基于DSP的全橋移相控制感應加熱電源研究

0 引言
隨著感應加熱電源對自動化控制程度及可靠性要求的提高，感應加熱電源正向智能化與數(shù)字化控制的方向發(fā)展。DSP具有高速的數(shù)字處理能力及豐富的外設功能，使得一些先進的控制策略能夠應用實踐，研究基于DSP的數(shù)字控制感應加熱電源，可使產(chǎn)品具有更加優(yōu)良的穩(wěn)定性及控制的實時性，并且具有簡單靈活的特點。本文以TMS320F2812為核心，設計了超音頻串聯(lián)諧振式感應加熱電源的數(shù)字化控制系統(tǒng)，包括數(shù)字鎖相環(huán)(DPLL)、移相PWM發(fā)生與系統(tǒng)閉環(huán)控制等。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
串聯(lián)諧振式感應加熱電源主電路如圖1所示。采用不控整流加可控逆變電源結(jié)構(gòu)，負載為感應線圈(等效為電感)與補償電容串聯(lián)。逆變部分采用帶鎖相環(huán)的移相PWM控制。基于TMS320F2812的系統(tǒng)控制框圖如圖2所示。其中直流側(cè)電壓檢測電路和電流檢測電路用于系統(tǒng)的閉環(huán)控制；輸出電流檢測電路是獲取負載電流頻率脈沖信號，用于頻率跟蹤的同步信號。

2 移相PWM調(diào)功原理
圖1中由VTl和VT2的臂作為基準臂，VT3和VT4的臂作為移相臂，控制脈沖如圖3所示。由圖可見，其中VT1和VT2、VT3和VT4控制信號仍然保持互補相位關系，但VT3和VT4控制信號分別滯后VT1和VT2角度β，該角度在0～π范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。改變移相臂的相位角β即可改變輸出電壓波形，從而改變電壓基波有效值，實現(xiàn)橋內(nèi)調(diào)壓的目的。

設輸入直流電壓為Ud，VT4控制信號滯后VT1控制信號β角。則電路輸出功率可用基波有功功率表示：