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字化控制的方向發展。DSP具有高速的數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的數字控制感應加熱電源，可使產品具有更加優良的穩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，設計了超音頻串聯諧振式感應加熱電源的數字化控制系統，包括數字鎖相環(DPLL)、移相PWM發生與系統閉環控制等。

1 系統結構
串聯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構，負載為感應線圈(等效為電感)與補償電容串聯。逆變部分采用帶鎖相環的移相PWM控制。基于TMS320F2812的系統控制框圖如圖2所示。其中直流側電壓檢測電路和電流檢測電路用于系統的閉環控制；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范圍內連續可調。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，實現橋內調壓的目的。

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：