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随着电力电子技术的发展,负载谐振变换器得到了广泛的研究和应用。负载谐振变换器可为逆变器开关器件提供实现软开关的条件。随着谐振元件个数的增多,负载谐振变换器有多种拓扑结构,为实现不同性能要求的电源提供可选方案。本文在分析负载并联谐振电路特性的基础上,研究了基于负载并联谐振的高频正弦波电源的控制方案。针对输出频率为20kHz的高频正弦波电源,研究其控制方法和控制策略以及电源的DSP实现。
针对负载并联谐振电路的特点,在高频正弦波电源设计中,为了输出恒定频率的正弦波,负载变化时可调节输出电压,一般采用恒频逆变、直流调压技术。本文中采用二极管整流加直流斩波器的直流调压方案。在对比分析了多种控制策略的基础上,设计了基于滑模变结构控制的电源控制方案。滑模变结构控制的原理是利用某种不连续的切换规则使系统的状态轨迹在有限时间内从状态空间中运行到滑动模态。该控制策略对参数变化和外部扰动不敏感,具有良好的鲁棒性。本文在理论分析的基础上设计了负载并联谐振正弦波电源的滑模变结构控制器,并对其进行了仿真验证。仿真结果证明通过滑模变结构控制策略的调节可有效调节输出电压,验证了控制方案的可行性。在此基础上,本文设计了基于TMS320F2812的高频正弦波电源系统,包括主电路、控制电路等硬件电路和软件算法程序的设计,并对电源系统进行了实验分析。实验结果验证了本文的理论分析和方案设计的正确性和可行性。