基于DSP的10kW-100kHz高頻感應加熱電源的研究.pdf

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

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

3、的設計，控制電路采用DSP TM320F2812作為主控芯片，完成系統(tǒng)的運算控制。硬件電路設計具體為整流濾波電路、全橋逆變電路、降壓斬波電路、信號檢測處理電路、驅(qū)動電路和保護電路的設計，并對電路元器件的參數(shù)選擇和型號確定進行了詳細的分析與介紹，其中包括開關器件、驅(qū)動芯片選擇和LLC負載匹配的參數(shù)設計。
　　對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)的控制策略進行了仿真驗證。按照設計參數(shù)，在Simulink中搭建了10