz范围内不适合采用，鉴于此，本设计采用内置锁相环74297并通过VHDL语言设计相应的辅助电路，保证了在大范围的中低频率内锁相的要求。同时在该芯片内设计了PWM产生电路，产生了4路IGBT的驱动脉冲，并且保留了一定的死区时间。此外，通过单片机实现了人机界面的交互，通过硬件PI调节器的作用，可以满足该电源的功率和电流的调节。文章通过MATLAB仿真验证了设计的正确性，并给出了相应的仿真波形。最后搭建了实际电路，该电路的功率为40KW并且上电调试，实际锁相范围可以从10kHz-200kHz，不过样机只需要从20kHz-80kHz变化即可，从调试的效果来看，基本达到了目的。