论文部分内容阅读
感应加热电源广泛应用于各行各业中,这些工艺大都需要高频大功率的电源。目前,高频阶段都是采用功率MOSFET器件。由于MOSFET在高频化下的电压、电流容量等级低,使得其输出功率容量提升受到限制。本课题研究了基于MOSFET的倍频式700kHz大功率感应加热电源逆变电路的拓扑结构,逆变桥两组MOSFET采用并联分时导通,在逆变器输出的两个周期内,每个MOSFET工作一个周期,其工作频率为350kHz。为了进一步提高输出功率,运用MOSFET并联技术增加电流容量,从而提高输出功率。功率调节方式采用分时控制和密度调节复合调功方式,即分时—密度复合控制。论文对倍频式电源的拓扑结构和工作原理做了详细的分析。该功率控制方法是以复杂可编程逻辑器件CPLD为核心,利用VHDL硬件语言软件编程及模块化搭建,并用Quartus仿真软件对其进行了仿真试验,验证了其准确性。同时,设计了基于DSP的电流闭环控制系统,设计了DSP的数字PI调节,给出了功率闭环的整体框图。为保证电源正常运行,并使逆变器始终工作在功率因数接近或等于1的准谐振或谐振状态,以实现逆变器开关器件的零电流或零电压开关,设计了以高速集成锁相环74HC4046为核心的频率跟踪电路,并分析了锁相环的基本原理及数学建模。最后,通过分析比较各种MOSFET驱动电路,选用专用MOSFET驱动芯片IXDD430来完成驱动电路的设计。同时设计了保护及死区时间、启动、补偿时间形成等辅助电路。设计的700kHz的倍频式感应加热电源实验样机,MOSFET工作频率为350kHz,逆变器工作频率为700kHz。控制核心采用Altera公司的EPM1270CPLD产生倍频式感应加热电源分时—密度复合控制的驱动脉冲,利用TI公司的TMS320F2812DSP控制芯片实现功率闭环调节及保护,简化了系统结构。实验结果表明,倍频电源能有效提高电源工作频率,使之满足更多应用场合的需要。