可逆直流PWM驱动电源的设计.doc

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1、HarbinInstituteofTechnology课程设计说明书（论文）课程名称：电力电子技术设计题目：可逆直流PWM驱动电源的设计院系：电气工程系班级：0906151设计者：康代涛学号：1090610106指导教师：设计时间：2012年06月24日哈尔滨工业大学教务处哈尔滨工业大学课程设计任务书姓名：康代涛院（系）：电气工程专业：电气工程及其自动化班号：0906151任务起至日期：2012年06月25日至2011年07月10日课程设计题目：可逆直流PWM驱动电源的设计已知技术参数和设计要求：课程设计的主要任务是设计一

2、个直流电动机的脉宽调速（直流PWM）驱动电源。DC-DC变换器采用H桥形式，控制方式为双极性（或单极性，根据具体题目而定）。被控直流永磁电动机参数：额定电压20V，额定电流1A，额定转速2000rpm。驱动系统的调速范围：大于1：100，电机能够可逆运行。驱动系统应具有软启动功能，软启动时间约为2s。工作量：1）主电路的设计，器件的选型。包括含整流变压器在内的整流电路设计和H桥可逆斩波电路的设计(要求采用IPM作为DC/DC变换的主电路，型号为PS21564)。2）PWM控制电路的设计（指以SG3525为核心的脉宽调制电路

3、和用门电路实现的脉冲分配电路）。3）IPM接口电路设计（包括上下桥臂元件的开通延迟，及上桥臂驱动电源的自举电路）。4）DC15V控制电源的设计（采用LM2575系列开关稳压集成电路，直接从主电路的直流母线电压经稳压获得）。2人组成1个设计小组，通过合理的分工和协作共同完成上述设计任务。设计的成果应包括：用PROTEL绘制的主电路和控制电路的原理图，电路设计过程的详细说明书及焊装和调试通过的控制电路板。工作计划安排：(学时安排为1周，但考虑实验的安排，需分散在2周内完成)l第1周：全体开会，布置任务，组成设计小组（每组2人）

4、，会后设计工作开始。答疑，审查设计方案，发放器件和装焊工具。完成焊装工作。l第2周每人12学时到实验室调试已装焊好的电路板，并完成相关测试和记录。撰写设计报告。同组设计者及分工：康代涛主要负责电路原理的分析与设计，张超主要负责硬件电路的焊接与搭建工作。调试由两人共同完成。指导教师签字2012年07月10日教研室主任意见：教研室主任签字___________________年月日*注：此任务书由课程设计指导教师填写1主电路设计说明1.1主电路设计要求1）整流部分采用4个二极管集成在一起的整流桥模块。2）斩波部分H桥不采用分立

5、元件，而是选用IPM（智能功率模块）PS21564来实现。该模块的主电路为三相逆变桥，在本设计中只采用其中U、V两相即可。3）在主电路设计中，应根据负载的要求，计算出整流部分的交流侧输入电压和电流，作为设计整流变压器、选择整流桥和滤波电容的依据。该电路的整流输出电压较低，所以在计算变压器副边电压时应考虑在电流到达负载之前，整流桥和逆变桥中功率器件的通态压降。1.2整流电路的设计整流电路采用由4个二极管所组成的桥式整流电路。整流电机额定电压为20V，而通过查阅PS21564-p_e芯片手册可以知道，该款IPM的开关器件的通态

6、压降约为2V，则可以得到整流后的直流电压约为24V。根据全桥整流的电压变比可知，副边线圈电压。于是可以得到变压器变比为。滤波电容可以选择耐压40V，容量470uF左右。1.3H型逆变桥的设计该部分电路集成于IPM内部，不需要进行设计。但需要注意的是IPM内部集成的是三相逆变桥电路，本次设计中只需要用到其中的两相，我们选择U、V两相用于主电路的设计。2控制电路设计说明2.1H型单极同频可逆直流PWM控制原理如图所示，正转时，V1闭合，V2，V4交替导通。反转时，V2闭合，V1，V3交替导通。无论电机处于何种工作状态，电机两端

7、的电压极性在一个周期内是不变的。图1单极同频调制驱动信号工作原理2.2脉宽调制电路本次设计以SG3525芯片为主，搭建脉冲调制电路。在SG3525的5、6、7脚连接RC震荡电路，则可以在13脚输出占空比可调的脉冲，0～1.0的占空比可以通过调节震荡电路的电位器来得到。SG3525的8脚接电容以实现软启动。（1）6脚电阻RT的选择由于震荡电容规定为0.02uF，当震荡频率为5KHz时，通过查阅芯片手册可知，，所以选取的电位器。（2）软启动电容的选择查阅芯片手册可知，电容值与软启动的时间关系为。根据软启动时间为2s可知电容值为

8、。图3SG3252原理图2.3脉冲分配电路单极性的情况下V1、V2始终是一个为“1”，一个为“0”，而交替导通的V3、V4的波形始终是互补的。图5(a)电机正转驱动信号图5(b)电机反转驱动信号利用门电路将SG3525输出的一路信号转换为四路信号，分别控制V1—V4。正反转的选择可以用一个开关达成。为防