基于SiC MOSFET的高频感应加热电源关键技术研究

• 作 者: 李荣荣
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: Si C MOSFET PSpice仿真模型 高频感应加热电源 驱动电路

Si C MOSFET是一种刚投入市场工业应用还未成熟的半导体器件,虽然Si C MOSFET一经问世就受到了广泛关注,但其在实际工程应用中的的开关特性、静态特性及功率损耗等表现还有待进一步明确验证,在工程实践前采用仿真软件对其电源电路工作特性、效率等进行分析和评估是极为必要的。为了给下文的超高频感应加热电源关键技术研究奠定坚实基础,本文通过对Si C MOSFET的内部电路结构、关键参数的研究,以厂家提供的内部模型程序为基础对其结构及关键参数进行优化改进,采用PSpice仿真软件建立Si C MOSFET的精确模型,模型中引入温控电压源、电压控制开关、具有精确数学函数关系的电阻、电容等PSpice子电路对Si C MOSFET关键参数的设置进行优化改进,使模型可精确仿真器件的实际工作特性。并搭建动、静态特性实验平台对模型的正确性、有效性进行验证。为将Si C MOSFET进一步应用于工程实践,验证其工业推广价值,本文着重分析研究了高频感应加热电源设计中的整流器的拓扑结构、逆变器的拓扑结构、槽路选择、控制技术中的调功方式等关键技术。为了保证Si C功率MOSFET能可靠驱动触发,专门从驱动芯片的选择、驱动路径的优化、电气隔离和驱动保护等方面研究设计了高可靠性、强驱动能力的驱动电路。并且最终给出了电源系统整体控制方案,完成器件计算选型等硬件电路的设计,最后搭建一台感应加热电源的实验样机,对文中提出的设计方案进行实验验证。