基于DSP的400kHz的大功率高頻感應加熱電源研究.pdf

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

2、法。同時設計了電流閉環(huán)控制系統(tǒng)，將感應加熱電源的功率控制問題轉化為Buck斬波器的電流控制問題。另外，按照感應加熱電源大功率化的要求，斬波環(huán)節(jié)設計了多重化的結構，也使得斬波輸出電流更平穩(wěn)，諧波分量更小。最后，還分析了感應加熱電源逆變器工作原理，針對感應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，設計了專門的高速驅動電路，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。 木文第五章設計了一臺20KW的軟開關斬波調功的感應加熱電源實驗樣機，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)結構。實驗結果表明，軟開關斬波可以明顯減小開關損耗，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構設計，直流斬波部分控制框圖，逆變控制框圖，驅動電路的設計和保護電路的