基于DSP的400kHz的大功率高頻感應(yīng)加熱電源研究.pdf

1、本文以感應(yīng)加熱電源為研究對象，簡單介紹了感應(yīng)加熱電源技術(shù)的基本原理、分類以及發(fā)展趨勢。對感應(yīng)加熱電源逆變側(cè)常用的兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進行了分析，對電流型逆變器和電壓型逆變器作了比較分析，并根據(jù)本設(shè)計要求進行了選擇，又分析了感應(yīng)加熱電源的各種調(diào)功方式。例舉了整流側(cè)調(diào)功和逆變側(cè)調(diào)功的幾種常用方法，在對比分析幾種功率調(diào)節(jié)方式的基礎(chǔ)上，提出了整流側(cè)斬波調(diào)功的方法。鑒于硬開關(guān)方式帶來的損耗，設(shè)計了軟開關(guān)buck斬波電路，并提出了基于DSP的數(shù)字PI調(diào)節(jié)方

2、法。同時設(shè)計了電流閉環(huán)控制系統(tǒng)，將感應(yīng)加熱電源的功率控制問題轉(zhuǎn)化為Buck斬波器的電流控制問題。另外，按照感應(yīng)加熱電源大功率化的要求，斬波環(huán)節(jié)設(shè)計了多重化的結(jié)構(gòu)，也使得斬波輸出電流更平穩(wěn)，諧波分量更小。最后，還分析了感應(yīng)加熱電源逆變器工作原理，針對感應(yīng)加熱逆變器必須工作在諧振狀態(tài)下，且頻率高達400kHz的特點，設(shè)計了專門的高速驅(qū)動電路，并分析了鎖相環(huán)的基本原理，利用集成鎖相環(huán)器件CD4046設(shè)計了逆變器頻率跟蹤系統(tǒng)，使逆變器始終保持在

3、功率因數(shù)近似為1的狀態(tài)下工作，實現(xiàn)電源的高效運行。 木文第五章設(shè)計了一臺20KW的軟開關(guān)斬波調(diào)功的感應(yīng)加熱電源實驗樣機，其中斬波器頻率為50kHz，逆變器工作頻率為400kHz，控制核心采用TI公司的TMS320F2812DSP控制芯片，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。實驗結(jié)果表明，軟開關(guān)斬波可以明顯減小開關(guān)損耗，多重化斬波可以有效減小斬波輸出電流諧波分量。文章給出了整機的結(jié)構(gòu)設(shè)計，直流斬波部分控制框圖，逆變控制框圖，驅(qū)動電路的設(shè)計和保護電路的