论文部分内容阅读
目前,感应加热电源技术主要是向着大功率、高频率和智能化控制技术的方向发展。然而,即便采用了软开关技术的感应加热电源,其设备总损耗的80%以上仍来自于功率器件自身的开关损耗,这制约着电源频率的进一步提高。宽禁带半导体材料碳化硅因其热导率高、临界雪崩击穿电场强度高、饱和漂移速度高、介电常数小等诸多优点,它的出现为这一问题的解决提供了理想的办法。作为新型的碳化硅功率器件之一,SiC MOSFET器件具有导通电阻低、工作频率高和耐高温等优点,然而,科研工作者对其器件的工作特性、相应的驱动电路的设计、应用过程中带来的一些新的问题等仍在探索之中。在进行电力电子应用设计前深入了解功率器件的特性是很有必要的,为了更好的将SiC MOSFET这种新型功率器件完美应用于感应加热电源中,本文首先结合器件厂商提供的数据手册,并搭建相关实验和仿真,对SiC MOSFET的器件特性进行了详细研究。主要选取IXYS公司参数相近的IXFN50N120SiC(1200V/47A)和IXFN38N100Q2(1000V/38A)两种器件作为测试对象,对比测试了二者的静态特性和动态特性,探究了二者在驱动电压选取、开关速度、开关损耗以及体二极管反向恢复特性方面的不同。在此基础上,本文针对SiC MOSFET的器件的相关特性,采用磁耦芯片1EDI60N12AF和驱动芯片IXDD630相结合,设计出一款适合于多管并联的高频大功率工程应用的驱动电路;并通过双脉冲实验对驱动电路进行了相关测试,分析确定了最佳门极电阻的参数和缓冲吸收电路。另外,为了更好的将SiC MOSFET应用于高频感应加热电源,实现其工业价值,本文针对感应加热电源的整流、逆变、负载匹配和调功方式等关键技术进行分析探讨,选择出最优的方案技术,并进行了相关参数整定,最终搭建出一台基于SiC MOSFET实验样机,并进行上电测试,测试结果表明驱动电路工作正常,电源样机工作频率可超800KHz,单逆变桥容量可达50k W以上,验证了本文所做研究工作的正确性和有效性。