基于FPGA控制系統(tǒng)的感應(yīng)加熱電源研究.pdf

1、目前國(guó)內(nèi)感應(yīng)加熱電源大多使用模擬控制，這種控制系統(tǒng)可靠性差，組件工藝要求高且控制參數(shù)不容易修改，很大程度上影響了感應(yīng)加熱設(shè)備使用的靈活性。針對(duì)這種情況，本文對(duì)感應(yīng)加熱電源的數(shù)字控制系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究，通過(guò)對(duì)頻率跟蹤、功率控制、逆變器工作狀態(tài)的研究，設(shè)計(jì)了基于FPGA的感應(yīng)加熱電源的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)最突出的特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了感應(yīng)加熱電源的數(shù)字化控制，將整個(gè)控制系統(tǒng)集成在FPGA芯片中。與傳統(tǒng)的模擬控制系統(tǒng)相比，控制精度高且參數(shù)修改靈活。本論

2、文的主要工作是設(shè)計(jì)了感應(yīng)加熱電源中的數(shù)字鎖相環(huán)電路、功率控制電路以及電源逆變電路的狀態(tài)機(jī)控制系統(tǒng)。
　　 本文主要工作內(nèi)容如下:
　　 一、數(shù)字鎖相環(huán)電路的設(shè)計(jì)
　　 感應(yīng)加熱電源的頻率跟蹤大多采用鎖相環(huán)控制，本文采用FPGA底層嵌入的74297設(shè)計(jì)了數(shù)字鎖相環(huán)電路，其中包括計(jì)數(shù)器、寄存器、分頻器等電路的設(shè)計(jì)。該數(shù)字鎖相環(huán)的參數(shù)可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行修改，可移植性強(qiáng)，可以有效縮短數(shù)字鎖相環(huán)的開(kāi)發(fā)周期，克服了由于FP

3、GA內(nèi)部集成鎖相環(huán)鎖相頻率過(guò)高不適合中低頻率的感應(yīng)加熱電源的缺點(diǎn)。
　　 二、功率控制電路的設(shè)計(jì)
　　 本文采用直流斬波電路的電壓控制方法解決了感應(yīng)加熱電源的功率控制問(wèn)題。本文設(shè)計(jì)的功率調(diào)節(jié)電路分為直流斬波電路、誤差放大電路以及PWM調(diào)節(jié)電路。通過(guò)誤差放大電路與PWM調(diào)節(jié)電路的反饋環(huán)節(jié)進(jìn)行電源輸出功率的調(diào)節(jié)，從而保證了電源輸出的穩(wěn)定性。
　　 三、逆變系統(tǒng)狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)
　　 逆變系統(tǒng)的狀態(tài)機(jī)主要控制逆變電