基于时域分析方法,针对不同工作模态列写状态方程求得状态变量的时域解,借助Matlab仿真软件进行数值分析,根据零电压开关条件以及电源和开关器件利用率等效率和经济指标,基于数值分析结果设计了一个最大输出功率为2 400 W的感应加热电源。实验结果证明了设计方法和得出的结论是正确的。 多基于负载电流是标准正弦波的假设［３－４］，在调谐放大器应用中，负载电路中设置了一个特殊的滤波器，这样的假设是合理的［５－６］，但在感应加热应用场合，滤波器非但不需要，反而带来额外的损耗。也有的分析基于某一个特定的工作条件，例如开关占空比为０．５，这种方法无法实现系统参数的优化设计［７－８］。本文提出时域分析方法，通过数值计算对电路进行分析和参数设计［９－１０］。１Ｅ类放大器的工作原理Ｅ类放大器的结构见图１。图１Ｅ类放大器原理电路其中电感Ｌｄ足够大，输入电流Ｉｄ恒定，Ｔ为带反并二极管的功率开关放大器参数设计方法-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港液压钢管滚圆机滚弧机折弯机，Ｃｒ为开关并联电容，负载网络为ＲＬＣ串联谐振电路，其中Ｌ为电感线圈，Ｒ为负载等效电阻，Ｃ为补偿电容。电容Ｃ的补偿原理可由图的负载回路基波相量关系图说明如下：如果没有补偿电容Ｃ，电感线圈上的无功电压全部由开关器件承担，当Ｅ类放大器应用于感应加热设备时，电感线圈和工件间的耦合程度较低，谐振电路的品质因数很高，本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name导致电感线圈上的无功电压很高，使开关器件的工作条件恶化；补偿后，电容电压抵消部分电感电压，负载上得到的电压可以比开关电压高，因此同样的器件能够得到更大的输出功率。图２Ｅ类放大器负载回路基波相量关系对于高品质因数的串联谐振型负载，电容越小、补偿效果越好，但同时也意味着谐振电路始终处于欠阻尼工作条件下。当开关导通时，ＲＬＣ串联电路通过开关短路，负载电压和电流发生振荡；当开关关断时，ＲＬＣ负载电路和Ｃｒ串联，形成新的振荡回路。在电路参数和工作点不同的情况下，Ｅ类放大器存在两种可能的工作模式：零电压开通和非零电压开通，工作波形如图３所示。其中，图３（ａ）图表示振荡电路的能量足够大，开关电压能够振荡过零，满足零电压开通条件；图３（ｂ）和（ｃ）表示振荡电路的能量不够大，开关关断时电压无法振荡到零，只能在非零电压条件下开通。开关导通时间过短或者过长，都有可能导致电路失去零电压开通的条件，因为关断电流Ｉｏｆｆ可能因开关的持续导通而振荡到一个较低的值。因此，Ｅ类放大器中，电感电流、补偿电容以及导通时间都需要有一个合适的值放大器参数设计方法-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港液压钢管滚圆机滚弧机折弯机本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name