【正文】 ()取750V。RY4的額定電壓應(yīng)為： ()取500V。電源經(jīng)過整流、濾波后的平均電壓約為526V，電網(wǎng)波動(dòng)系數(shù)取177。 ()實(shí)取C12=C13=30mF。，耐壓1000V的聚丙烯電容并聯(lián)使用，耐壓1000V的高頻電解電容器。 ()取1200V。3)IGBT的關(guān)斷時(shí)間選用＝1200V，＝145A的全橋模塊，可取型號(hào)SKM145GAR128D的管子。最小控制死區(qū)時(shí)間： ，故可使用。電抗器的頻率為，為使電抗器電流連續(xù)以維持濾波效果，必須保證，即保證，即： ()當(dāng)=5A時(shí)， () ()。耐壓值為, 實(shí)取50V。3．肖特基二極管肖特基二極管作為輸出整流二極管必須提供的最小峰值正向電流為： ()最大正向電流的額定值： ()開關(guān)電源紋波產(chǎn)生的原因開關(guān)電源的工作機(jī)理在于把電網(wǎng)電壓全波整流變?yōu)橹绷麟?經(jīng)高頻開關(guān)逆變成交流電,由開關(guān)變壓器降壓,經(jīng)高頻二極管整流濾波后以直流電輸出。 (2)高頻紋波由于開關(guān)電源逆變橋中的開關(guān)管工作在開關(guān)狀態(tài),為了減小高頻開關(guān)變壓器的體積和重量,要求主開關(guān)管的開關(guān)頻率越來越高,在每次主開關(guān)管的開關(guān)過程中都要產(chǎn)生相應(yīng)的尖峰電壓過沖,因此引起共模紋波,使開關(guān)電源輸出電壓中包含兩倍于主開關(guān)管工作頻率的共模紋波。紋波抑制措施 (1)低頻紋波的抑制低頻紋波抑制有如下幾種常用的方法：①采用有源濾波器來降低低頻紋波含量,該方法利用晶體管發(fā)射極電流是基極電流的1+β倍之原理,可使在基極所接的很小容量的電容在發(fā)射極等效為一很大容量的電容。(2)高頻紋波的抑制高頻紋波抑制的目的是給高頻紋波電壓提供通路,常用的方法有以下幾種:①高頻逆變側(cè)與直流側(cè)地之間增加高頻耦合電容C③在高頻開關(guān)變壓器的初級(jí)增加尖峰電壓抑制網(wǎng)絡(luò),在開關(guān)變壓器中增加屏蔽層,并將屏蔽層接地,有利于降低高頻紋波電壓。⑤降低逆變橋中開關(guān)元件與高頻整流管的開關(guān)應(yīng)力,共模紋波是由于開關(guān)元件通斷時(shí)電路中寄生電感L的存在引起的Ldi/dt造成的,所以在開關(guān)元件上并聯(lián)限制開關(guān)應(yīng)力的過壓吸收網(wǎng)絡(luò)可以減小輸出紋波。圖中L與C1或L與C2的取值要合理選用。式中的為開關(guān)電源逆變器的逆變頻率。1．電路設(shè)計(jì)電流檢測(cè)是實(shí)現(xiàn)電流負(fù)反饋控制的基礎(chǔ)，,逆變器輸入電流If流經(jīng)傳感器TA時(shí)，在電阻R1兩端產(chǎn)生相應(yīng)的電壓，經(jīng)跟隨器IC1輸出，再經(jīng)組成濾波器濾波后，進(jìn)入單片機(jī)系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換口，由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。匝數(shù)比為1:10000，內(nèi)阻=50，LEM塊內(nèi)功率輸出管飽和壓降=，電源電壓為15V。 ()對(duì)應(yīng)的一次電流值為： ()轉(zhuǎn)換后的電壓最大值為： ()2)濾波器參數(shù)的計(jì)算電流檢測(cè)電路如圖9所示：圖9 電流檢測(cè)電路圖由于最大電流時(shí)的反檢測(cè)電壓小于單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換器允許的最大輸入電壓5V，因此濾波器的放大倍數(shù)為： ()取、均為20kW，＝300W，＝30W，則： () ()電容C可在調(diào)試時(shí)根據(jù)情況確定。3)輸出調(diào)整及保護(hù)為了輸入到單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換器的電壓在5V以下，故增設(shè)一只穩(wěn)壓管起保護(hù)作用，防止由于運(yùn)算放大器損壞時(shí)，輸出正負(fù)高電壓而導(dǎo)致A/D轉(zhuǎn)換器，甚至單片機(jī)系統(tǒng)損壞，穩(wěn)壓管VDW1的穩(wěn)壓值選定為5V。1．電壓檢測(cè)電路電壓檢測(cè)元件采用HV100轉(zhuǎn)換模塊，匝數(shù)比為10000：2000，電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)為1，當(dāng)逆變器空載時(shí)，輸入HV100的電壓為： ()取80V。6單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)單片機(jī)控制電路由以下幾部分組成：80C196KC最小系統(tǒng)、D/A轉(zhuǎn)換電路、數(shù)碼顯示及鍵盤輸入電路、I/O接口電路。