基于FPGA的感应加热电源控制系统研究.rar

当今社会是数字化的社会，数字控制系统的应用领域也越来越广泛。近年来，随着FPGA技术的出现，凭借着它在设计上的优越性，不仅在通信领域得到了广泛的应用，而且已经逐渐渗透到控制领域。与单片机和DSP相比，FPGA用硬件连线实现其软件算法，具有更高的处理速度。本文针对FPGA具有设计灵活、集成度高、速度快、设计周期短等优点，用FPGA来实现应加热电源的频率跟踪和功率控制。 本文首先介绍了感应加热电源的一些基本原理和发展趋势，然后对电源的拓扑结构进行了深入的研究分析，确定了主电路的拓扑结构为串联谐振式，功率调节方式为不控整流加斩波器调压调功。 感应加热电源的频率跟踪电路大都采用锁相环控制，本文对锁相环原理进行了分析，针对传统锁相环的缺点，利用SystemGenerator设计了一种基于FPGA的数字锁相环(DPLL)。其次，本文根据感应加热电源功率控制的特点，将功率控制问题转化为Buck斩波器的电压控制问题，并利用SystemGenerator设计了基于FPGA的数字PI功率闭环控制系统。根据以上研究，本文利用FPGA开发平台ISE完成了上述数字锁相环(DPLL)和数字PI控制器的综合设计。 最后，本文设计了一台30kW/10kHz的基于FPGA的感应加热电源实验样机，给出了功率器件的驱动和缓冲电路以及其他电源保护电路等。通过实验，结果表明，利用FPGA技术实现感应加热电源系统的控制是可行的。

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