基于FPGA的调频调功感应加热电源数字化控制

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1、维普资讯http://www.cqvip.com^工白动化目鄙硼与授一O．I．Automation2006年第25卷第l2期AutomaticMeasurementandControl2006，Vo1．25，No．12文章编号：1006—1576(2006)12-"0067一O3基于FPGA的调频调功感应加热电源数字化控制段海雁，张光先’0’(1．山东大学控制科学与工程学院，山东济南250061；2．山东大学奥太电气有限公司，tll东济南250101)摘要：在QuartusII软件开发平台下，利用

2、VHDL硬件描述语言和原理图输入方式可实现数字化控制。调频方式的加热电源工作在他激状态，启动时外加振荡器产生的驱动频率。同时让驱动频率从lOOk到20k扫频，当扫频到PI调节器给定值时，．停止扫频，电流进入闭环状态通过改变电流给定值，驱动频率发生变化，从而实现调功仿真结果表明谊设计符合实际要求。关键词：感应加热：调频调功：FPGA中图分类号：TP273．5文献标识码：ADigitalControlofPFMInductionHeatingPowerSupplyBasedonFPGADUANHa1．

3、yan。．ZHANGGuang—xian'2(1．CollegeofControlScience＆Engineering，ShandongUniversity，Jinan250061，China；2．AotaiElectricCo．，Ltd，ShangdongUniversityJinan250101，China)Abstract：ThedigitalcontrolcouldberealizedwithVHDLlanguageandgraphicchartbasedontheQuartusIIso

4、ftware．PFMinductionheatingpowersupplyworksinthestimulatedway．Theoscillationformsdrivingfrequencywhenstart—up，makingthedriving~equencychangedfrom100kto20k．Thenwhenthe~equencyobtainedthevalueofPI，thecurrententeredtheclosedloop．ThroughalteringthePIvaluet

5、hedriving~equencycouldbechangedandthepowercouldbeadjusted．Simulationresultsindicatedthatthedesignisadapttotheactualneeds．Keywords：Inductionheating；PFM(Pulse~equencymunition)；FPGAO引言其中谐振频率fo1／(2√Lc)。f=fo时，负载目前很多感应加热电源采用模拟电路控制，其等效阻抗虽小，IZI=R，此时功率输出最大：f>f

6、0时，负载呈感性，且频率越大感抗越大，功率减小；电路触点多，焊点多，系统可靠性低，对一些元件f

7、GA实现)产生RLC串联谐振负载。其中sl和s4，s2和s3同时驱动频率，负载谐振频率设定在50K左右。为防止开通和关断。为防止上下桥臂直通，开通时间不到通电产生较大的尖峰电压，需使负载工作在感性状半个周期，即上桥臂关断和下桥臂开通(或下桥臂态。让驱动频率从100K到20K扫频，扫频到PI调关断和上桥臂开通)问留有死区lus。如图l。节器给定值止，电流进入闭环状态。绎改变电流给定值，驱动频率发生变化，以实现调功。此外，为使加热电源不工作在容性状态，谯控制电路巾加入IcRLi—卜—[——一过零检测电

8、路。当提前检测到电流超前电压相位时，IL⋯⋯⋯⋯强制使电压驱动信号中断，负载工作存白激状态。图1串联谐振逆变电路图图2负载等效电路图感应加热电源的串联谐振等效电路图如图2，负载等效R抗为z=1／jcoC+jcoL+R，则：图3逆变控制原理图Izl=．2．1扫频电路设计收稿日期：20060723；修I,ilEj期：2006—09—18作者简介：段海雁(1982一)，女，Ih两人．LU东犬学控制科学f程学院在读硕。I。，研究方向为电电于席川研究维普资讯http://www.cqvip.