IGBT感应加热_钎焊电源的DSP数字化控制系统设计

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1、第37卷第l期Voi.37No.l2007年l月EiectricweidingMachineJan.2007李国伟，朱锦洪，石红信，路凯通(河南科技大学材料科学与工程学院，河南洛阳471003)摘要：用数字信号处理器(DSP)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)设计了IGBT感应加热电源控制系统。DSP采用TMS320LF2407A，主要用于实现数字锁相环、参数采样和恒流控制算法；CPLD采用EPM7l28，主要用于完成驱动死区时间设置，并由此芯片来完成系统中其它逻辑控制功能。通过这种设计方案，实现了感应加热电源的数字化控制

2、，并给出了相应的软件框图。关键词：感应加热电源；数字信号处理器；复杂可编程逻辑器件；数字锁相环中图分类号：TG434.l文献标识码：A文章编号：l00l-2303(2007)0l-0020-03专DesignofDSPbasedoncontrolsystemofIGBTinductionheating!brazingpowersupply题LIGuo-wei，ZHUJin-hong，SHIHong-xin，LUKai-tong讨询(SchooiofMateriaisScienceandEngineering!HenanU

3、niversityofScienceandTechnoiogy!Luoyang47l003!China)询询Abstract"ThecontroisystemofIGBTinductionheatingpowersuppiyisdesignedbasedonDSP(digitaisignaiprocessor)andCPLD数(compiexprogrammabieiogicdevice).DSPTMS320LF2407Awasadoptedtoreaiizedigitaiphaseiockedioop，sampiepa

4、rametersduring字inductionheatingprocessandreaiizeconstantcurrentcontroiaigorithm.CPLDEPM7l28wasadoptedtocompietethedeadbandtime化settingandiogiccontroi.Thedigitaicontroiofinductionheatingpowersuppiywasimpiementedthroughthisdesignapproach，andthe焊softwarechartwasiiiu

5、stratedasweiiinthispaper.接电Keywords"inductionheatingpowersuppiy#digitaisignaiprocessor#compiexprogrammabieiogicdevice#digitaiphaseiockedioop源0前言控制代替模拟控制，具有以下几个优点：(l)减少控制感应加热技术以高效、经济和环保的优势，在元件数量，提高系统抗干扰能力和系统稳定性；(2)熔炼、透热、锻造、钎焊和表面淬火处理等方面得到设计和制造灵活，每台电源间的一致性好，改变控越来越多的

6、应用。按工作频率来分，晶闸管中频电源制方法只需修改程序，无需变动硬件电路，大大缩在400~8000Hz己经比较成熟，但l00kHz以上高短了设计周期；(3)可以采用更先进的控制方法，输频加热仍然采用传统的电子管电源。在介于两者之出电能质量好，可靠性高，便于实现智能控制；(4)由间的超音频域(一般指20~50kHz)，新型功率半导于控制方法灵活，便于多个逆变器并联运行控制，从体开关器件IGBT(绝缘栅双极晶体管)的器件水平而实现大功率输出；(5)功能升级方便，采用可编程可以覆盖工作频率范围，能较好满足要求和填补空芯片可方便

7、地对软件修改和升级。基于此，研究设[l-3]计了以数字信号处理器(DSP)和可编程逻辑器件白，因而在感应加热领域有良好的应用前景。传统的感应加热电源的控制均采用模拟控制，(CPLD)为核心的全数字化感应加热电源。技术日趋成熟。但模拟控制电路存在以下缺陷，如：元件参数的精度不一致性、温度漂移、功耗较大、集1电源构成成度低、控制不够灵活、通用性不强等。若用数字化基于DSP的感应加热电源主要包括主电路与控制电路两部分。主电路包括整流和逆变两部分，如收稿日期!2006-l2-25图l所示。主电路整流部分输入为380V!50Hz工

8、频作者简介!李国伟(l972一)，男，河南洛阳人，硕士，工程师，主要从事感应加热电源智能控制等方面的研究工作。交流电压，经三相不控桥式整流后，转变为直流电$!"$数字化焊接咆源李国伟等：IGBT感应加热!钎焊电源的DSP数字化控制系统设计第l期压，轮流导通和关断IGBTI、IGBT4和IGBT2、IGBT3，方波。在