电磁采暖炉是采用中频感应加热技术，中频感应加热以其加热效率高、速度快，可控性好及易于实现机械化、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。电磁采暖炉采用IGBT作为开关器件，可工作在10 Hz～10 kHz频段。它由整流器、滤波器、和逆变器组成。整流器采用不可控三相全桥式整流电路。滤波器采用两个电解电容和一个电感组成Ⅱ型滤波器滤波和无源功率因数校正。逆变器主要由单片机控制74LS686产生PWM波控制四个IGBT的开通和关断。设计中采用的芯片主要是单片机89C52和74LS686PWM波产生器，由于EXB841具有快的开关速度（500ns），光隔离，故障状态反馈，可配置自动复位、自动关闭等功能，所以选择其作为IGBT的驱动。设计过程充分利用了89C52的控制性能，控制系统不仅响应速度快且具有理想的控制精度。
关键词：IGBT 逆变器 电磁采暖
目 录
1 绪论 ………………………………………………………………………………………1
1.1 电磁采暖炉的背景和意义 ……………………………………………………………1
1.2 电磁采暖炉的国内外发展趋势 ………………………………………………………2
2 电磁涡流加热及其实现方案研究 ………………………………………………………4
2.1 串并联谐振电路的比较 ………………………………………………………………4
2.2 串联谐振电源工作原理 ………………………………………………………………4
2.3 电路的功率调节原理 ……………………… ………………………………………6
2.4 本课题设计思路及主要设计内容 ……………………………………………………6
3 30KW电磁采暖炉电气控制的主电路设计 …………………………………………8
3.1 主电路的主要设计技术参数 …………………………………………………………8
3.2 主电路结构 ……………………………………………………………………………8
3.3 PID控制 ………………………………………………………………………………17
3.4 系统主回路的元器件参数设定………………………………………………………18
4 控制电路的设计…………………………………………………………………………22
4.1 单片机电路设计………………………………………………………………………22
4.2 PWM波的产生 …………………………………………………………………………24
4.3 电流互感器……………………………………………………………………………29
4.4 键盘与显示电路设计…………………………………………………………………30
5 驱动电路的设计…………………………………………………………………………32
5．1 IGBT对驱动电路的要求………………………………………………………………32
5.2 缓冲电路设计…………………………………………………………………………33
5.3 IGBT驱动芯片EXB841介绍 …………………………………………………………33
5.4 IGBT的驱动和保护电路设计…………………………………………………………35
5.5 本设计用辅助直流稳压电源…………………………………………………………36
6 软件设计…………………………………………………………………………………37
6.1 主程序流程图 …………………………………………………………………………37
6.2 子程序流程图 …………………………………………………………………………38
结论 ………………………………………………………………………………………41致谢 …………………………………………………………………………………42参考文献………………………………………………………………………………43附件A………………………………………………………………………………………45附件B………………………………………………………………………………………46
