利用sg3525實現(xiàn)調(diào)頻控制的感應(yīng)加熱電源

1、利用利用SG3525SG3525實現(xiàn)調(diào)頻控制的感應(yīng)加熱實現(xiàn)調(diào)頻控制的感應(yīng)加熱電源電源1.1.引言引言：感應(yīng)加熱技術(shù)具有加熱溫度高、加熱效率高、速度快、加熱溫度容易控制、易于實現(xiàn)機械化、自動化、無空氣污染等優(yōu)點，現(xiàn)在感應(yīng)加熱電源已廣泛用于金屬熔煉、透熱、熱處理和焊接等工業(yè)過程。根據(jù)功率調(diào)節(jié)量的不同感應(yīng)加熱電源有多種調(diào)功方式，調(diào)頻調(diào)功是通過改變逆變器工作頻率從而改變負載輸出阻抗以達到調(diào)節(jié)輸出功率的目的[1]。這種調(diào)功方式控制比較簡單，可以對

2、電路的工作頻率進行直接控制，而且能對功率連續(xù)調(diào)整。本文正是基于調(diào)頻調(diào)功這種方式，由PWM控制芯片SG3525控制實現(xiàn)的加熱電源。2.2.主電路拓撲結(jié)構(gòu)和控制原理：主電路拓撲結(jié)構(gòu)和控制原理：2.12.1主電路結(jié)構(gòu)：主電路結(jié)構(gòu)：本文設(shè)計的感應(yīng)加熱電源為串聯(lián)諧振式全橋IGBT逆變電源，其逆變主電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。輸入采用三相ACDC不控整流，輸出采用負載串聯(lián)諧振式全橋DCAC逆變電路。整流輸出的電壓經(jīng)高壓大電容C1濾波，逆變器主開關(guān)器件Q1、

3、Q2、Q3、Q4為IGBTD1、D2、D3、D4為反并聯(lián)二極管。SG3525是一種性能優(yōu)良、功能齊全和通用性強的單片集成PWM控制芯片。其輸出驅(qū)動為推拉輸出形式，增加了驅(qū)動能力；內(nèi)部含有欠壓鎖定電路、軟啟動控制電路、PWM鎖存器；有過流保護功能；頻率可調(diào)，同時能限制最大占空比[3]。3.23.2控制電路設(shè)計控制電路設(shè)計控制電路原理框圖如圖4所示控制電路采用負載電流閉環(huán)控制。正常工作時，負載電流跟蹤電流給定值，經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器產(chǎn)生電壓信號，

4、該電壓信號控制3525改變驅(qū)動頻率從而改變負載電流頻率，使負載電流跟蹤電流給定。為了防止開關(guān)器件換流開通時造成較大的尖峰電流，控制逆變器開關(guān)工作頻率略大于負載固有諧振頻率，為此在控制電路中還增加了相位限制電路，以保證加熱電源工作在弱感性狀態(tài)。圖4控制電路原理圖3.2.1電源的啟動電源穩(wěn)態(tài)運行時的狀態(tài)和啟動時是不同的，在電路剛啟動時，希望負載的工作功率從小到大逐漸增大，這樣就需要軟啟動[4]。軟啟動的實現(xiàn)是通過緩慢調(diào)整負載工作頻率來實現(xiàn)的

5、，具體電路如圖5所示。圖5電源啟動電路圖3525形成的控制脈沖信號頻率f由下式?jīng)Q定：f=1CT(0.7RT3RD)；式中CT是5腳上的連接電容RT是6腳上的連接電阻，RD是5腳和7腳之間的連接電阻。通過改變6號腳的電流大小，實際上就等效于改變RT的大小，由公式可知，這樣就也就調(diào)節(jié)了SG3525輸出的控制信號頻率。如圖5所示，當(dāng)三極管T導(dǎo)通時，電容C接地，這時6號腳電流最大，輸出的控制信號頻率最高，功率最??；當(dāng)T由導(dǎo)通變?yōu)榻刂習(xí)r，電容C開