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全桥移相控制感应加热电源探究
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2017-10-20
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随着感应加热电源对自动化控制程度及可靠性要求的提高，感应加热电源正向智能化与数字化控制的方向发展。DSP具有高速的数字处理能力及丰富的外设功能，使得一些先进的控制策略能够应用实践，研究基于DSP的数字控制感应加热电源，可使产品具有更加优良的稳定性及控制的实时性，并且具有简单灵活的特点。本文以TMS320F2812为核心，设计了超音频串联谐振式感应加热电源的数字化控制系统，包括数字锁相环（DPLL）、移相PWM发生与系统闭环控制等。
1 系统结构
串联谐振式感应加热电源主电路如图1所示。采用不控整流加可控逆变电源结构，负载为感应线圈（等效为电感）与补偿电容串联。逆变部分采用带锁相环的移相PWM控制。基于TMS320F2812的系统控制框图如图2所示。其中直流侧电压检测电路和电流检测电路用于系统的闭环控制；输出电流检测电路是获取负载电流频率脉冲信号，用于频率跟踪的同步信号。
2 移相PWM调功原理
图1中由VTl和VT2的臂作为基准臂，VT3和VT4的臂作为移相臂，控制脉冲如图3所示。由图可见，其中VT1和VT2、VT3和VT4控制信号仍然保持互补相位关系，但VT3和VT4控制信号分别滞后VT1和VT2角度β，该角度在0～π范围内连续可调。改变移相臂的相位角β即可改变输出电压波形，从而改变电压基波有效值，实现桥内调压的目的。
随着感应加热电源对自动化控制程度及可靠性要求的提高，感应加热电源正向智能化与数字化控制的方向发展。DSP具有高速的数字处理能力及丰富的外设功能，使得一些先进的控制策略能够应用实践，研究基于DSP的数字控制感应加热电源，可使产品具有更加优良的稳定性及控制的实时性，并且具有简单灵活的特点。本文以TMS320F2812为核心，设计了超音频串联谐振式感应加热电源的数字化控制系统，包括数字锁相环（DPLL）、移相PWM发生与系统闭环控制等。
1 系统结构
串联谐振式感应加热电源主电路如图1所示。采用不控整流加可控逆变电源结构，负载为感应线圈（等效为电感）与补偿电容串联。逆变部分采用带锁相环的移相PWM控制。基于TMS320F2812的系统控制框图如图2所示。其中直流侧电压检测电路和电流检测电路用于系统的闭环控制；输出电流检测电路是获取负载电流频率脉冲信号，用于频率跟踪的同步信号。
2 移相PWM调功原理
图1中由VTl和VT2的臂作为基准臂，VT3和VT4的臂作为移相臂，控制脉冲如图3所示。由图可见，其中VT1和VT2、VT3和VT4控制信号仍然保持互补相位关系，但VT3和VT4控制信号分别滞后VT1和VT2角度β，该角度在0～π范围内连续可调。改变移相臂的相位角β即可改变输出电压波形，从而改变电压基波有效值，实现桥内调压的目的。
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