微波EDA网,见证研发工程师的成长!
首页 > 硬件设计 > 电源设计 > 基于AVR的高精度CPSM感应加热电源研究

基于AVR的高精度CPSM感应加热电源研究

时间:03-11 来源:互联网 点击:

该控制策略输出功率为:

ATmega系列单片机具有高速处理能力,执行指令仅需一个时钟周期,且自带10位ADC功能,能够满足设计的需求。这里选用ATmega8芯片,基于ICCAVR7.0编译环境编写了CPSM脉冲控制程序,图5为程序流程图。

利用T/C1输入捕获功能对基准脉冲计数,以16个脉冲作为一个控制单元,在中断服务子程序中标记64个连续控制单元,并将标记号保存到变量number(number=1,2,3……64)中,从而构成一个控制周期Tc。每一个周期进行一次A/D转换,在ADC结束中断服务子程序中获取10位控制量D9~D0,根据该值控制各个单元。为给程序的运行争取尽可能多的时间,采用预估算方法,即在当前控制单元计算出下一个单元的4位控制量out_data,在下一个单元的起始时刻先输出该控制量,紧接着计算出下下个单元的控制量,依次循环,从而保证了控制脉冲的连续性。
CPSM子函数用于计算各单元控制量。因A/D转换后得到10位控制量D9~D0,又有64个控制单元,故要将D9~D0个脉冲平均分配到64个单元中。D9~D0/64=D9~D6,故先将D9~D6赋值给控制量out_data,再将D5~D0个脉冲平均分配到64个单元中。图5b中,m=6;n=1,2,3,……,6。该算法可以理解为PSM方法的软件实现,当前单元在D9~D6个脉冲基础上,根据标记量number及D5~D0各位的值决定增加的脉冲个数,并将其保存到控制量out_data中,通过该变量控制PSM电路。

4 实验结果和分析
为验证CPSM控制方法的正确性,设计了一台样机,基本参数为:输出功率为5 kW,输出频率为100 kHz,输入电源为三相交流380 V/50 kHz;负载等效电感L0=1.84 μH,谐振电容C0=1.36 μF,等效电阻R0=0.28 Ω;谐振回路的品质因数Q=4.19。图6a,b为V1在不同密度时一个控制周期内的驱动脉冲波形,可见,其控制精度达到1/1 024。

图6c,d为在不同脉冲密度下的输出电压电流波形,由图可见,由于脉冲均匀分布,即使在较低的密度下,输出电流也能保持平稳连续。验证了该设计方法的可行性。

5 结论
这里提出了复合脉冲均匀密度调制的感应加热电源功率控制策略。在控制脉冲均匀分布的同时,其控制精度可提升到1/1 024,使输出功率更稳定,调节更灵活;采用了预估算的编程方法,提高了工作频率;逆变环节采用串联谐振式逆变电路,控制开关管在零电压开通和零电流关断。实验结果验证了该方案可行,该控制方法对于感应加热设备的高精度控制和节能具有重要意义,且便于对传统设备进行改造,具有广阔的应用前景。

Copyright © 2017-2020 微波EDA网 版权所有

网站地图

Top