【正文】 現(xiàn)多種方案及完成對不同領域的控制, 提高了控制的可靠性和精度, 實現(xiàn)了控制的靈活性【18】。其典型應用包括在開關電源中的應用、在直流電機中的應用、在射頻中的應用及在數(shù)字音頻功率放大器中的應用。在主電路拓撲方面, 除基本的電壓源型和電流源型三相單開關和三相多開關PWM整流器主電路外, 現(xiàn)已出現(xiàn)三電平、五電平和七電平結構, 隨著功率器件性能和應用水平的提高, 將會有更好的主電路拓撲結構出現(xiàn)【17】。近年來, 在國內外的整流器研究方面, 做了不少的工作, PWM整流器應用將會越來越廣泛, 單位功率因數(shù)整流器的研究已成為電力電子領域的一個熱點。PWM控制技術就是對半導體開關器件的導通和關斷進行控制, 使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖, 用這些脈沖來代替正弦波或其他所需要的波形。 數(shù)字PWM控制技術在整流電路中的發(fā)展及應用在AC/ DC 轉換中,PWM 整流技術因其具有很高的功率因數(shù)而倍受人們關注。在所有的改進整流器自身性能以達到抑制諧波和提高功率因數(shù)的方法中，目前最廣泛使用的是整流器的比重化技術，其對抑制諧波是非常有效的，同時也提高了裝置的功率因數(shù)；其次是采用全控型開關器件構成的脈寬調制PWM調制器，其功率因數(shù)接近為1，這種電路適用于中等容量的整流器。帶阻感負載的整流電路所產生的諧波污染和功率因數(shù)滯后也已為人們所熟悉。晶閘管相控整流電路的輸入電流滯后于電壓，其滯后角隨著觸發(fā)延遲角ａ的增大而增大，位移因數(shù)也隨之降低，同時，輸入電流中諧波分量也相當大，因此功率因數(shù)很低。接下來，我們主要介紹電源中整流裝置的“綠色變換”技術，也就是電源中的交流—直流變換技術（AC—DC）的“綠色”設計及方法。整流電路是電力電子電路中出現(xiàn)最早的一種，它將交流電變?yōu)橹绷麟?，應用十分廣泛，電路形式多種多樣，各具特色【1】。電力電子功率器件經歷了從半控(只能控制開不能控制關)到全控階段,從電流控制到電壓控制(場控),從幾千Hz到500kHz以上的開關頻率的變化,而控制方式也相應從相控電流轉變到脈寬調制技術。通過對PWM整流電路的適當控制，可以使其輸入電流非常接近正弦波，且和輸入電壓同相位，功率因數(shù)近似為1【17】。目前，SPWM控制技術已在交流調速用變頻器和不間斷電源中獲得了廣泛的應用。隨著綠色能源技術的發(fā)展,PWM整流技術成為電力電子技術研究的熱點和亮點,PWM整流器可以成為理想的用電設備或電網(wǎng)與其他用電設備的接口,因為它能夠實現(xiàn)電網(wǎng)污染治理和可調節(jié)功率因數(shù)。工業(yè)中運用的極化電源的輸出電流一般在300A左右，本文要求設計輸出為100A穩(wěn)定直流電流的極化電源系統(tǒng)。當電解槽停電時, 極化電源向電解槽提供一定的直流電, 阻止陰極向外放電, 保護電解槽陰極鍍層不脫落, 提高電解槽陰極的電流效率及使用壽命。s A / D input, through digital signal processing and analysis, given the adjusted PWM modulation signal, plete digital power supply negative feedback loop control to achieve power output stable and accurate.Based on the above system structure, this paper discusses three aspects. The first is the choice of the main circuit and simulation. Main circuit used in this article is singleswitch threephase Bucktype PWM rectifier circuit, and was carried out using MATLAB simulation. Next is a single chip digital control circuit in detail the various functional modules in the design and analysis, including single chip memory expansion circuit, PWM control circuit, etc. Finally, the system hardware design brief with the antijamming technology, and design of the system were analyzed. The control system uses hardware and software, give full play to the microputer control system of the flexible form of control, high reliability, scalability and good features, also demonstrated the control of flexible digital PWM technology, high efficiency and energy saving advantages.KEY WORD digital power, microcontroller, PWM, rectifier 數(shù)字化PWM極化電源的設計 第一章 緒論第一章 緒論 課題來源及研究意義本畢業(yè)設計的題目是數(shù)字化PWM極化電源的設計，該題目來源與于教師科研中的生產實際課題。關鍵詞 數(shù)字電源,單片機, PWM, 整流電路ABSTRACTDigital power system has these features: digital control of power conversion, Systemlevel power management and programmable. The core is fully digital control of power conversion. it can achieve the functions of PWM regulator loop control, software startup and isolation. digital power management refers to the output voltage and current of power supply configuration. digital power is programmable such as munication, detection, telemetry and all other features are available to software programming.Digital power