IGBT超音頻串聯(lián)移相調(diào)功感應加熱電源研究

本文以超音頻串聯(lián)諧振式感應加熱電源為研究對象，應用鎖相環(huán)和 PID 技 術，采用數(shù)字信號處理器(DSP)和復雜可編程邏輯器件(CPLD)聯(lián)合控制的數(shù)字化 技術實現(xiàn)感應加熱電源的頻率跟蹤和 0°～180° 自由移相調(diào)功，為感應加熱電源 系統(tǒng)的數(shù)字化、信息化、柔性化、智能化控制提供了優(yōu)質(zhì)、可靠的技術基礎。 論文首先介紹了感應加熱的基本原理及感應加熱技術的發(fā)展動態(tài)。然后通過 對感應加熱電源中的主電路拓撲進行分析，比較串聯(lián)諧振逆變電路與并聯(lián)諧振逆 變電路的優(yōu)缺點，選擇了更適合超音頻感應加熱電源的串聯(lián)諧振主電路。 在確定了設計方案后，詳細分析了電源的主電路結(jié)構(gòu)并進行了系統(tǒng)各組成部 分器件的參數(shù)計算和選取。 通過對鎖相環(huán)原理進行了分析，提出一種基于 DSP 的數(shù)字鎖相環(huán)(DPLL) 的 實現(xiàn)方法。 論文在分析和對比了感應加熱電源的各種調(diào)功方式后，選擇了移相調(diào)功對感 應加熱電源進行恒流調(diào)節(jié)。通過兩種硬件方案的對比，確定了一種最佳方案，實 現(xiàn)了基準臂與移相臂之間移相角的數(shù)字控制信號的產(chǎn)生。 論文搭建了以 TMS320LF2407A 為控制核心的硬件控制平臺。包括了采樣電 路、保護電路、驅(qū)動電路、顯示電路等外圍電路。在此基礎上編制了系統(tǒng)的程 序，完成了樣機，并對其進行了整機聯(lián)調(diào)，給出了電源的實測波形。實驗結(jié)果證 明基于 DSP 的 DPLL 完全可以勝任超音頻的頻率跟蹤，系統(tǒng)硬件電路可靠，程 序運行良好。