脉冲电镀电源的设计.doc

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1、摘要本文针对目前电镀电源在我国的发展速度很快，以及脉冲电镀电源与直流电镀电源有很多优点对脉冲电镀电源进行设计。本设计首先从脉冲电镀电源的技术性能指标出发，设计了主电路，其中包括整流电路、滤波电路、斩波电路等。其次，根据主电路的特点，设计了控制电路的硬件和软件，控制电路核心采用SPCE061A单片机来实现。控制电路主要完成对晶闸管触发角α的控制、功率开关管IGBT的开关频率和占空比的控制，还有电流反馈的闭环控制。其中，电流反馈的闭环控制，采用数字PID控制算法。关键词:脉冲电源三相整流直流斩波滤波AbstractAccordingtothefastdevelopmentoftheelectro

2、platingpowerinourcountry,andtherebeingmanyadvantagesofthepulseelectroplatingpoweranddirectcurrentelectroplatingpower,thepulseelectroplatingpowerisdesignedinthisdesign.Thisdesignbeingfirstlyfromthebeginningofthetechnicalspecificationsofthepulseelectroplatingpower,designthemaincircuitthatincludesrect

3、ifier,filter,chopper,andsoon.Secondly,accordingtothecharacteristicsofthemaincircuit,thecontrolcircuitisdesigned.Thecoreofthecontrolcircuitisbasedonthesinglechipcomputer—SPCE061A.Andthetasksofthecontrolcircuitaretocontrolthethyristor′striggerangle,andtheswitchingfrequencyoftheIGBT,andthedutyratio,st

4、illandtheclosedloopcontrolofthecurrentfeedback.TheclosedloopcontrolofthecurrentfeedbackadoptsthedigitalPIDcontrol.Keywords:Pulsepower,Three—phaserectifier,DCChopping,Filtering目录第1章绪论11.1电镀电源的发展阶段11.2脉冲电镀电源的优点21.3本设计的内容2第2章电源总体方案的确定42.1概述42.2脉冲电源工作原理和系统组成4第3章主电路的设计63.1系统的主电路拓扑结构63.2整流电路的设计73.2.1整流电路

5、方案的确定73.2.2整流变压器的设计93.2.3晶闸管的选择103.2.4晶闸管的保护113.3中间滤波电路的设计163.4斩波电路的设计173.4.1斩波电路的选择173.4.2功率开关器件的选择183.4.3IGBT的保护193.4.4吸收电路参数计算21第4章控制电路的设计244.1SPCE061A单片机概述254.2零电压检测电路的设计294.3过电流检测及保护电路314.3.1电流检测314.3.2电流采样电路324.3.3过电流保护电路324.4晶闸管驱动电路的设计334.4.1晶闸管驱动信号要求334.4.2晶闸管驱动电路344.5IGBT驱动电路的设计344.5.1IGBT

6、的驱动电路的要求344.5.2IGBT驱动电路354.6辅助电源的设计38第5章软件设计395.1主程序设计395.2外部中断程序的设计395.3AD转换程序的设计405.4电流采样程序的设计415.5晶闸管触发程序的设计425.6定时器中断程序的设计435.7PID控制程序的设计43设计总结52参考文献53英文资料原文54英文资料译文63致谢72附录73第1章绪论1.1电镀电源的发展阶段就电镀电源技术来讲，电镀电源的发展经历了4个阶段：直流发电机组、不可控整流器、晶闸管整流、高频开关电源。1．交-直流发电机组50年代的电镀电源主要是交-直流发电机组，即用交流电机带动直流电机，产生直流电压电

7、流。若想调节直流发电机的输出，则把直流发电机的输出作为采样信号，调节交流电机转速以改变直流输出。这种系统始于前苏联；由于具有较高的可靠性，曾一度占据电镀行业的统治地位。但是经过两次的能量转换，机组的效率低，噪音大且直流电机维修不方便。这类变流设备在有些行业已被国家明令为淘汰产品，但电镀行业仍有少数单位在使用这种高能耗的变流设备。2．不可控硒或硅整流器（带饱和电抗器或者磁放大器）60年代发展了硒、硅整流器，它采