軟開關APFC倍頻感應加熱電源的研究

摘 要:針對倍頻感應加熱電源整流器的非線性特性引起網側電流畸變，功率因數低等問題，采用一種新型的軟開關Boost電路取代傳統LC濾波環節進行功率因數校正。整個電源系統采用DSP+CPLD實現了CCM模式下的平均電流PFC控制和倍頻逆變模塊的分時-移相控制策略。仿真與試驗結果實現了輸入側單位功率因數，升壓電路的開關管在高頻開關狀態下實現ZCS開啟與ZVS關斷，開關損耗大大降低。

關鍵詞:軟開關; Boost; PFC; 倍頻逆變

中圖分類號:TP274 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)12-0205-03

Study on Soft-switching APFC Multiple-frequency Induction Heating Power

YANG Qing， SHEN Jin-fei

(Institute of Electrical Automation， Jiangnan University， Wuxi 214122， China)

Abstract:A novel soft switching Boost circuit substituted the traditional LC wave filter is introduced to accomplish power factor correction for solving the problems of the net current distortion and low power factor caused by nonlinearity of multiple-frequency induction heating power rectifier. The entire power system adopted DSP+CPLD to accomplish average-current PFC control in CCM pattern and time division-phase shift control tactics in the multiple-frequency inverter. The simulative and experimental results show that the input power factor close to unity， the switch tube opened under high frequency is working at the ZVS and ZCS mode，the switch spoilage reduces greatly.

Keywords:soft switching; Boost; PFC; multiple-frequency invert

0 引 言

隨著功率開關器件的發展，電力電子裝置日益小型化和高頻化，電氣性能大幅提高，但是隨之產生的高次諧波卻對電網造成嚴重污染。在電力電子設備中，整流器(AC/DC變流器)占有較大的比例，是主要的污染源。由于固態感應加熱電源對于電網呈現非線性特性，從電網中輸出的電流就不是標準的正弦曲線。高頻諧波電流對電力設施產生過熱或其他危害[1]。

Boost電路應用到功率因數校正方面已經較為成熟，對于幾百瓦小功率的功率因數校正，常規的電路是可以實現的。但是對于大功率諸如感應加熱電源，還存在很多的實際問題。為了解決開關器件由于二極管反向恢復時產生的沖擊電流而易損壞的情況，減少開關器件在高頻下的開關損耗，本文采用一種無源無損緩沖電路取代傳統的LC濾波電路。在分析了軟開關電路的工作原理以及逆變模塊的分時-移相功率控制策略后，應用Matlab軟件進行了仿真，并通過實驗結果驗證了理論分析的正確性。……