CN102403923A - 一种pwm移相控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PWM移相控制方法，用于调节感应加热电源，所述感应加热电源包括全桥逆变电路，该全桥逆变电路包括开关Q1与开关Q2组成的PWM波调节的基准臂和开关Q3与开关Q4组成的PWM波调节的移相臂，其特征在于，包括如下步骤：比较开关Q1的驱动信号和输出电流的反馈信号之间是否存在时间差；如是，通过处理器中计数器0和1的差值确定所述时间差，通过PID调节消除所述时间差使得开关Q1的驱动信号和输出电流的反馈信号相位相同。以本方法对输出频率及功率进行调节可以降低感应加热电源的发热量，增加IGBT的使用寿命，使输出频率更接近谐振频率，并增加了感应加热电源的稳定性。

Description

一种PWM移相控制方法
技术领域
本发明涉及自动控制领域，尤其涉及一种PWM移相控制方法。
背景技术
在感应加热的应用中，感应加热电源的工作频率一般工作在谐振频率阶段，由于不同客户的负载不尽相同，其工作频率也不尽相同。为了使感应加热电源工作在谐振状态及对输出功率的连续调节，一般采用脉冲宽度调制(即PWM)移相控制，但随着输出有效占空比的增大，输出电流的相位会有一定的滞后动作，从而使电源发热严重。在电流的采样过程中由于互感器等滞后性元件的存在进一步造成电源的发热。
发明内容
鉴于现有技术的问题，本发明的目的是提供一种降低感应加热电源的发热量的PWM移相控制方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种PWM移相控制方法，用于调节感应加热电源，所述感应加热电源包括全桥逆变电路，该全桥逆变电路包括开关Q1与开关Q2组成的PWM波调节的基准臂和开关Q3与开关Q4组成的PWM波调节的移相臂，其特征在于，包括如下步骤：
S1，比较开关Q1的驱动信号和输出电流的反馈信号之间是否存在时间差；
S2，如是，通过处理器中计数器0和1的差值确定所述时间差，通过PID调节消除所述时间差使得开关Q1的驱动信号和输出电流的反馈信号相位相同。
作为优选，所述处理器为MCU(即微控制单元)。
作为优选，开关Q1、开关Q2、开关Q3与开关Q4均为IGBT(即Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)。
作为优选，还包括：S3，通过调节开关Q3的驱动信号脉宽与开关Q4的驱动信号脉宽进行输出功率调节。
作为优选，调节开关Q3的驱动信号脉宽与开关Q4的驱动信号脉宽时，前期调节速度大于后期调节速度。
本发明的有益效果是：以本方法对输出频率及功率进行调节可以降低感应加热电源的发热量，增加IGBT的使用寿命，使输出频率更接近谐振频率，并增加了感应加热电源的稳定性。
附图说明
图1是感应加热电源全桥逆变电路的示意图。
图2是本发明的PWM移相控制方法的第一流程图。
图3是本发明的PWM移相控制方法的第二流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施例。
如图1所示，Q1与Q2组成PWM波调节的基准臂，Q3与Q4组成PWM波调节的移相臂，调节时通过PID锁相使Q1的开通与采样电流的上升过零点同步，实现LC电路的谐振，因此，逆变电路中的Q1与Q2工作在软开与软关状态，而Q3与Q4工作在软开硬关状态，电源的发热主要由硬关断造成。由于互感器等滞后性元件的存在，从而使Q1与Q2实际上离软开状态一段距离。
因此，本PWM移相控制在PID环节增加了电流滞后补偿，使逆变电路真正工作在软开状态。
当Q1的驱动信号和输出电流的反馈信号有时间差时，可以通过MCU中计数器0和1的差值来计算(即比较两个波形的相位差异)，并通过PID调节计算差值来实现Q1信号与输出电流的相位同相，最终实现感应加热电源工作在谐振频率阶段。
在PWM移相控制中，通过改变移相臂Q3、Q4的开与关可以实现有效占空比的调节，从而实现输出功率的调节，但功率调节会使电流相位发生变化，从而造成输出频率的不稳定，本PWM移相控制中通过在功率调节后阶段减慢其功率调节速度从而降低输出频率的波动。
如图2所示，本发明的PWM移相控制方法的第一流程图，包括：
S1，比较开关Q1的驱动信号和输出电流的反馈信号之间是否存在时间差；
S2，如是，通过处理器中计数器0和1的差值确定所述时间差，通过PID调节消除所述时间差使得开关Q1的驱动信号和输出电流的反馈信号相位相同。
如图3所示本发明的PWM移相控制方法的第二流程图，除了上述步骤外，还包括：
S3，通过调节开关Q3的驱动信号脉宽与开关Q4的驱动信号脉宽进行输出功率调节。调节开关Q3的驱动信号脉宽与开关Q4的驱动信号脉宽时，前期调节速度大于后期调节速度，通过在功率调节后阶段减慢其功率调节速度从而降低输出频率的波动。
本实施例的PWM移相控制方法的有益效果是：(1)通过MCU中计数器差值来计算输出电流与输出电压的相位差，并通过PID来调节计数器差值最终使感应加热电源工作在谐振频率阶段。(2)谐振频率调节与功率调节相互独立，增加了感应加热电源的稳定性。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种PWM移相控制方法，用于调节感应加热电源，所述感应加热电源包括全桥逆变电路，该全桥逆变电路包括开关Q1与开关Q2组成的PWM波调节的基准臂和开关Q3与开关Q4组成的PWM波调节的移相臂，其特征在于，包括如下步骤：
S1，比较开关Q1的驱动信号和输出电流的反馈信号之间是否存在时间差；
S2，如是，通过处理器中计数器0和1的差值确定所述时间差，通过PID调节消除所述时间差使得开关Q1的驱动信号和输出电流的反馈信号相位相同。
2.根据权利要求1所述的PWM移相控制方法，其特征在于，所述处理器为MCU。
3.根据权利要求1所述的PWM移相控制方法，其特征在于，开关Q1、开关Q2、开关Q3与开关Q4均为IGBT。
4.根据权利要求1所述的PWM移相控制方法，其特征在于，还包括：S3，通过调节开关Q3的驱动信号脉宽与开关Q4的驱动信号脉宽进行输出功率调节。
5.根据权利要求4所述的PWM移相控制方法，其特征在于，调节开关Q3的驱动信号脉宽与开关Q4的驱动信号脉宽时，前期调节速度大于后期调节速度。
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