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锁相环频率跟踪技术在高频逆变电源中的应用

郭红  
【摘要】: 高频逆变电源在工作过程中,由于被加热工件在加热过程中其物理性质(电阻率、导磁率等)都会随温度不断变化,因而负载电路固有频率也会随之变化。本课题就是基于这种需要,研究高频情况(1/1MHz)下采用功率MOSFET为主开关器件的串联逆变电源的频率跟踪控制电路。 本文首先以负载串联谐振逆变电源为模型,针对负载参数变化引起的固有谐振频率变化,导致逆变器效率降低及开关器件应力增加的普遍现象,推出了适用于高频逆变电源的锁相环数学模型并用Pspice进行了仿真分析;其次结合锁相环的数学模型,提出并实现了一种以集成高速锁相环74HC4046为核心的应用于高频逆变电源的无相差频率跟踪控制系统,对高频逆变电源的输出频率进行实时控制,实现逆变器工作频率对负载谐振频率的同步跟踪,确保逆变器开关器件工作在零电压零电流软开关(ZVZCS),显著减小功率器件的开关损耗和提高装置效率,并就控制系统的相位补偿和启动等问题进行了分析讨论;最后进行了实验验证,为分析和设计逆变电源提供了必要的理论依据。


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