蔡茂—开题报告

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1、毕业设计（论文）开题报告题目基于英飞凌单片机的IGBT逆变电源的控制回路设计专业电气工程及其自动化班级电气061学生蔡茂指导教师姬军鹏2010年一、毕业设计(论文)课题来源、类型1、毕业设计(论文)课题来源电力电子技术中逆变电源的科学研究。2、毕业设计(论文)课题的类型是软硬件相结合。二、选题的目的及意义1、目的：本次毕业设计主要是要掌握高频大功率开关电源控制回路的设计原理和方法，并且掌握用英飞凌单片机设计控制的系统的一般方法。2、意义：通过本次毕业设计，掌握用单片机设计控制系统的一般方法与技能，培养学

2、生查找，阅读文献和撰写论文的基本科学研究能力；培养学生独立分析，解决问题的能力，以及培养学生的科学研究方法和精神，从而提高学生综合素质。随着控制技术以及计算机信息技术的发展，对于数字化控制的研究己经成为热点，在英飞凌单片机XC164CS最小系统、电压电流采样调理模块、保护梭块、键盘与显示模块等主要模块的作用下对整个逆变过程进行了实时控制与实时监控，真正实现了对逆变电源的全数字化控制，减少了大量的工作量，实现高效，安全，可靠的逆变过程。三、本课题在国内外的研究状况及发展趋势随着电力电子技术的快速发展，逆变

3、电源的应用变得非常广泛，近年来，随着IGBT制造技术的提高，相继出现了电压等级越来越高、额定功率越来越大的单管、两单元IGBT模块及六单元IGBT模块，同时性能价格比的提高使得IGBT在逆变电源的控制电路中占有很大的比重，成为许多设计人员首选的功率器件[5-6]。随之而来的是IGBT的驱动芯片也得到了很大的发展，IGBT驱动集成电路的发展趋势是集过流保护、驱动信号放大功能、能够外接电源且具有很强抗干扰能力等于一体的复合型电路；设计人员、生产厂家都给予了高度重视，小型化、多功能集成化成为人们不断追求的目标

4、[7]。功率器件的不断发展，使得其驱动电路也在不断地发展，相继出现了许多专用的驱动集成电路，目前大部分逆变器都采用乐IGBT和ＩＰＭ作为开关器件，由IGBT基本组合单元与驱动、保护以及报警电路共同构成的智能模块（IPM）已经成为IGBT智能化的发展方向，将IGBT的驱动电路、保护电路及部分接口电路和功率电路集成于一体的功率器件[7]。IPM电路图在过去，在IGBT芯片和集成电路合并，在IPM的控制电路，设计和评估。因此，控制电路已调整了IGBT和各种保护功能的驱动器的能力，并实现使用比其他集成电路其他部

5、分良好的噪声免疫力，由于大量的电子元件，这是非常难以实现小型化和良好的性价比，因此，一个新的专用集成电路已与传统的设计，走综合防治技术经验发展。这些都取得了Multichips智能功率模块（1PMCMs技术）其中只包括硅半导体芯片，如IGBT的，前轮驱动，和IC[8]。IGBT的触发和关断要求给其栅极和基极之间加上正向电压和负向电压，栅极电压可由不同的驱动电路产生。当选择这些驱动电路时，必须基于以下的参数来进行：器件关断偏置的要求、栅极电荷的要求、耐固性要求和电源的情况。因为IGBT栅极发射极阻抗大，故

6、可使用MOSFET驱动技术进行触发，不过由于IGBT的输入电容较MOSFET为大，故IGBT的关断偏压应该比许多MOSFET驱动电路提供的偏压更高[9]。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　随着制造技术的发展，将会研制出更多更好的IGBT驱动芯片，并在逆变电源的控制回路中得到广泛的应用。例如应用：逆变式等离子弧切割电源、大功率感应加热电源、数字化IGBT逆变焊接等等，而目前研究最多还是IGBT逆变焊接技术，而高速焊接问题、高效焊接问题、飞溅问题、引弧问题[10]已迫在眉睫。

7、模拟控制系统最大的缺点是进行复杂处理的能力有限、元器件数量多，并且控制器的参数由电阻、电容等分立元件的参数决定，控制器的调试复杂、灵活性差。同时电阻、电容的参数分布影响控制器的一致性，参数的稳定性差，如温度漂移影响控制器的稳定性。我们知道数字化控制最大的缺点就是处理速度低于模拟系统，所以处理速度的提高是数字化控制系统应用的关键[11]。数字信号处理由模拟信号的滤波、模／数转换、数字化处理等环节组成。对于数字化处理环节，在目前技术发展水平上,我们可以选择英飞凌单片机，其具有较强的事件处理能力，中断、I／O

8、资源丰富，开发的软、硬件条件比较好。英飞凌公司是前西门子的半导体部门，英飞凌的单片机进入中国的时间不长，但它在欧洲汽车电子领域已经占有了一半以上的市场，其16位单片机产品主要有C166系列和C1∞的换代产品，Xcl67CI单片机是其XCl66族单片机中的高端产品，其他低端产品还有：C164CM、XCl64CS、XCl64S。它具有加MHz的最大CPU时钟，片内置64K，128K，256K字节的Flash，12KB的RAM，具有11个16位定