在我国北方,冬季寒冷,供暖在每家每户中必不可少,由于传统的锅炉取暖方式以燃煤为主,环境污染严重。随着国内风电、光电规模逐渐加大,弃风弃光问题严重,清洁能源得不到及时消纳而浪费。因此感应加热技术凭着加热温度高、速率快、电热转换效率高、利用清洁能源、对环境污染小、能实现自动控制等众多优点应用于水加热是大势所趋,其可以消纳光电、风电等清洁能源用于供暖和储能,有巨大的应用前景。本文分析了中频感应加热器依据的电磁感应原理、集肤效应与热传导,对感应加热电源中主电路进行了各种类拓扑分析,对比其优缺点确定了本设计所用的拓扑结构,应用变压器模型对其负载等效分析,并阐述了负载谐振电路各个状态下的工作过程,研究了当负载工作在弱感性状态下时,负载工作状态最佳,能实现零电压开通,且管间自然换流无损耗,不容易发生桥内直通故障。然后对感应加热器主电路与负载参数进行了设计计算和器件选型,选择IGBT为逆变电路功率开关管。针对功率器件工作时存在损耗发热问题,应用热阻等效电路法对各点的温度进行分析计算,进而得到散热片所允许的最大热阻值,据此为加热控制器设计了散热系统。对感应加热电源控制电路进行硬件设计,选择单片机STM32F103为主控芯片,设计包括主控电路及其基本外围电路,PWM输出电路,IGBT驱动与保护电路,数字锁相环电路,温度与水位采样电路,辅助电源电路,485通信电路,并对其电路原理及使用的主要器件进行了详细分析。针对感应加热电源主电路与控制电路,根据设计参数,在Multisim平台下搭建了仿真模型,得出仿真结果验证了主电路参数设计的合理性与锁相电路的可实现性。然后针对加热管本体运用Magnet软件进行电磁场仿真,设置激励为加热电源逆变电路输出波形,得出电磁场和涡流分布规律,且通过仿真验证选出最优负载结构参数和最佳铁芯材料。最后根据参数设计搭建实验平台,经过调试与运行,得出电压电流波形分析与温度采样分析及效率验算,验证了参数设计的合理性与可行性。