感應加熱電源控制系統(tǒng)綜合設計-資料下載頁
2025-07-07 14:01本頁面
【正文】 。在重迭處有一個電流尖脈沖，起持續(xù)時間約為l00ns?？梢栽谔幗右粋€約0. lμf的電容濾去電壓尖峰。GROUND(接地端12)：該芯片上的所有電壓都是相對于GROUND而言，即是功率地也是信號地。在實驗電路中，由于接入誤差放大器反向輸入端的反饋電壓也是相對與12腳而言，所以主回路和控制回路的接地端應相連。 VC(推挽輸出電路電壓輸入端13)：作為推挽輸出級的電壓源，提高輸出級輸出功率?？梢院?5腳共用一個電源，也可用更高電壓的電源。 。+VIN(芯片電源端15)：直流電源從15腳引入分為兩路：一路作為內(nèi)部邏輯和模擬電路的工作電壓；另一路送到基準電壓穩(wěn)壓器的輸入端，%V的內(nèi)部基準電壓。如果該腳電壓低于門限電壓(Turnoff=8V)，該芯片內(nèi)部電路鎖定，停止工作（基準源及必要電路除外)使之消耗的電流降至很小(約2mA)。另外，該腳電壓最大不能超過35V，使用中應該用電容直接旁路到GROUND端。VREF(基準電壓端16)：基準電壓端16腳的電壓由內(nèi)部控制在5. 1 V土1%?？梢苑謮汉笞鳛檎`差放大器的參考電壓。由于本設計中的輸出電流頻率為20KHz，所以由頻率公式，CT可取1nf，RT可用100K的滑動變阻器來調(diào)節(jié)頻率。RD可取300。 控制電路的作用感應加熱電源的控制電路必須至少起著以下作用:、逆變電路等系統(tǒng)主電路部分進行功能控制。對于整流電路、逆變電路必須在各種擾動下維持系統(tǒng)各參量(如電流、輸出電壓等)不偏離其設定值。，控制電路應將調(diào)節(jié)器封鎖，使整流電路轉入逆變工作狀態(tài)。，系統(tǒng)必須具有對各種參量進行測量和監(jiān)視的能力。例如對冷卻水的壓力、水流量、水溫，控制柜中的氣溫，中頻電壓和電流等參量的測量和監(jiān)視。，保證整個電源能按照預定的程序正常運行，系統(tǒng)必須具有嚴密的控制操作。但是，與其他自動裝置相比較，中頻電源對各項調(diào)節(jié)品質(zhì)指標的要求如動態(tài)的和靜態(tài)的相對要低一些。而動態(tài)指標與靜態(tài)指標相比，后者是主要的。前者僅限于電源在擾動下不至于失去控制。直到目前為止，工業(yè)中常用的中頻電源仍以并聯(lián)諧振逆變電路為主，功率調(diào)節(jié)方式都是采用單獨調(diào)節(jié)可控整流器輸出電壓的方法。UsU0d1UdUdfUNTcd2給定整流控制角調(diào)可控濾波逆變負載圖53 中頻電源開環(huán)原理fU0UtU0Tcd2UNUdUdUsU1給定整流控制可控濾波逆變負載電壓調(diào)節(jié)電壓反饋逆變觸發(fā)脈沖形成d1控制過程如下：整流觸發(fā)控制角調(diào)節(jié)器把輸入控制信號轉換成控制角?？煽卣麟娐吩陔娋W(wǎng)電壓為的條件下把轉換成直流輸出電壓；經(jīng)過濾波電感后，逆變器將輸入直流電壓轉換為頻率為f的中頻電壓向負載輸出電能；負載電路將中頻電壓轉換成工件溫度，改變控制信號即可改變工件溫度。開環(huán)系統(tǒng)的特點是結構簡單，但是對擾動沒有調(diào)節(jié)能力。圖54 中頻電源控制原理 閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的原理圖如圖54所示。