基于DSP的轻量化感应加热电源研究与设计

发布时间：2020-07-19 18:39

【摘要】：随着现代电子技术以及人类社会生产力的飞速发展,中频感应加热电源市场应用量愈来愈大,感应加热电源与自动化生产线相结合的生产模式越来越广泛,轻量化,高功率因素,以及数字化在感应加热电源的应用中变得尤为重要。本文围绕轻量化,数字化,高功率因素对中频感应加热电源进行了研究与设计。本文首先对整流环节,滤波环节以及逆变部分轻量化进行了研究分析与设计。轻量化主要集中在对各模块硬件电路设计和散热器设计上,其中散热器轻量化又包含散热器材料的选型与结构设计。轻量化设计相比于传统加热电源其重量减轻了32%左右。数字化主要体现在本文研究设计的感应加热电源是基于TMS320F28335DSP芯片,用以实现数字化控制。高功率因素主要体现在感应加热电源锁相环技术,调功方式以及软开关技术来实现的。其中锁相环在于本文设计研究出一种通过系统时间和器件延时双时间补偿的方式,对负载电压电流进行实时采样,采用抗饱和PI调节进行系统快速响应,缩短系统响应时间,提高系统实时性,最终实现高效化,通过实验验证,实时性可达到60us级别。调功方式高效化主要体现在本文通过移相调功方式进行系统调功,通过保持调功状态下开关器件频率与系统频率一致的基础上改变系统功率大小,实现了高效化。最后搭建硬件平台,与软件调试相结合,最终验证其控制策略的可行性。
【学位授予单位】：安徽工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM924.01
【图文】：

散热器支架轻量化，对当前新能源汽车的散热支架作为研宄对象，进行有限元分逡逑析，在通过研究其散热支架结构设计，使得其重量相对于以往减轻了邋２０％［１８］。逡逑常见的轻量化散热器结构有如图１－１所示的点阵式散热器和图１－２所示的百逡逑叶窗式散热器。逡逑逦逦邋逦逡逑＿邋分？逦？逦？逦；逡逑图１－１点阵式散热器逡逑２逡逑

散热器支架轻量化，对当前新能源汽车的散热支架作为研宄对象，进行有限元分逡逑析，在通过研究其散热支架结构设计，使得其重量相对于以往减轻了邋２０％［１８］。逡逑常见的轻量化散热器结构有如图１－１所示的点阵式散热器和图１－２所示的百逡逑叶窗式散热器。逡逑逦逦邋逦逡逑＿邋分？逦？逦？逦；逡逑图１－１点阵式散热器逡逑２逡逑

图２－１感应加热原理图逡逑２．邋１感应加热电源轻量化设计拓扑结构逡逑如图２－２所示为中频感应加热电源的总体轻量化设计框图，首先将电源输入逡逑端的三相交流电转化成直流信号，通过滤波电路进行滤波之后再将直流电压转化逡逑成供感应加热设备加热的交流电压［４４］。逡逑整流：滤波邋：逦逆变逡逑；，｜改进式时缩短４气响ｆ邋＾逡逑：逦：Ｉ锁＇解「邋少损耗逡逑Ｉ林＆仆冬}丨｜轻量化滤波电路；逦＿＾散热器轻量逡逑＾邋（采用多级电感，逦逦逦，…邋化设计逡逑？逦滤波电路）逦｜移相调功技邋｜实现调功状态下频逦逦逡逑？术，软开关‘＿？率不变，减少器件逡逑ｒｊｒｍ？邋：逦＾逦｜开通关断损耗逡逑Ｓ＝＝Ｌ２—Ｊ＇＂邋ｆ邋．逦Ｌ：逡逑ｃ逦逦ｊ逦ｊ邋逦１逦中。１逦＾＝０２逦－逡逑ｆｔｆＷ邋；逦「：邋ｉ串联谐振逆变器逦ｒｓｓ＠ｎ逡逑：Ｌ＿？轻量化硬件电路源整体体积逡逑？逦设计逦重量减少逡逑图２－２感应加热电源总体轻量化设计框图逡逑本文所要研究的是电源的功率控制，锁相环以及加热电源硬件电路设计，在逡逑满足加热电源系统具有以上功能的前提下，对加热电源整体轻量化进行了研究，逡逑下面对感应加热电源各组成部分轻量化设计做了详细的说明［＠。逡逑７逡逑

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本文编号：2762804