基于DSP的10kW-100kHz高頻感應(yīng)加熱電源的研究.pdf

1、近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，感應(yīng)加熱作為一種非接觸的加熱手段，在感應(yīng)釬焊、感應(yīng)淬火、感應(yīng)熔煉、感應(yīng)熱固化等行業(yè)有了極為廣泛的應(yīng)用，目前已經(jīng)成為了一種不可忽視的重要加熱技術(shù)。高頻感應(yīng)加熱電源具有節(jié)能、綠色和效率高的優(yōu)點(diǎn)，使其獲得了廣泛的應(yīng)用前景和巨大的市場(chǎng)需求。但感應(yīng)加熱電源仍有不足之處，通過(guò)研究感應(yīng)加熱電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制策略來(lái)改善其容量低、精度低以及數(shù)字化程度低的問(wèn)題具有重要意義。
　　本文概述了感應(yīng)加熱電源的發(fā)展進(jìn)程，分析了感應(yīng)加熱原理以

2、及影響感應(yīng)加熱的主要因素，并對(duì)感應(yīng)加熱電源常用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，然后針對(duì)不同功率控制方案和頻率跟蹤方案進(jìn)行分析比較，對(duì)MOSFET的開關(guān)特性和驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)需求進(jìn)行深入探討研究。最后在分析研究的基礎(chǔ)上，選定運(yùn)用直流側(cè)斬波電路完成功率調(diào)節(jié)，并設(shè)計(jì)了數(shù)字鎖相環(huán)(DPLL，Digital Phase Locked Loop)進(jìn)行頻率跟蹤和相位鎖定控制。
　　針對(duì)10kW/100kHz感應(yīng)加熱電源進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)，主要包括主電路和控制電路

3、的設(shè)計(jì)，控制電路采用DSP TM320F2812作為主控芯片，完成系統(tǒng)的運(yùn)算控制。硬件電路設(shè)計(jì)具體為整流濾波電路、全橋逆變電路、降壓斬波電路、信號(hào)檢測(cè)處理電路、驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路的設(shè)計(jì)，并對(duì)電路元器件的參數(shù)選擇和型號(hào)確定進(jìn)行了詳細(xì)的分析與介紹，其中包括開關(guān)器件、驅(qū)動(dòng)芯片選擇和LLC負(fù)載匹配的參數(shù)設(shè)計(jì)。
　　對(duì)采用模糊控制完成的功率調(diào)節(jié)和采用數(shù)字鎖相環(huán)完成頻率調(diào)節(jié)的控制策略進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。按照設(shè)計(jì)參數(shù)，在Simulink中搭建了10