基于FUZZY-PLL复合控制的IGBT感应加热电源的研制

摘要

本文基于电力电子理论，采用全控型电力半导体器件IGBT，研制了适用于激光晶体生长设备的中频感应加热电源。在综合比较和分析并联谐振、串联谐振的感应加热电源的基础上，提出了系统的总体设计方案。并对系统主电路的元器件参数进行了详细的计算;设计了以CMOS数字锁相环CD4046为核心、以80C196KC作为辅助控制器的逆变控制电路;采用了模糊逻辑与锁相环相结合的控制技术，提高了电源的启动成功率;采用电流、电压双闭环反馈方案，采用槽路电容电压和槽路电流作为反馈信号，从而保证了电源功率的输出精度。与此同时，还设计了中频感应加热电源的各种保护电路和中频电源的生产图纸，研制了一台样机。对样机调试和测试结果表明，所设计的中频感应加热电源在2～10KHz范围内，能够满足多种生长激光晶体工艺的要求。与国内同类产品相比，具有工作频率范围宽、长期工作稳定性好的特点。

目录

声明

摘要

1 概述

1．1 课题来源

1．2 感应加热的基本工作原理

1．3 感应加热国内外发展现状心

1．4 本文选题意义和研究内容

2 感应加热电源拓扑结构分析

2．1 负载电路及其特性

2．2 并联谐振加热电源的理论分析

2．3 串联谐振加热电源的理论分析

2．4 两种逆变电路的比较

3 逆变器频率跟踪控制的基本原理

3．1 逆变器控制原理概述

3．2 锁相环控制原理

3．3 模糊逻辑控制

4 主电路的设计与计算

4．1 系统方案与结构设计

4．2 感应加热电源主电路的参数设计

5 控制系统设计

5．1 控制系统方案综述

5．2 基于单片机的控制电路

5．3 锁相控制器的设计

5．4 双闭环控制电路及工作原理阳

5．5 保护电路的设计

6 实验结果及分析

6．1 实验条件

6．2 静态调试

6．3 动态测试

6．4 波形分析

7 结束语

致谢

参考文献