【摘 要】
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电磁感应加热凭借其高效、清洁、安全与功率可控等优点,正逐渐取代传统加热方式,广泛应用于工业、家庭、医疗等领域中。作为感应加热在民用领域中的典型代表,电磁炉越来越受到人们的重视。首先,论文以设计输出功率上限为2000W的八负载电磁炉为目标,分析了电磁炉常用逆变电路拓扑及多负载拓扑的特点,根据设计要求比较不同拓扑后,选择负载并联的半桥串联谐振逆变电路作为多负载电磁炉的主电路拓扑。其次,针对传统的脉冲计
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电磁感应加热凭借其高效、清洁、安全与功率可控等优点,正逐渐取代传统加热方式,广泛应用于工业、家庭、医疗等领域中。作为感应加热在民用领域中的典型代表,电磁炉越来越受到人们的重视。首先,论文以设计输出功率上限为2000W的八负载电磁炉为目标,分析了电磁炉常用逆变电路拓扑及多负载拓扑的特点,根据设计要求比较不同拓扑后,选择负载并联的半桥串联谐振逆变电路作为多负载电磁炉的主电路拓扑。其次,针对传统的脉冲计数法由于其非实时特性而不适用于多负载电磁炉的问题,分析了电流相位与负载参数之间存在的近似关系,提出了一种基于电流相位的实时锅具检测方法,并设计了以CPLD为核心的软件和硬件电路实现方案,通过仿真验证了其可行性。接着,针对传统脉冲频率调制（Pulse Frequency Modulation,PFM）的调功线性度差、轻载时频率高导致开关损耗增加等缺点,设计了脉冲频率调制与低频脉冲宽度调制（Pulse Frequency Modulation and Low Frequency Pulse Density Modulation,PFM&LF-PDM）的组合调功方式,在调功时维持频率在小范围内变化,同时负载开关切换点靠近母线电压过零点,有效降低了开关损耗,并通过仿真验证其可行性。最后,结合设计目标,搭建了负载并联的多负载半桥电磁炉实验平台,通过理论分析确定了系统的主要参数和器件选型,设计了主要的保护电路、采样电路与控制系统,并对该系统进行实验验证。实验结果表明,基于电流相位的实时锅具检测方法能够较为准确地区分锅具材质,PFM&LF-PDM调功方式能够有效减小频率变化量,提高系统鲁棒性。
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