基于FPGA的中頻電源的研究.pdf

1、感應(yīng)加熱對(duì)工件加熱溫度高，加熱效率高，它是非接觸式加熱，在加熱過(guò)程中對(duì)溫度容易控制，能對(duì)形狀復(fù)雜的工件加熱，工件加熱是在封閉環(huán)境下進(jìn)行，對(duì)周圍環(huán)境影響小，作業(yè)環(huán)境好，所以感應(yīng)加熱電源成為國(guó)內(nèi)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。
　　目前，我國(guó)感應(yīng)加熱電源的調(diào)功方式多數(shù)采用直流側(cè)調(diào)功，利用晶閘管相控整流調(diào)功，此種電源在深度控制下功率因數(shù)很低，并且電網(wǎng)電流諧波較大使得整機(jī)效率不高。國(guó)內(nèi)感應(yīng)加熱大多數(shù)是電流型并聯(lián)諧振式的電源結(jié)構(gòu)，本文逆變電路采用電壓型串聯(lián)

2、逆變器，直流側(cè)調(diào)功采用BUCK直流調(diào)功方式，這樣結(jié)構(gòu)就可以避免電流型并聯(lián)逆變器引起交流電網(wǎng)的諧波污染問(wèn)題。
　　本文研究?jī)?nèi)容重點(diǎn)是基于FPGA的中頻電源。文章以10KHz/100KW中頻電源為設(shè)計(jì)對(duì)象，給出了功率主電路器件的具體參數(shù)設(shè)計(jì)。整流電路采用三相不可控制整流;濾波電路采用LC濾波電路;調(diào)功率電路采用BUCK直流調(diào)功;逆變器采用電壓型串聯(lián)逆變器;負(fù)載是串聯(lián)型諧振式負(fù)載;控制電路采用FPGA作為控制電路;功率線性放大電路采用I

3、R2130作為驅(qū)動(dòng)電路。
　　設(shè)計(jì)了以IGBT為開關(guān)器件的主電路，調(diào)功電路采用BUCK數(shù)字調(diào)功，針對(duì)中頻電源頻率跟蹤的要求，提出基于FPGA的鎖相環(huán)設(shè)計(jì)方案。本設(shè)計(jì)采用內(nèi)置鎖相環(huán)74297并通過(guò)VerilogHDL/VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)相應(yīng)的原理圖輔助電路，滿足中頻頻率大范圍內(nèi)鎖相的要求。
　　最后，通過(guò)MATLAB/SIMULINK仿真軟件驗(yàn)證了主電路設(shè)計(jì)是可行的。通過(guò)QuartusⅡ9.0仿真軟件驗(yàn)證了BUCK調(diào)功模塊設(shè)計(jì)和