[发明专利]一种利用谐振电流最大有效值寻优实现锁相环的方法

摘要

本发明公开一种利用谐振电流最大有效值寻优实现锁相环的方法，包括以下步骤：测量电感量范围，结合电容量计算谐振频率范围；利用4046锁相环芯片锁相得到参考频率；利用AD736芯片测的电流有效值，结合谐振频率黄金寻优算法得到最优测试频率；对比参考频率、最优测试频率和估算的频率范围,综合评估。本发明用于解决串联谐振型感应加热系统中的谐振频率漂移的问题，该方法不仅降低了开关频率、实现软开关，并且可以确保系统的最大功率输出，最终使得感应加热系统的稳定工作和达到高效电热转换的状态。

主权项

一种利用谐振电流最大有效值寻优实现锁相环的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)利用电桥测量出在不同频率下的串联谐振型感应加热系统的加热线圈对应的电感值，并结合串联谐振型感应加热系统的电容值计算出谐振频率的数值范围Φ；2)采集串联谐振型感应加热系统的感应加热电源负载回路中的电流信号，并对该电流信号进行过零比较后，再将过零比较后的电流信号的正弦波转换为同相位的矩形波，并反馈给CD4046芯片后，与感应加热电源负载电压的驱动信号相比，当两者同相位时，CD4046芯片将驱动信号的频率锁定，记录该频率为参考频率fVREF；3)利用负载电压驱动信号的频率和负载回路中的电流为单峰值曲线的关系，使用黄金寻优法对步骤1)中得出的谐振频率的数值范围Φ进行频点采样，将采样的频点的电流信号经过电流互感器采集，再经过精密电阻，变换为电压信号，并输入到AD736芯片转换为对应电流信号有效值的电平信号，对比电平信号的高低，然后迭代出电流信号在最大有效值下对应的最优测试频率foptimal；其中，使用黄金寻优法对步骤1)中得出的谐振频率的数值范围Φ进行频点采样，包括以下步骤：a)定义谐振频率的数值范围Φ＝[fmin,fmax]，以及谐振频率的数值范围Φ内的两个黄金分割点对应的频率f1和f2，将两个黄金分割点对应的频率f1和f2作为负载电压驱动频率，测试出在频率f1和f2对应下的电流有效值I1和I2；当I1＞I2时，更新谐振频率的数值范围Φ为E1＝[fmin,f2]，当I1＜I2时，更新谐振频率的数值范围Φ为Φ1＝[f1,fmax]，其中，fmin为下线频率，fmax为上限频率，f1＞f2；b)重复步骤a)得到下一次更新谐振频率的数值范围Φ2，再经过重复n‑1次步骤a)之后确定出最终的谐振频率的数值范围Φn，选择Φn的上限频率作为最优测试频率foptimal，其中，n＝1,2,…；4)当参考频率fVREF和最优测试频率foptimal均在谐振频率的数值范围Φ内时，比较参考频率fVREF和最优测试频率foptimal的大小，当时，取最终谐振频率fLast＝Max(fVREF,foptimal)，当时，取最终谐振频率fLast＝foptimal，通过使用最终谐振频率对实际谐振频率进行跟踪，实现锁相环；当参考频率fVREF或最优测试频率foptimal不在谐振频率的数值范围Φ内时，返回步骤1)。