基于DSP的新型PWM大功率感应加热电源的研究

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1、摘要摘要本文从感应加热基本原理出发，概述了感应加热技术的现状及发展趋势，在分析串联谐振逆变器各种功率控制策略原理及优缺点的基础上，对于移相调功轻载时的缺陷，本文将有限双极性PWM法引入逆变器轻载时的输出控制，通过DPLL锁相，使滞后桥臂的电压与电流始终保持一定的相位，同时结合非轻载时移相功率调节良好的特性，提出了一种基于DSP的新型功率控制策略，克服了传统移相全桥的缺点，使得高频逆变电源在轻载条件下仍能实现软开关，且轻载时电流连续调节范围广，三角畸变程度轻于PSPI釉I，大幅度的扩大了负载的适用范围，提高了电源整机效率。在对新型PWM功率控制串联谐振逆变器工作过

2、程进行分析的基础上，解决了所有开关管的软开关问题；并通过分析功率输出单元的输出电压、电流、功率等，进而得到一个脉冲周期的输出电压、电流及功率的计算式。在这些理论分析的基础上，本文设计了基于新型PWM功率控制策略的感应加热电源实验系统，对主电路各元器件进行了精确计算与设计，设计了以TMS320LF2407A为核心的控制与保护电路，并对DSP外围电路进行设计，同时编写了基于新型P1jl『M功率控制策略，以数字环相环及功率控制算法为核心的DSP程序，相关的仿真与实验系统得到的输出波形很好的验证了新型PwM控制策略的可行性。关键词：串联谐振感应加热LimitedDoub

3、le．polarity&PSPWMDSP锁相环AbstractFirst,thispapergivesabriefintroductiontothebasictheoryofinductionheatingandoutlinesthedevelopmentandthestatusoftheinductionheatingtechnique．Basedontheanalasysofallkinksofpowermodulationstrategiesofseriesresonantinverters，anewpowermodulationstrategycalle

4、dLimitedDouble—polarity7&PSPWMispresented，whichregulatesoutputpowerofinvertersbyregulatingbothpulse-widthandphase-shiftangle．WhencomparedwinlLimitedDouble-polarityonlyschemedinverters，theLimitedDouble—polarity&PSPWMschemedinvertersachievecontinuouspowerregulationandmoresteadyoutputcu

5、rrent，continuouspowerregulation,andoperatingincontinuouscurrentmode(CCM)；WhencomparedwithPSPWMonlyschemedinverters，newschemedinvertershavesmallerphase-shiftaswellashardlyanydistortioninoutputcurrent．Evenworkingunderlightloadstatus，theinvertercallrealizequasi·sinusoidoutputcurrentwave

6、formwithlessfluctuationinpeakvalue．OnthebasisofelaborateanalysistoworkingprocessofLimitedDouble-polarity&PSPWMcontrolledinverter,soff-swichingofallfourswichesisachieved．Formulasincalculatingoutputvoltage，currentandpowerinonePWMcycleareaquiredbyanalyzingonepoweroutputingcycle．Anexperi

7、mentalinductionheatingsystemisdesignedtoillustratethefeasibilityofthenewpowerregulatingstrategy,ofwhicheverypartinmaincircuitaswellasthecontrolsystemconsistsofDPLLandSOonisdesigned．Theexperimentalresultsillustratthefavorableperformanceofthenewpowerregulatingstrategy．PLLKeywords：serie

8、sresonant,in