頻率跟蹤在大功率串聯(lián)諧振全橋逆變產(chǎn)品中的重要性
調(diào)功控制方式選擇與頻率跟蹤
上述各種調(diào)功控制方式都有各自的優(yōu)缺點,因此一些復合型控制方法的研究日益引起重視,脈寬加頻率調(diào)制方法就是一種較好的控制方法。
一般的全橋逆變器中,常用的移相PWM方法的工作頻率是固定的,不需考慮負載在不同工作頻率下的特性。而在串聯(lián)諧振感應加熱電源中使用移相PWM方法時,則要求其工作頻率必須的始終跟蹤負載的諧振頻率,通常使某一橋臂的驅(qū)動脈沖信號與輸出電流的相位保持一致,而另外一個橋臂的驅(qū)動脈沖信號與輸出電流的相位則可以調(diào)節(jié)。S1和S4驅(qū)動信號互補,S2和S3驅(qū)動脈沖信號互補,S1驅(qū)動信號相位與負載電流的相位保持相同,而S3的驅(qū)動俯沖與S1的驅(qū)動脈沖信號之間的相位差β在0゜~180゜范圍內(nèi)可調(diào),調(diào)節(jié)β就可以調(diào)節(jié)輸出電壓的占空比,即調(diào)節(jié)輸出功率。根據(jù)輸出電壓和輸出電流的不同相位關系,有2種PWM調(diào)節(jié)方式:升頻式PWM和降頻式PWM。
由于本論文重點在于頻率跟蹤,所以在這里就不對升頻式PWM和降頻式PWM作進一步分析。移相PWM控制方式要求工作頻率始終跟蹤負載諧振頻率,這是本論文重點研究課題。 全橋逆變器中頻率跟蹤的任務
結合全橋逆變器實際工作情況及移相PWM控制方式的要求,頻率跟蹤在全橋逆變器中的主要任務如圖:
頻率跟蹤電路基本框圖
此電路采集負載電流信號,并生成與之同頻同相的方波信號用于作相位比較,最終使負載電流頻率與控制信號頻率一致并處于準諧振狀態(tài)提高效率。用移相電路對生成的與負載電流信號同頻的控制信號進行移相,得到另一個控制信號,實現(xiàn)移相控制功。對這兩路信號分別取反即可得到與其反相的另兩路控制信號。最終得到滿足全橋逆變稱相PWM控制的四路控制信號。圖2-4中,還加入了對線路延時補償?shù)难a償電路。
鎖相技術與頻率跟蹤
鎖相的基本概念是相位同步的自動控制,簡單來說能夠完成兩個電信號相位同步的自動控制閉環(huán)系統(tǒng)也叫做鎖相環(huán),工程上簡稱PLL(Phase Locked Loop)。鎖相環(huán)的主要任務:是保證本機的振蕩器產(chǎn)生的頻率和相位與接收來的基準信號頻率和相位完全相同,稱為同步。我們可以通過鎖相環(huán)對電磁爐工作負載電流頻率進行跟蹤鎖定并將其與控制信號同步,使系統(tǒng)工作在設定的頻率上,從而得到相應固定的輸出功率。
鎖相技術是實現(xiàn)頻率跟蹤的重要手段之一。
小結
本文主要分析了大功率全橋逆變器的各種調(diào)功方式,闡述各種方式的優(yōu)缺點,并得出較好的控制方式--移相PWM控制。提出頻率跟蹤對于移相PWM控制的重要性。確定頻率跟蹤電路的工作要求及實現(xiàn)思路。
評論