数字式高频软开关电镀电源

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1、硕士学位论文摘要电镀镀槽是一种特殊的负载，它要求电镀电源提供可调节的直流低电压大电流，以满足不同镀件的工艺要求。本文在分析了电镀电源发展历程和研究现状以后，结合开关电源的基本原理，对单片机控制的软开关电镀电源做了初步的研究，设计了一台输出容量为18V／1000A的高频软开关电镀电源。在参阅了大量国内外文献的基础上，本文通过对几种典型功率变换电路拓扑的分析与比较，选择滞后桥臂串联二极管的全桥零电压零电流脉宽调制(FBzVzCSPWM)软开关电路拓扑作为主电路拓扑，采用16位单片机80C196KC作为主控制器，实现对

2、输出电压和电流的调节。电源变换器逆变电路的主开关器件采用现代电力电子功率器件IGBT(Insulate．GateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)作为功率开关，整个系统以Intel16位单片机80C196KC和ARera公司的EPM7128EPLD(ErasableProgrammableLogicDevice)可擦除可编程逻辑器件作为控制核心。微处理器CPU的引入，实现对输出电流、输出电压的数字化控制。80C196KC控制系统与人机接口之间进行RS一485串行通讯，实现对装置的控制、状态显

3、示、故障报警等。80C196KC输出一对死区可调节的PWM信号以及移相角信号，通过EPLD的逻辑运算，输出2对互补并带死区控制的PWM移相波作为全桥逆变器的4个IGBT的驱动信号。80C196KC对输出电压、电流进行采样，并把采样值与给定值比较，采用数字PI调节。CPU根据PI调节的结果控制移相角的大小，EPLD接收到CPU输出的1l位移相控制信号并对滞后桥臂上的一对PWM信号进行移相，从而调节电镀电源的输出电压和输出电流。最后，本文利用MATLAB6．5对主电路和PI控制器进行了仿真，并对仿真结果进行了分析。提

4、出了一种基于可编程逻辑器件EPLD的逆变桥触发脉冲波形处理方法，经仿真与实验证明，该方法可大幅度提高系统的控制精度，减少CPU的开销，对改善系统性能具有显著的作用。关键词：电镀；开关电源；PWM变换；零电压零电流开关茎薹垫查窒童塞篓圣茎耋皇墼耋堡AbstractAnelectroplatingbathisaspecialload，whichrequirestheelectroplatingpowershouldprovideanalternativedirectcurrentwithlowvoltageandhi

5、ghcurrent．Itcanfulfilltherequirementsofdifferentplating．Firstly,thearticleanalyzesthedevelopmentofelectroplatingpowerandtherecentfindings．Secondly,usingthebasicprinciplesoftheswitchpower,itmakesasimpleresearchabouttheplatingpowercontrollingthesoftswitchesofsi

6、nglechipmicrocomputerandtellsUSthenewdesignofasoftswitchplatingpowerwhichcanoutputacapacityof18V／1000A．Referringtoaplentifulliteratureanovertheworld．itanalyzesseveraltypicalpowerconvertercircuittopology,comparingthedifferencesamongthem．Intheend，zero·-voltagea

7、ndzero--current·-switchingPWMfull·-bridgeconverter(FBZVZCSPWM)usingtwodiodesinserieswiththelagginglegischosenasthemaincircuittopology．Using16digitssinglechipmicrocomputeractasthemaincontroller，itcanadjusttheoutputvoltageandcurrent．Amodempowerelectronpowercomp

8、onentIGBT(Insulate—GateBipolarTransistor)isusedasthemainpowerswitchcomponentofpowerconverter．Inthewholesystem，Intel16digitssinglechipmicrocomputer80C196KCandEPM7128EPLD(ErasableProgrammab