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(diǎn)，因此一些復(fù)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(fù)載在不同工作頻率下的特性。而在串聯(lián)諧振感應(yīng)加熱電源中使用移相PWM方法時(shí)，則要求其工作頻率必須的始終跟蹤負(fù)載的諧振頻率，通常使某一橋臂的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)與輸出電流的相位保持一致，而另外一個(gè)橋臂的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)與輸出電流的相位則可以調(diào)節(jié)。S1和S4驅(qū)動(dòng)信號(hào)互補(bǔ)，S2和S3驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)互補(bǔ)，S1驅(qū)動(dòng)信號(hào)相位與負(fù)載電流的相位保持相同，而S3的驅(qū)動(dòng)俯沖與S1的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)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(guān)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(diǎn)在于頻率跟蹤，所以在這里就不對(duì)升頻式PWM和降頻式PWM作進(jìn)一步分析。移相PWM控制方式要求工作頻率始終跟蹤負(fù)載諧振頻率，這是本論文重點(diǎn)研究課題。　　全橋逆變器中頻率跟蹤的任務(wù)

　　結(jié)合全橋逆變器實(shí)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(wù)如圖：

頻率跟蹤電路基本框圖

　　此電路采集負(fù)載電流信號(hào)，并生成與之同頻同相的方波信號(hào)用于作相位比較，最終使負(fù)載電流頻率與控制信號(hào)頻率一致并處于準(zhǔn)諧振狀態(tài)提高效率。用移相電路對(duì)生成的與負(fù)載電流信號(hào)同頻的控制信號(hào)進(jìn)行移相，得到另一個(gè)控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)移相控制功。對(duì)這兩路信號(hào)分別取反即可得到與其反相的另兩路控制信號(hào)。最終得到滿足全橋逆變稱相PWM控制的四路控制信號(hào)。圖2-4中，還加入了對(duì)線路延時(shí)補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償電路。

　　鎖相技術(shù)與頻率跟蹤

　　鎖相的基本概念是相位同步的自動(dòng)控制，簡單來說能夠完成兩個(gè)電信號(hào)相位同步的自動(dòng)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(wù)：是保證本機(jī)的振蕩器產(chǎn)生的頻率和相位與接收來的基準(zhǔn)信號(hào)頻率和相位完全相同，稱為同步。我們可以通過鎖相環(huán)對(duì)電磁爐工作負(fù)載電流頻率進(jìn)行跟蹤鎖定并將其與控制信號(hào)同步，使系統(tǒng)工作在設(shè)定的頻率上，從而得到相應(yīng)固定的輸出功率。

　　鎖相技術(shù)是實(shí)現(xiàn)頻率跟蹤的重要手段之一。

　　小結(jié)

　　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(diǎn)，并得出較好的控制方式--移相PWM控制。提出頻率跟蹤對(duì)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(shí)現(xiàn)思路。