| 【中文题名】 | 基于LAPS-PWM控制策略的感应加热电源的研究 |
| 【英文题名】 | Research on a Novel Induction Heating Power Controlled by the LAPS-PWM Strategy |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-3-19 |
| 【中关键词】 | 感应加热,电源,脉宽移相,负载自适应,小信号建模,功率控制 |
| 【英关键词】 | Induction Heating,Power,Phase-Shifted PWM,Load Adaptive,Small Signal Modeling,Power Control, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化基础理论>自动控制理论>> |
| 【论文摘要】 |
本文以感应加热电源为研究对象,简要介绍了感应加热的基本原理和特点,阐述了感应加热电源技术的发展现状及其发展趋势。在对感应加热电源主电路拓扑结构的复杂度、性能及成本上进行综合比较分析后,确定了本文所要研究的主电路拓扑结构。本文通过仿真的手段,对目前应用广泛的串联谐振型感应加热电源的主要常规调功方式进行了总结,分析了各自的工作原理及调功方法,并将各种调功方式的优缺点及其软开关性能进行了归纳比较,在此基础上提出一种基于负载自适应移相的脉宽调制(Load Adaptive Phase Shifted PWM,LAPS-PWM)控制策略。详细介绍了LAPS-PWM控制的感应加热电源的工作方式,并对其功率调节原理进行了理论推导研究。通过仿真分析验证了LAPS-PWM控制策略可以用较小的移相实现感应加热电源较宽范围的输出功率连续调节,并使感应加热电源的开关器件始终工作在软开关状态。
针对基于LAPS-PWM控制的感应加热电源,利用扩展描述函数法(Extended-Describing-Function, EDF)对其进行了动态建模,在建立感应加热电源小信号模型的基础上,找出了电源控制系统的稳态工作点,并根... |
| 【论文题纲】 |
|
摘要 |
4-5 |
|
Abstract |
5-6 |
|
第一章 绪论 |
6-12 |
|
1.1 感应加热原理及特点 |
6-8 |
|
1.2 感应加热电源的现状及其发展趋势 |
8-10 |
|
1.2.1 感应加热电源的历史及现状 |
8-9 |
|
1.2.2 感应加热电源的发展趋势 |
9-10 |
|
1.3 本课题研究内容及任务 |
10-12 |
|
第二章 感应加热电源的拓扑结构及选择 |
12-18 |
|
2.1 常用感应加热电源主电路的结构 |
12 |
|
2.2 AC/DC 变换器的比较分析 |
12-14 |
|
2.3 DC/AC 逆变器的比较分析 |
14-17 |
|
2.3.1 负载串联谐振型逆变器 |
14-15 |
|
2.3.2 负载并联谐振型逆变器 |
15-17 |
|
2.4 主电路拓扑结构的确定 |
17 |
|
2.5 小结 |
17-18 |
|
第三章 功率控制方案选择分析 |
18-29 |
|
3.1 直流调功 |
18-21 |
|
3.1.1 晶闸管相控 AC/DC 变换调压调功 |
18-20 |
|
3.1.2 直流斩波 DC/DC 变换调压调功 |
20-21 |
|
3.2 DC/AC 逆变调功 |
21-28 |
|
3.2.1 脉冲密度调制（PDM）调功 |
21-23 |
|
3.2.2 脉冲频率调制（PFM）调功 |
23-26 |
|
3.2.3 脉宽移相调制（PS-PWM）调功 |
26-28 |
|
3.3 小结 |
28-29 |
|
第四章 基于 LAPS-PWM 控制策略的调功原理分析 |
29-39 |
|
4.1 LAPS-PWM 控制策略 |
29-32 |
|
4.2 LAPS-PWM 功率控制原理 |
32-36 |
|
4.2.1 负载特性分析 |
32-34 |
|
4.2.2 功率调节分析 |
34-36 |
|
4.3 基于 LAPS-PWM 控制策略的感应加热电源运行仿真分析 |
36-38 |
|
4.4 小结 |
38-39 |
|
第五章 感应加热电源控制系统的建模与分析 |
39-49 |
|
5.1 PWM 开关变换器动态建模方法对比选择 |
39-41 |
|
5.2 LAPS-PWM 控制的感应加热电源动态模型及稳态工作点的确定 |
41-43 |
|
5.3 LAPS-PWM 控制的感应加热电源小信号模型分析 |
43-45 |
|
5.4 电源控制系统的稳定性仿真分析 |
45-48 |
|
5.5 小结 |
48-49 |
|
第六章 基于 LAPS-PWM 控制策略的感应加热电源设计 |
49-68 |
|
6.1 基于 DSP 的系统硬件设计 |
49-60 |
|
6.1.1 系统主电路设计 |
50-51 |
|
6.1.2 检测回路设计 |
51-52 |
|
6.1.3 控制电路设计 |
52-56 |
|
6.1.4 辅助电源设计 |
56 |
|
6.1.5 数字锁相环（DPLL）电路设计 |
56-60 |
|
6.2 基于 DSP 的系统软件设计 |
60-63 |
|
6.2.1 功率控制程序设计 |
60-62 |
|
6.2.2 中断保护程序设计 |
62-63 |
|
6.2.3 PLL 锁相程序设计 |
63 |
|
6.3 实验结果与分析 |
63-67 |
|
6.4 小结 |
67-68 |
|
结论与展望 |
68-69 |
|
致谢 |
69-70 |
|
参考文献 |
70-73 |
|
附录 |
73-85 |
|
附录1 主要电路图 |
73-77 |
|
附录2 部分源程序 |
77-85 |
|
附录3 攻读硕士学位期间的学术论文清单 |
85 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.388345 |
