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感应加热电源数字移相控制技术的研究

张晓妮  
【摘要】: 感应加热电源以其环保、节能等优点在工业生产中得到了广泛的应用。传统的感应加热装置多采用模拟控制电路,模拟电路不可避免的存在调试困难、元件易老化等缺点。随着芯片技术的不断发展,人们逐渐致力于发展基于芯片控制的数字化感应加热电源,采用这种数字化设计的方法具有设计灵活、修改方便和易于实现的优点,在感应加热领域中,数字化控制已是一个发展的方向。本文采用移相控制方法对感应加热电源进行数字化设计。 本文首先介绍了感应加热的基本原理和特点,阐述了感应加热电源技术的发展现状及趋势。以串联谐振式感应加热电源为研究对象,重点分析了几种常用的感应加热电源调功方式,在对比各种调功方式的基础上,选择了移相PWM方式对逆变器进行功率调节,并对移相控制进行了详细的分析。 然后,针对感应加热电源的负载特点,对频率跟踪中常用的锁相环技术(PLL)进行详细的研究。在参阅了国内外相关文献的基础上,首先分析了锁相环的原理、模型及跟踪性能,进而延伸到数字锁相环线性化相位模型,对数字锁相环(DPLL)的稳定性进行理论与仿真分析,提出基于DSP的数字锁相环并在DSP芯片进行设计实现。 最后,介绍了移相控制与锁相环相结合的具体数字实现方法,并以TI公司的TMS320LF2407A为核心对电源的控制系统进行硬件设计和软件流程设计,针对采用的移相控制方法,采用Matlab/Simulink软件对电源系统进行仿真,验证控制方法的可行性。


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