電壓反饋電路把輸出中頻電壓，轉換成反饋電壓（直流），后者與給定電壓Us相比較，并產(chǎn)生差值電壓；電壓調(diào)節(jié)器將此差值電壓放大。這樣系統(tǒng)在外界干擾和的作用下也能維持輸出電壓為恒值。擾動模擬三相電網(wǎng)電壓的波動；擾動模擬由于負載性質(zhì)變時所引起的阻抗變化，當直流電壓為定值時，負載阻抗變化將引起輸出電壓的變化。圖中另一內(nèi)環(huán)描述逆變電路具有頻率自動跟蹤的能力。脈沖形成電路將連續(xù)變化的負載電壓換成同步脈沖，作為逆變觸發(fā)電路的控制信號。經(jīng)過感應加熱的產(chǎn)品最重要的技術指標就是溫度。還可以通過測量溫度然后作為反饋信號進行控制。 驅動電路圖 本系統(tǒng)使用的電橋驅動芯片為BTS7970，該驅動電路可以輸出兩路PWM信號。由于單片機產(chǎn)生的PWM波的幅值為5v且功率較低。所以需要BTS7970電橋驅動來增大PWM波的幅值和功率。原理圖如圖55所示。圖55 驅動電路結 論 本次綜合設計完成的主要工作是感應加熱電源的硬件制作。通過搜集目前感應加熱電源的相關資料，了解國內(nèi)外感應加熱電源的相關制作方法，并通過設計方案的比較，針對設計任務提出了可行方案。在設計方案中，結SG3525A功能特點及其控制特性，以SG3525A作為PWM控制的核心。根據(jù)設計方案，并對整流電路、逆變電路和控制電路三者進行設計。雖然做了以上幾方面工作，但由于時間和實驗條件的限制等原因，所做工作還有很多需要完善的地方:，系統(tǒng)設計時余量留得較大。(限流)單閉環(huán)控制方式，不能克服電網(wǎng)波動和負載擾動的影響。致謝在本文即將結束之際，我要由衷地感謝在我進行綜合設計期間幫助過我的師長與同學。在此次綜合設計完成的過程中得到了王老師的指導和幫助，學院的老師們嚴謹治學的教學使我受益非淺。本論文的研究內(nèi)容、研究方法及論文的形成是在王老師鼓勵和悉心指導下完成的，她是我獲得深思熟慮的意見和概念清晰的見解的來源，他不惜花費自己時間對本論文提出許多意見和建議，既激發(fā)了我的靈感，又給了我持久不斷的鼓勵。在論文完成的過程中傾注了老師大量的心血，在論文完成之際，特向我尊敬的王老師衷心的感謝。本次論文與設計的完成對我是一個巨大的激勵，使我在學術研究方面充滿信心，更為我在今后的學習與工作中提供了寶貴的經(jīng)驗。在學習、工作和論文寫作中，得到了同學們的熱忱幫助，在此向他們由衷的感謝。感謝院領導及各位老師在學習期間給予我的幫助。參考文獻[1] 王水平. 開關穩(wěn)壓電源—原理、設計與實用電路[M].西安：西安電子科技大學出版社，1999.[2] 王 聰. 軟開關功率變換器及其應用[M].北京：科學出版社，[3] 張占松. 電路和系統(tǒng)的仿真實踐[M].北京：科學出版社，2000.[4] 林渭勛. 現(xiàn)代電力電子電路[M].杭州：浙江大學出版社，2002.[5] [M].北京：機械工業(yè)出版社，.[6] [M].北京：國防工業(yè)出版社，.[7]楊子青,趙江,[J] .河北工業(yè)科技，.[8]樸興哲. 10kHz/150kW中頻感應加熱電源的研究[D] .2005.[9]夏思淝,夏霄紅,俞琳,[J] .電力電子技術，.[10][J] .山西焦煤科技，.[11]李雷,[J] ..20
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