基于FPGA的感應(yīng)回?zé)犭娫纯刂葡到y(tǒng)研究.pdf

1、隨著電力半導(dǎo)體功率器件、先進(jìn)的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及控制技術(shù)的發(fā)展，感應(yīng)加熱電源不斷朝著大功率容量、高頻率和智能化控制等方向發(fā)展，其控制系統(tǒng)也逐漸由模擬電路過渡到全數(shù)字控制電路形式。FPGA憑借其設(shè)計(jì)上的優(yōu)越性以及快速數(shù)據(jù)處理等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為控制領(lǐng)域的主導(dǎo)產(chǎn)品。本文以串聯(lián)諧振型感應(yīng)加熱電源為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了一種PWM Buck軟斬波電路，然后基于FPGA平臺(tái)實(shí)現(xiàn)感應(yīng)加熱電源的頻率跟蹤控制電路以及PI功率控制算法。
　　 實(shí)現(xiàn)感應(yīng)加熱設(shè)

2、備便攜化、輕量化的一個(gè)最直接的方法是提高開關(guān)頻率，但單純的提高頻率會(huì)增大損耗，降低加熱效率，故設(shè)計(jì)了一種新型ZVZCS PWMBuck軟斬波電路。傳統(tǒng)的鎖相環(huán)易受電網(wǎng)電壓、溫度漂移等因素的影響，使得系統(tǒng)的同步調(diào)節(jié)很難實(shí)現(xiàn)，故提出了一種基于FPGA的數(shù)字鎖相環(huán)設(shè)計(jì)，用Verilog HDL編程實(shí)現(xiàn)一個(gè)任意分頻器，使FPGA內(nèi)嵌鎖相環(huán)能夠應(yīng)用在感應(yīng)加熱領(lǐng)域。另外，感應(yīng)加熱電源需要采用功率控制，來保證電源的恒功率輸出，實(shí)現(xiàn)加熱溫度在給定的功率

3、下恒定，滿足工件加熱要求。本文分析了串聯(lián)諧振逆變器的功率控制原理，將其轉(zhuǎn)化成Buck斬波電路的輸出直流電壓控制問題，用Verilog HDL編程實(shí)現(xiàn)了感應(yīng)加熱電源的一種PI功率控制算法，保證了輸出功率與給定功率的一致。
　　 仿真結(jié)果表明：設(shè)計(jì)的PWM軟斬波電路實(shí)現(xiàn)了主、輔開關(guān)器件的軟開關(guān)，減少了元器件的開通和關(guān)斷損耗；Verilog HDL編程實(shí)現(xiàn)的外部分頻器使得ADPLL的鎖相頻率適合于感應(yīng)加熱領(lǐng)域；PI功率控制算法保證了感