2)I/O接口電路實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的輸入輸出控制，并使單片機(jī)數(shù)字電路和其控制對(duì)象隔離開來，增強(qiáng)單片機(jī)的抗干擾能力。本系統(tǒng)由CPU、鎖存器、譯碼器、EEPROM組成，采用8M晶振，為與外圍的常用接口芯片配合，采用8位總線方式，為減小功耗并考慮接線的方便，外圍接口芯片均采用高速CMOS芯片。80C196KC單片機(jī)整個(gè)存儲(chǔ)空間中，片內(nèi)、片外存儲(chǔ)空間一共可達(dá)64K字節(jié)，由于80C196KC程序運(yùn)行首地址為2080H，應(yīng)以2000H開始安排程序存儲(chǔ)空間，擴(kuò)展的存儲(chǔ)空間的順序一般為EPROM—EEPROM —RAM—I/O芯片。上述譯碼方法實(shí)質(zhì)是將EEPROM存儲(chǔ)單元首地址浮高以滿足單片機(jī)復(fù)位后PC指針的要求。當(dāng)A13=1，A15=A14=0時(shí)，138輸出Y1為低電平有效，選中2864；當(dāng)A14=1，A15=A13=0時(shí)，Y2有效，選中DAC0832：當(dāng)A15=0，A14=A13=1時(shí)，Y3有效，選中8279。由于80C196KC片內(nèi)有256個(gè)8位寄存器，除25個(gè)特殊功能寄存器外都可用作累加器，采用垂直窗口技術(shù)，可擴(kuò)展為512個(gè)寄存器，因此無需擴(kuò)充片外RAM，即可完成用于控制過程的絕大部分運(yùn)算。為了實(shí)現(xiàn)電源恒流外特性，需要單片機(jī)輸出連續(xù)的模擬信號(hào)作為電流閉環(huán)調(diào)節(jié)中的電流給定量。將單片機(jī)輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量的方法有多種，80C196KC本身提供的PWM輸出和高速輸出口(HSO)都可用作D/A轉(zhuǎn)換用，其實(shí)現(xiàn)D/A輸出的外部接口電路一般原理見圖18所示，從圖可知，為保持模擬量的平衡，都必須通過阻容濾波，但即使濾波后也有細(xì)小的紋波存在，而直接采用D/A轉(zhuǎn)換芯片來產(chǎn)生電流給定所需的模擬量，輸出精度高，響應(yīng)時(shí)間也相對(duì)快一些。其中14位、16位D/A用得較少，一是價(jià)格高，二是12位以下己基本滿足一般工業(yè)系統(tǒng)的要求。它內(nèi)部是T型電阻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的D/A轉(zhuǎn)換器，并帶有數(shù)據(jù)鎖存器，數(shù)字量為并行輸入，轉(zhuǎn)換速度很快，輸出形式為電流源輸出，電流建立時(shí)間小于l us。脈沖特性的輸出其實(shí)就是在兩種恒流外特性的切換。 圖13 LED顯示子程序流程圖 圖14 A/D轉(zhuǎn)換子程序框圖故障處理子程序故障處理子程序流程圖見圖22。軟件部分的作用是非屏蔽中斷出現(xiàn)上升沿時(shí)，單片機(jī)立即中斷，進(jìn)入中斷程序，進(jìn)行故障處理，顯示故障標(biāo)志，并點(diǎn)亮故障燈。為了系統(tǒng)更穩(wěn)定的工作，采取了軟件抗干擾措施。監(jiān)視定時(shí)器，俗稱“看門狗”，具有監(jiān)視單片機(jī)運(yùn)行的功能，一旦發(fā)現(xiàn)“死機(jī)”就會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)(微秒級(jí))發(fā)出復(fù)位信號(hào)，恢復(fù)程序正常運(yùn)行。看門狗可由硬件實(shí)現(xiàn)，也可由軟件實(shí)現(xiàn)。結(jié)論本文是圍繞直流穩(wěn)壓電源展開的，文中采用單片機(jī)進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)逆變電源的外特性，并對(duì)電源輸出參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。經(jīng)試驗(yàn)表明，所設(shè)計(jì)的主電路結(jié)構(gòu)合理，參數(shù)與性能穩(wěn)定，能夠獲得預(yù)定的輸出容量。3．電源控制系統(tǒng)中采用PWM控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電源輸出特性的精確控制，本電源能輸出恒流、恒壓輸出特性，輸出特性的參數(shù)可調(diào)。致謝本文是在李江雪老師的悉心指導(dǎo)下完成的。尤其是李老師身體力行、言傳身教、以及對(duì)學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度更讓我由衷地欽佩。李老師所作的一切，使我非常感動(dòng)！在此，謹(jǐn)向李老師致以最崇高的敬意和誠摯的感謝!在論文寫作過程中，許多同學(xué)在課題設(shè)計(jì)中給