基于dsp数字化中频电源研究

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1、学兔兔www.xuetutu.coml匐化基于DSP的数字化中频电源的研究BasedonDSPofthedigitalintermediatefrequencypower王娟，彭晓珊WANGJuan．PENGXiao．shan(贵阳学院，贵阳550005)摘要：针对目前中频感应加热电源模拟控制的不足，本文提出一种基于DSPTMS320LF2407A微控制器为控制核心的感应加热系统。整流电路采用整流软启动来减少对电网的谐波污染，在逆变系统的频率跟踪方面，采用将数字锁相和PI控制相结合的控制算法，以提高系统频率跟踪的

2、稳定性。最后通过MATLAB／sIMuLlNK来完成建立感应加热电源的仿真模型，来验证基于DSP的数字化感应加热电源的可行性和有效性。关键词：感应加热；DSP；频率跟踪；整流软启动；TMS320LF2407A中图分类号：TP273文献标识码：B文章编号：1009—0134(2012)02(上)一0083—04Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2012．2(I-)．3O(RESONANTTANK)和保护控制环节(CONTROL0引言ANDPROTECT)这五个部分构成。目前国内中频感应加热电

3、源技术在中小功率领域已经有了很大的发展，但市场上的中频感应加热电源在诸多方面仍需要改进，如相控整流调功方式使得网侧功率因数低、电网干扰大，调功图1感应加热电源基本结构响应慢，不宜在大功率情况下使用、斩波调功方工作原理：三相工频交流电或单相工频交流式斩波功率器件损耗大，限制整机稳定性和效率电(50Hz)输入，经整流器整流后成为脉动直流电，的提高等。因此主电路结构的合理性对整个电源再经过滤波器滤波后成为平滑的直流电，送入到的稳定和高效是十分重要的。由电力半导体器件作为开关器件的逆变器中，从传统的中频感应加热电源控制系

4、统多采用模而转化为一定频率的交流电压供与负载。拟电路控制方式，使得电路结构复杂、温漂大，感应加热电源负载接入补偿电容构成串联谐元器件易老化、系统升级改造困难等缺点。而振回路，如图2所示。且模拟电路不可避免的存在延迟使得谐振频率跟URUL踪慢、功率调节有限等，所以感应加热电源的数————————————————————字化是一种然的趋势，高速数字信号处理芯片(DSP，DigitalSignalProcessor)的出现使得感应■—卜R。二}=卜加热电源数字化成为可能。1感应加热电源分析图2串联谐振回路感应加热电源的

5、根本目的是通过在感应线圈其中，R表示等效负载回路电阻；C表示等效中产生一定频率的交流磁通，变化的磁通把功率负载回路补偿谐振电容；L表示等效负载回路谐振传输到负载上，因此从本质上来说，它是一个谐电感。串联谐振回路等效阻抗为：振变换器。z=R+j((^)L一—l_)=R+j(XL+xc)=R+jX(1)1．1主电路拓扑分析感应加热电源基本结构如图1所示。由图可知，感应加热电源结构主要由整流器(AC—DC)、滤波器(FILTER)、逆变器(DC—AC)、负载谐振回路当z的虚部为零时，产生串联谐振，假设谐振收稿日期：20

6、11—09—21作者简介：王娟(1982一)，女，贵州贵阳人，讲师，本科，研究方向为自动化技术。第34卷第2期2012—02(上)[831学兔兔www.xuetutu.com骞、llI8化电压电流采样；软件部分主要实现相序自检测、此时∞=(3)软启动触发脉冲发生、数字锁相环、功率闭环调”x／LC节、逆变脉冲发生等功能。1．2主电路方案的确定本文主电路的整流部分采用三相半控整流，直流电压采样卜ADSPI叵逆变部分采用半桥串联谐振逆变结构，中频感应直流电流采样L’ADSCI加热主电路拓扑如图3所示。宴Ll∽；码区动信

7、号一CAP警IX)M_A_vTv一半IL一逆变电流采样’cAP蔓I》c—整流同步信号’CAPCPWM2一△△哪VD3vDvDlI水压欠压、过匕PDPINTPWMl—H鱼卜J温保护图3中频电源主电路图图4基于DSP的数字控制系统框图由图3可知，采用可控整流来替代大电抗器2．2软件设计抑制浪涌电流的方法，使得电气结构大大简化，中频感应加热电源是以DSPTMS320LF2407A缩小了电源的体积。除此之外，可控整流电路为控制核心的，每个TMS320LF2407A器件有两个除去软启动的几秒时间，在整个工作时间内为全事件管

8、理器(EVA、EVB)，每个事件管理器模导通状态，这样可以有效地减小对电网的谐波污块可以独立工作而不受影响，都包含通用定时器染。电源输出功率的大小完全通过采用调节逆(GP)、比较器、PWM单元、捕获单元以及正交变侧IGBT导通占空比的方式来实现，可以利用编码电路(QEP)。计数器／比较单元能够实现在事件TMS320LF2407A片内外设的PWM功能来直接控制定时、采样环路