感应加热技术是一种非接触式的加热方式,在工业上得到了广泛的应用。传统的感应加热电源采用串联或并联的LC谐振负载结构,需要变压器进行负载匹配,导致设备的体积大、成本高、效率低且变压器的设计复杂。LLC谐振负载通过串联谐振电感实现电流变换的作用,不需要变压器进行阻抗变换,因而相比LC谐振负载具有很大的优势。感应加热电源在实际应用中需要根据不同热处理工艺的要求,在工作过程中调节输出功率的大小,针对LLC谐振负载的调功方式一直是业内的研究热点。非对称电压消除控制是一种比较经典的调功方式,具有恒频调功且高效的优点。但传统的非对称电压消除控制会使得两条桥臂的损耗不一致,导致电源的安全工作范围减小、可靠性降低。本文提出了一种改进的非对称电压消除控制,并将其应用在LLC谐振负载上,解决了传统的非对称电压消除控制损耗不均衡的问题。非对称电压消除控制会造成输出电压基波分量的相位偏移,从而造成锁相频率与电流相位的改变。本文推导了相位偏移的数学表达式,并通过数学的方式证明了采用驱动信号相位与电容电压相位作为锁相控制变量的有效性。本文还对电源启动与锁相过程中可能出现的ZVS丢失进行了研究,设计了一套稳定可靠的电源启动方案。最后,给出了完整的主电路拓扑及LLC谐振负载参数设计,并设计了以DSP芯片TMS320F28335为核心的控制系统,完成了150kW样机实验平台的搭建。从软件仿真与样机实验两方面,对本文提出的控制方式的可行性进行了验证。