应用于感应加热电源的数字与模拟频率跟踪控制研究

摘要

随着高频感应加热电源的广泛应用，频率跟踪控制的重要性越来越凸显。针对感应加热电源中传统模拟频率跟踪控制电路频率跟踪范围小，而数字频率跟踪控制电路硬件成本高，程序复杂不易实施等问题，本文提出了一种基于STM32单片机、CD4046和SG3525的数字模拟复合频率跟踪控制电路的方法。通过数字模拟复合频率跟踪控制的方法，克服了传统频率跟踪控制电路频率跟踪范围窄电子元器件易磨损，数字频率跟踪控制电路价额昂贵，研发成本高等缺点。
　　论文首先通过搭建高频感应加热电源主电路回路，介绍并分析了几种调功方案，并针对本文进行针对性的选择，给出了实现频率跟踪的硬件和软件设计方案。通过Matlab/Simulink仿真及搭载实验，结果表明，运用该数字模拟复合式频率跟踪控制方法能够实现对频率快速准确的跟踪，频率跟踪范围广，硬件成本低，结构简单，易于实现。

目录

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致谢

摘要

1 绪论

1．1 频率跟踪控制电路的研究现状和发展趋势

1．2 频率跟踪控制系统的分类

1．3 本文的意义及主要工作

1．3．1 本文的意义

1．3．2 本文所做的主要工作

2．感应加热电源设计与调功控制方法分析

2．1 感应加热电源主回路设计

2．2 整流电路的参数计算与设计

2．2．1 整流电路的分析

2．2．2 整流电路参数的计算与模块选型

2．3 逆变电路的分析与选择

2．4 负载谐振电路分析与选择

2．4．1 逆变电路及谐振负载的参数计算

2．5 调功控制方法的分析与选择

2．5．1 整流侧调功控制

2．5．2 直流侧调功控制

2．5．3 改变脉冲频率调功控制

2．5．4 改变脉冲密度调功控制

3．频率跟踪控制系统的分析

3．1 模拟频率跟踪控制系统的分析

3．1．1 模拟频率跟踪控制系统的工作原理

3．1．2 模拟频率跟踪控制系统的数学模型

3．1．3 模拟炳率跟踪控制系统的悻能分析

3．2 全数字频率跟踪控制系统的分析

3．2．1 全数字频率跟踪控制系统构成

3．2．2 全数字频率跟踪控制系统的工作原理

3．2．3 全数字频率跟踪控制系统的数学模型

3．2．4 全数字频率跟踪控制系统的性能分析

3．3 数字模拟复合频率跟踪控制系统的分析

3．3．1 数字模拟复合式频率跟踪控制系统工作原理

3．3．2 数字模拟复合式频率跟踪控制系统的构成

3．3．3 数字模拟频率跟踪控制系统性能分析

4 数字模拟复合频率跟踪控制系统的硬件设计及软件实现

4．1 STM32芯片介绍

4．1．1 STM32的优点

4．2 SG3525开关电源集成控制器

4．3 数字模拟复合频率跟踪控制电路硬件部分实现

4．4 数字模拟复合频率跟踪控制电路软件部分实现

4．4．1 PWM波形的生成

4．4．2 AD转换程序设计

4．5 STM32的数据快速排序算法实现

5 仿真及实验

5．1 数字模拟频率跟踪模型建立与仿真

5．2 搭建实验样机与实验验证

结论

参考文献

作者简历

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