[發明專利]感應加熱全數字鎖相器及其應用方法

在審

• 申請號: 201910501915.3
• 申請日: 2019-06-11
• 公開（公告）號: CN112073060A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 黃凱強;連井濤;李華剛;顧懿
• 申請（專利權）人: 上海寶信軟件股份有限公司
• 主分類號: H03L7/091
• 分類號: H03L7/091;H03L7/093;H03L7/18
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

本發明提供了一種感應加熱全數字鎖相器及其應用方法，其中鎖相器包括鑒相器、環路濾波器以及數控振蕩器；所述鑒相器的輸出端與環路濾波器的輸入端相連接；所述環路濾波器的輸出端與數控振蕩器的輸入端相連接；所述鑒相器能夠比較兩個輸入信號的相位誤差，并將相位誤差信號作為控制信號輸出到環路濾波器；所述環路濾波器能夠濾除鑒相器輸出的高頻干擾信號，并輸出控制信號到數控振蕩器；所述數控振蕩器能夠接收環路濾波器的控制信號，對輸出波形進行周期的調整，使得輸出頻率為設定值。

技術領域

本發明涉及冶金設備的感應加熱電源的鎖相環控制技術領域，具體地，涉及一種感應加熱全數字鎖相器及其應用方法。

背景技術

感應加熱電源在工作過程中，隨著被加熱工件規格及加熱溫度的變化等因素，負載諧振電路的頻率也發生了變化，為了使串聯型感應加熱電源的逆變器在零電壓狀態下進行換流，要求逆變器的輸出頻率能跟著負載諧振電路的頻率變化。

傳統的方法是利用集成鎖相芯片如CD4046等構成模擬電路進行鎖相控制，其鎖相頻率由CD4046等鎖相芯片外部連接的電阻及電容共同決定，當需要改變鎖相頻率時，就要重做電路板，模擬電路具有參數調整麻煩，頻率跟蹤范圍窄等缺點。隨著，數字芯片的發展，也有人采用數字式鎖相電路對感應加熱電源進行鎖相控制，如專利CN104506187A涉及了一種感應加熱數字鎖相電路，采用DSP實現數字化鎖相技術，具有運行速度快，能夠對負載情況的變化作出迅速反應并及時進行調整，保持控制系統的工作穩定性，但是，該專利的電路主要應用于半橋式的小功率感應加熱電源，不適用于大功率的全橋串聯型的感應加熱電源。另外，該專利主要對鎖相環的外圍電路進行描述并未涉及具體的鎖相算法及其實現方法。

因此，提供一種新型的感應加熱全數字鎖相器及其應用方法具有較高的實用價值和意義。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種感應加熱全數字鎖相器及其應用方法。

根據本發明提供的一種感應加熱全數字鎖相器，包括鑒相器、環路濾波器以及數控振蕩器；

所述鑒相器的輸出端與環路濾波器的輸入端相連接；所述環路濾波器的輸出端與數控振蕩器的輸入端相連接；

所述鑒相器能夠比較兩個輸入信號的相位誤差，并將相位誤差信號作為控制信號輸出到環路濾波器；

所述環路濾波器能夠濾除鑒相器輸出的高頻干擾信號，并輸出控制信號到數控振蕩器；

所述數控振蕩器能夠接收環路濾波器的控制信號，對輸出波形進行周期的調整，使得輸出頻率為設定值。

優選地，所述感應加熱全數字鎖相器還包括分頻器、脈沖發生器以及角度調節器中的任一種或任多種組合；

所述數控振蕩器的輸出端直接與分頻器的輸入端相連接，或者通過角度調節器與分頻器的輸入端相連接；所述分頻器的輸出端與脈沖發生器的輸入端相連接；

所述分頻器能夠對數控振蕩器的輸出頻率進行分頻，即能夠通過設置不同的分頻值得到不同的環路中心頻率；

所述脈沖發生器能夠脈沖發生器將分頻器的輸出脈沖轉變為四路帶死區的PWM脈沖，并發送到驅動板；

所述角度調節器能夠控制數控振蕩器的輸出頻率為設定的頻率或頻率范圍。

優選地，所述鑒相器包括fin端和fout端兩個輸入端，fin端與外部的采樣板輸出相連，fout端與數控振蕩器的輸出相連；所述鑒相器還包括se端一個輸出端；所述鑒相器能夠計算fin端和fout端兩個輸入端的相位誤差，并將相位誤差作為se端的輸出。