supply microcontroller (MCU) control and digital signal processor (DSP) control of two solutions. The polarization power system in this article uses a MCU control scheme, which consists of a microputer as the core of the main controller, PWM regulator / steady flow loop, current and voltage sampling circuit, keyboard and display circuit. Microcontroller based the settings mand signal input by puter or keyboard, output PWM control modulation signal and through the PWM generator and power control PWM regulator circuit drive circuit power switch conduction or cutoff, then a PWM regulator circuit power inductor discharge to achieve energy conversion。最后對系統(tǒng)硬件設計中采用的抗干擾技術進行簡述，并對設計的系統(tǒng)進行綜合分析。本文中主電路采用的是三相單開關Buck型PWM 整流電路，并采用MATLAB 。根據(jù)以上系統(tǒng)結構，本文主要分三個方面進行論述。單片機根據(jù)計算機或鍵盤輸入的設置命令信號,輸出PWM調制控制信號, 通過PWM發(fā)生器和功率驅動電路控制PWM穩(wěn)壓回路的功率開關管的導通或截止, 經過PWM穩(wěn)壓回路功率電感的充放電實現(xiàn)能量轉換。數(shù)字電源有微控制器(MCU)控制和數(shù)字信號處理器(DSP)控制兩種解決方案?！皵?shù)字電源管理”是指對電壓和電流等電源輸出進行配置。12V直流電源設計 43 +15V和+20V直流電源設計 43 系統(tǒng)設計中的抗干擾措施 44 硬件抗干擾技術 44 軟件抗干擾技術 47第五章 結論 49 設計結論 49 設計的進一步完善 49結束語 51參考文獻 52附錄1 主電路的MATLAB仿真 54附錄2 MATLAB下的電流閉環(huán)仿真 55附錄3 CPU與存儲電路 56附錄4 通訊接口電路 57附錄5 PWM控制與驅動電路 58附錄6 鍵盤和顯示電路 59附錄7 模擬輸入通道 60附錄8 電源電路 61I摘 要數(shù)字電源系統(tǒng)具有數(shù)字化控制的電源轉換、系統(tǒng)層面的電源管理和可編程性等特色。數(shù)字化PWM極化電源設計畢業(yè)論文目 錄摘要 IABSTRACT II第一章 緒論 1 課題來源及研究意義 1 課題研究的相關發(fā)展背景 1 整流技術的發(fā)展與應用 1 數(shù)字PWM控制技術在整流電路中的發(fā)展及應用 2 數(shù)字電源技術的發(fā)展 3 課題的總體要求及規(guī)劃n 4第二章 極化電源主電路的設計及仿真 5 概述 5 整流電路的方案論證 5 數(shù)字控制電路設計 6 單片機控制電路硬件設計方案 6 軟件設計方案 7 三相單開關Buck型PWM 整流電路及其仿真 8 三相單開關Buck型PWM 整流電路 8 三相單開關Buck型PWM 整流電路的仿真 10 控制方案中PID算法的實現(xiàn)及仿真 15 電流閉環(huán)控制 15 電壓閉環(huán)控制 15 MATLAB下的電流閉環(huán)仿真 16 PWM控制的設計方案論證 18第三章 PWM控制與驅動電路及CPU與存儲器擴展設計 20 PWM控制與驅動電路 20 IXDP610數(shù)字式PWM控制器 20 EXB841驅動器 23 PWM控制與驅動電路的接線圖 24 CPU與存儲器擴展設計 26 概述 26 AT89C52 26 62256存儲器 30 鎖存器373 31 譯碼器74LS139 31 CPU與存儲器的連線圖 31第四章 I/O譯碼擴展電路及外部電路擴展 33 I/O譯碼擴展電路 33 A/D轉換電路設計 34 A/D芯片MAX197及其精度計算 34 具體A/D轉換電路設計 36 模擬輸入通道的設計 37 模擬輸入通道工作原理 37 三路模擬通道的具體設計 38 鍵盤和顯示電路 39 39 具體電路設計 404. 5 RS485通訊電路 41 電源電路 42 177。5V和177。其核心是電源轉換的全數(shù)字控制,它能實現(xiàn)PWM穩(wěn)壓回路控制、軟啟動和隔離等功能。 數(shù)字電源是可編程的, 比如通訊、檢測、遙測等所有功能都可用軟件編程實現(xiàn)。本文中的數(shù)字極化電源系統(tǒng)采用的是MCU 控制方案, 整個系統(tǒng)由以單片機為核心的主控制器、PWM穩(wěn)壓/穩(wěn)流回路、電流電壓取樣電路、鍵盤與顯示電路等環(huán)節(jié)組成。 同時, 電流電壓的取樣信號反饋到單片機的A/D 輸入端, 經過數(shù)字信號處理分析, 給出調整后的PWM調制信號, 完成數(shù)字電源負反饋的閉環(huán)控制, 實現(xiàn)電源輸出的穩(wěn)定準確。首先是對主電路的選擇與仿真。接著是對單片機數(shù)字控制電路的各個功能模塊進行詳細的設計和分析，主要包括單片機的存儲擴展電路、PWM控制回路等。本控制系統(tǒng)利用軟硬件結合，充分發(fā)揮了單片機控制系統(tǒng)的控制形式靈活、可靠性高、擴展性能好等特點，也展現(xiàn)了數(shù)字PWM 技術的控制靈活、高效節(jié)能等優(yōu)勢。 the same time, the sampling voltage and current feedback signal to the microcontroller39。在一些化工行業(yè)，根據(jù)工藝要求, 對應的整流機組均配有極化電源裝置。 并保證在直流電流下降到預置值或突然緊急聯(lián)鎖停車的情況下, 迅速投入極化電源【16】。PWM控制技術在電力電子領域有著廣泛的應用，并在電力電子技術產生了十分深遠影響的一項技術。隨著以IGBT為代表的全控型器件的不斷進步，在逆變電路中采用的PWM控制技術已相當成熟。把逆變電路中的SPWM控制技術用于整流電路，就形成了PWM整流電路。 課題研究的相關發(fā)展背景 整流技術的發(fā)展與應用電力電子技術和功率半導體器件的發(fā)展對變流技術的發(fā)展影響極大。所有這些功率器件的發(fā)展都促進了整流技術的進步【1】。在電力電子變換裝置中，整流裝置所占的比例最大，產生的諧波也非常的嚴重，并且在電源中也是必不可少的。對于綠色變換技術，人們對其的理想期望如下：（1） 對電網(wǎng)和負載的諧波污染盡可能為零；（2） 對電網(wǎng)的功率因數(shù)盡可能為1；（3）