基于DSP的10kW/100kHz高频感应加热电源的研究

发布时间：2023-06-04 22:45

　　近一个世纪以来，感应加热作为一种非接触的加热手段，在感应钎焊、感应淬火、感应熔炼、感应热固化等行业有了极为广泛的应用，目前已经成为了一种不可忽视的重要加热技术。高频感应加热电源具有节能、绿色和效率高的优点，使其获得了广泛的应用前景和巨大的市场需求。但感应加热电源仍有不足之处，通过研究感应加热电源的拓扑结构和控制策略来改善其容量低、精度低以及数字化程度低的问题具有重要意义。 本文概述了感应加热电源的发展进程，分析了感应加热原理以及影响感应加热的主要因素，并对感应加热电源常用拓扑结构进行分析，然后针对不同功率控制方案和频率跟踪方案进行分析比较，对MOSFET的开关特性和驱动电路的设计需求进行深入探讨研究。最后在分析研究的基础上，选定运用直流侧斩波电路完成功率调节，并设计了数字锁相环(DPLL，Digital Phase Locked Loop)进行频率跟踪和相位锁定控制。 针对10kW/100kHz感应加热电源进行硬件电路设计，主要包括主电路和控制电路的设计，控制电路采用DSP TM320F2812作为主控芯片，完成系统的运算控制。硬件电路设计具体为整流滤波电路、全桥逆变电路、降压斩波电路...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 感应加热电源国内外的研究现状及发展趋势
        1.2.1 国外发展现状
        1.2.2 国内发展现状
        1.2.3 未来发展趋势
    1.3 课题主要研究内容
第2章 感应加热原理及感应加热电源常用技术研究
    2.1 感应加热原理
        2.1.1 感应加热技术基本原理
        2.1.2 影响感应加热的主要因素
    2.2 感应加热电源技术研究
        2.2.1 负载谐振电路的研究
        2.2.2 逆变电路的研究
        2.2.3 功率调节方式的研究
        2.2.4 频率跟踪方式的研究
        2.2.5 MOSFET 驱动电路的研究
    2.3 本章小结
第3章 10kW/100kHz 高频感应加热电源的硬件设计
    3.1 硬件电路主体设计
    3.2 主电路设计
        3.2.1 整流滤波电路设计
        3.2.2 斩波电路器件的选择
        3.2.3 LLC 负载谐振参数设计
        3.2.4 逆变器开关器件的选择
    3.3 控制电路设计
        3.3.1 逆变器件 MOSFET 隔离驱动电路设计
        3.3.2 信号检测处理电路设计
        3.3.3 保护电路设计
        3.3.4 斩波器件 IGBT 驱动电路设计
        3.3.5 显示、按键和接口电路
    3.4 本章小结
第4章 高频感应加热电源系统仿真及软件设计
    4.1 高频感应加热电源系统仿真
        4.1.1 功率控制仿真模块
        4.1.2 数字锁相环仿真模块
        4.1.3 逆变单元仿真模块
        4.1.4 仿真结果
    4.2 高频感应加热电源系统软件设计
        4.2.1 主程序流程图
        4.2.2 频率跟踪子程序设计
        4.2.3 功率调节程序设计
    4.3 本章小结
第5章 实验及结果分析
    5.1 MOSFET 驱动信号实验
    5.2 频率跟踪 DPLL 实验
    5.3 斩波调压调功实验
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3831168