基于CPLD的超高频感应加热电源的研究

发布时间：2017-04-04 07:47

  本文关键词：基于CPLD的超高频感应加热电源的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：超高频感应加热电源是利用AC/DC/AC技术将电能转换为热能的装置,其在工业热处理领域具有很大的价值。本文基于电力电子半导体技术的发展,采用新型的高速开关管MOSFET,设计出频率为400kHz-600kHz的超高频感应加热电源。在高频感应加热技术的理论基础上,设计出一个具有实用价值的闭环控制电源。为了分析系统逆变部分拓朴结构,首先分析半桥逆变与全桥逆变的区别,再分析串联谐振与并联谐联的优劣,基于本文中超高频小功率电源,理论上分析选择半桥串联谐振逆变结构。在超高频电源领域,软开关技术被广泛应用,即要实现感应加热电源负载中电流频率的跟踪。在理论上分析了常用的几种频率跟踪技术,模拟芯片控制、单片机控制、DSP控制、FPGA/CPLD控制频率跟踪,比较优劣及考虑其经济价值,采用CPLD控制频率跟踪技术设计数字锁相环。全数字锁相环与模拟锁相环类似,运用数字鉴相器、数字环路滤波器、数控振荡器完成锁频锁相。在本文感应加热频率跟踪技术中,创新性地引入了自动变模控制器,根据输入两路信号的相位差,自动改变模值的大小,解决锁相速度与同步误差之间的矛盾。半桥逆变器的控制信号必须有一定的死区,保证开关管先关断,后开通,锁相环输出的同步信号经过死区形成电路、他激电路、他激转自激电路等形成一个闭环系统,配置CPLD并设计外围电路,得到一个完整的控制DC/AC的控制器。在理论研究的基础上,编写模块程序,绘制原理图及PCB板,搭建系统实验平台,实验上验证该系统加热效果,所设计电源有能量传输集中、无污染、加热快、加热效果良好的特点,改变负载模型,可应用在不同领域。基于本文中所采用设计思路,设计的400kHz-600kHz小功率感应加热电源可行,能实现电流的频率跟踪,抗干扰能力强,具有很高的经济价值。
【关键词】：感应加热 数字锁相环 自动变模 CPLD 软开关
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM924.01;TN86

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本文编号：285146