[发明专利]感应加热电源的逆变频率跟踪锁相控制系统

说明书

本发明提供了一种感应加热电源的逆变频率跟踪锁相控制系统，包括：DSP‑CPLD数字控制板、以及分别与所述DSP‑CPLD数字控制板电连接的逆变单元、谐振负载单元及阻抗信号分析电路；其中，所述DSP‑CPLD数字控制板根据预设的谐振扫频范围输出脉冲信号，并向所述逆变单元输出所述脉冲信号，驱动所述逆变单元向所述谐振负载单元输出电能，以使所述谐振负载单元实现它激震荡；所述阻抗信号分析电路，用于对所述谐振负载单元进行谐振电抗检测，以得到检测信号，并将所述检测信号反馈至所述DSP‑CPLD数字控制板，以供所述DSP‑CPLD数字控制板根据所述检测信号对感应加热负载进行电抗分析，并根据电抗分析结果输出用于调控逆变功率器件运行状态的负载谐振频率脉冲。

技术领域

本发明涉及感应加热电源技术技术领域，具体而言，涉及一种感应加热电源的逆变频率跟踪锁相控制系统。

背景技术

逆变电源中逆变频率跟踪锁相技术的设计是电源领域的关键技术之一。传统大众化感应加热设备存在逆变频率锁相慢频带窄的缺点，在改变谐振负载参数时，电源不能正常启动工作，需要对控制板进行参数调整才能正常启动工作，具体地，传统大众化感应加热设备分为工频段（1~100Hz）、中频段（100~10000Hz）、超音频段（10000~80000Hz）、高频段（80000~500000Hz），但是电源的控制频带在不调整控制参数的情况下，在这四种频段中只能控制该频段中某个频率±50%范围，如果不调整控制参数会造成电源的启动失败或工作不稳定，对此，目前没有有效的解决方案。

发明内容

本发明正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种新的感应加热电源的逆变频率跟踪锁相控制系统，解决了传统感应加热设备启动锁相速度慢以及在改变负载参数后电源启动失败或工作不稳定的问题。

有鉴于此，根据本发明提出了一种感应加热电源的逆变频率跟踪锁相控制系统，包括： DSP-CPLD数字控制板、以及分别与所述DSP-CPLD数字控制板电连接的逆变单元、谐振负载单元及阻抗信号分析电路；其中，所述DSP-CPLD数字控制板根据预设的谐振扫频范围输出脉冲信号，并向所述逆变单元输出所述脉冲信号，驱动所述逆变单元向所述谐振负载单元输出电能，以使所述谐振负载单元实现它激震荡；所述阻抗信号分析电路，用于对所述谐振负载单元进行谐振电抗检测，以得到检测信号，并将所述检测信号反馈至所述DSP-CPLD数字控制板，以供所述DSP-CPLD数字控制板根据所述检测信号对感应加热负载进行电抗分析，并根据电抗分析结果输出用于调控逆变功率器件运行状态的负载谐振频率脉冲。

在该技术方案中，DSP-CPLD数字控制板输出脉冲信号来驱动逆变单元向谐振负载单元输出电能，以使谐振负载单元实现它激震荡，并由阻抗信号分析电路来对谐振负载单元进行谐振电抗检测， DSP-CPLD数字控制板根据阻抗信号分析电路的检测信号对感应加热负载进行电抗分析，并生成负载谐振频率脉冲，整个过程中DSP-CPLD数字控制板能够快速精准地找到负载回路谐振点，实现快速精准的逆变电压电流相位频率跟踪，同时输出的负载谐振频率脉冲可调控逆变功率器件始终工作在准谐振状态，从而解决了传统感应加热设备启动锁相速度慢以及在改变负载参数后电源启动失败或工作不稳定的问题，且减少逆变原件开关损耗，加热电源效率大大提高。

在上述技术方案中，优选地，所述DSP-CPLD数字控制板根据预设的谐振扫频范围输出脉冲信号，具体包括：所述DSP-CPLD数字控制板中的微处理器通过PWM外设自动触发高频段频率逐步向低频段频率变化的PWM脉冲信号。

在上述任一项技术方案中，优选地，所述谐振负载单元包括串联谐振负载、并联谐振负载，所述阻抗信号分析电路对所述串联谐振负载的谐振电流进行谐振电抗检测，或对并联谐振负载的谐振电压进行电抗检测。

在上述任一项技术方案中，优选地，所述阻抗信号分析电路在所述DSP-CPLD数字控制板发出的脉冲信号自动扫频至负载谐振频率范围时，将所述检测信号反馈至所述DSP-CPLD数字控制板。