基于FPGA的感應回熱電源控制系統研究.pdf

1、隨著電力半導體功率器件、先進的電路拓撲結構以及控制技術的發(fā)展，感應加熱電源不斷朝著大功率容量、高頻率和智能化控制等方向發(fā)展，其控制系統也逐漸由模擬電路過渡到全數字控制電路形式。FPGA憑借其設計上的優(yōu)越性以及快速數據處理等優(yōu)點，逐漸成為控制領域的主導產品。本文以串聯諧振型感應加熱電源為研究對象，設計了一種PWM Buck軟斬波電路，然后基于FPGA平臺實現感應加熱電源的頻率跟蹤控制電路以及PI功率控制算法。
　　 實現感應加熱設

2、備便攜化、輕量化的一個最直接的方法是提高開關頻率，但單純的提高頻率會增大損耗，降低加熱效率，故設計了一種新型ZVZCS PWMBuck軟斬波電路。傳統的鎖相環(huán)易受電網電壓、溫度漂移等因素的影響，使得系統的同步調節(jié)很難實現，故提出了一種基于FPGA的數字鎖相環(huán)設計，用Verilog HDL編程實現一個任意分頻器，使FPGA內嵌鎖相環(huán)能夠應用在感應加熱領域。另外，感應加熱電源需要采用功率控制，來保證電源的恒功率輸出，實現加熱溫度在給定的功率

3、下恒定，滿足工件加熱要求。本文分析了串聯諧振逆變器的功率控制原理，將其轉化成Buck斬波電路的輸出直流電壓控制問題，用Verilog HDL編程實現了感應加熱電源的一種PI功率控制算法，保證了輸出功率與給定功率的一致。
　　 仿真結果表明：設計的PWM軟斬波電路實現了主、輔開關器件的軟開關，減少了元器件的開通和關斷損耗；Verilog HDL編程實現的外部分頻器使得ADPLL的鎖相頻率適合于感應加熱領域；PI功率控制算法保證了感