基于三阶谐振变换器的高频感应加热电源的研究

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1、摘要摘要本文研究了基于三阶谐振变换器的高频感应加热电源，分析了电源谐振电路的拓扑结构特性、谐振电路的基本变量之间的数学关系，对并联结构的特点进行了详细的理论分析，同时对由于逆变单元输出电压的差异对逆变器单元并联的影响进行了理论分析和仿真验证。在分析感应加热电源常用功率调节方式的基础之上，根据本文设计的电源电路拓扑的特点选用直流软斩波功率调节方式，详细分析了降压斩波功率调节电路，提出并设计了基于模糊控制的双闭环功率控制系统。分析了频率跟踪锁相控制特点，改进传统锁相环的缺点和不足，提出了基于DSPTMS320LF2407的数字锁相方案，即软件锁相环(SPLL)，并给出软件实现算法和流程图。设计

2、了基于三阶谐振变换器的高频感应加热电源电路，包括控制电路设计、主电路参数计算与元器件的选型和开关器件驱动电路的设计。对感应加热电源控制电路部分进行了数字化设计，提高了感应加热电源系统性能。最后在一台MOSFET高频感应加热电源样机上进行了实验，其中斩波器频率为20kHz，逆变器工作频率为300kHz，控制核心采用TI公司的TMS320LF2407ADSP控制芯片，并给出了MATALAB仿真和实验结果。关键词：感应加热，三阶谐振，功率控制，软件锁相环AbstractTIlisthesisresearcheshighfrequencyinductionheatingpowersupplybas

3、edonthree-orderresonantconverterandintroducesitsbasicprinciple，thetrendofitsfuture，includingthecharacteristicoftheconverter，thecontrolmethodandalsothesoftwareandhardwaredesign．Thetopology，themathematicrelationshipandparallelconnectionofthethree-orderconverteraredeeplystudied．Theparallelconnectionc

4、haracteristicismainlystudied，includingitstheoreticanalysisandsimulmion．ThepowermodulationandSPLLarestudied．Thethesisdesignsthebuckchoppervoltagedoubleclosed—looppowermodulationbasedonfuzzycontroltheoryaccordingtothecharacteroftheconverter．AfterintroductionofthetraditionalPLLmethod，thethesisalsodes

5、ignstheSPLLbasedonDSPTMS320LF2407accordingtothecharacterofthehighfrequencyinductionheatingpowersupply．Thearithmeticandflowchartofthedesignarealsoresearched．111ethesisdesignsthecontrolcircuit．preferencescalculationandthedrivingcircuitofpowerMOSFETandIGBT．Afterthatthisthesisdoessomeexperimentsontheh

6、ighfrequencyinductionheatingpowersupply,with10kHzfrequencyforthechopperand300kHzfrequencyfortheinverter．Atlast，thesimulation，software，hardwareandalsotheexperimentMresultsareallpresentedinthisthesis．Keywords：Inductionheating，3-orderresonant，Powermodulation，SPLL，II独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取

7、得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定：江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和