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1、文章结构 摘要 绪论 原理结构 主电路 硬件及数据分析 控制电路 硬件及数据分析 程序编制 测试总结摘要电源设备用以实现电能变换和功率传递，是各种电子设备正常工作的基础。而脉 冲电源由于具有断续供电的特性，在电火花加工、脉冲电镀、电弧焊接、高功率激光 泵、高频脉冲感应加热、工业废气处理、脉冲电解污水处理、静电除尘、臭氧制取和 表面热处理等领域获得了广泛的应用。应用领域不同，对脉冲电源的性能和特征参数 的要求就存在差别，因而实现方法也各异。论文在考察了多种脉冲电源的特点和实现 方法后，自行研制了一种幅值、频率、占空比可调的新型智能化高频脉冲电源，具有 广泛的工程应用前景和理论学术意义。论文采用直
2、流斩波原理，利用体积小、重量轻、效率高、可靠性好的开关电源 作为直流供电电源。设计了以电流型控制芯片 UC3842 为核心，配合高频变压器、MOSFET 输出储能电感、采样反馈通道等主要元器件，实现输出电压在048V连续 可调，脉冲电流频率 10HZ1000HZ 连续可调,脉冲电流幅值 05A 连续可调,脉 宽 1001000us 连续可调。同时，采用小信号分析的方法，建立了开关电源主电路 的等效小信号模型，并通过将电流电压双环控制系统转化为单环控制系统获得了开关 电源系统的传递函数，在分析系统频率特性的基础上设计了系统的补偿器，仿真结果 表明，补偿后的系统具有良好的动态特性。结合一定的软件程
3、序，建立了以 W77E58 为核心的智能控制系统，实现脉冲信号 的调整和驱动，从而对前述的开关电源进行控制，以获得可调整的脉冲电压。智能控 制部分主要包括模拟量输入通道模块、人机接口模块、分频模块、隔离驱动模块等功 能模块。 论文的最后对所研制的可调脉冲电源进行了相关的实验研究，主要测试 了其功能规格和保护特性，并分析讨论了测试结果。实验结果表明，该脉冲电源的输 出电压调整特性、负载调整率、输出纹波、动态响应等均满足了一定的要求，并具有 良好的过载、短路保护特性和波形特性。 关键词:脉冲电源;开关电源:小信号分析:微机控制AbstractAs the fundament of variable
4、 electrical equipments, power supplies realize powerchanging and delivery. Pulse power supply, with its discrete characteristic, has a wideapplication in the field of EDM, pulse electroplating, electric weld, high power laser pump,high frequency induction heating, purification of exhaust gas and was
5、ter water, electrostaticdust precipitation, ozone production and surface heat treatment. In different fields, demandsof performance and parameters of pulse power supply are variable, so as the techniques ofmanipulation. After the research on characteristics and principles of xiany pulse powers, anov
6、el, intelligent, high frequency pulse power supply with adjustable amplitude, frequencyand duty is developed which has a favorable foreground in engineering application and a greattheoretical significance.With chopping principle, switching power supply is chosen as the DC power supplybecause of its
7、small size, low weight and high efficiency. With the application of currentmode control chip UC3842 as the core of the circuit, anal with the cooperation of highfrequency transformer, MOSPET, output inductor, sampling and feedback circuit, a forwardconverter is projected whose maximal output voltage
8、 can beregulated between 5V to 30V continuously,Pulse frequency can beregulated between 10 HZ-1000 HZ continuously , pulse current amplitude can beregulated between 0 5 A continuously, pulse width can beregulated between 100 1000 us continuously . Moreover, based on small signal analysis method,the
9、equivalent small-signal model of the main circuit is achieved, and the system transferfunction is established by predigesting the double control loop to a single one. Qn the basis oftransfer function, the frequency characteristic of the system is analyzed and the compensatoris designed. Emulation re
10、sults show a good dynamic characteristic of the closed systemIn order to control the forementioned switching power supply to accomplish anadjustable pulse voltage, the microcontroller W77E58 is combined with some programs toform an intelligent control system whose primary function is regulating and
11、driving pulsesignal. And the main modules of the system contain analog input module, user dialog module,frequency dividing module and isolate-driving module. At the end of this paper, pertinent experiments which mostly focus on function andprotection test have been carried out on the pulse power sup
12、ply. Based on the results, the verypulse power supply meets corresponding function requirements on output voltage regulation,load regulation, output ripple and dynamic response, and the power also has a tolerablewaveform speciality and an excellent ability of over current protection and short protec
13、tion. Key Words:Pulse Power Supply; Switching Powver Supply; Small Signal Analyze; Micro-control绪 论课题的研究背景现代 电源 技 术是 应 用电 力电 子 半导 体 器件 ，综 合 自动 控 制、 计算 机 （微 处理 器 ） 技术和电磁 技术的 多学科 边缘交 叉技术 ，属于 电力电子 技术的 范畴， 是现代 电力电 子技术的具体应 用。电 力电子 技术的 发展带 动了电 源技术的 发展， 而电源 技术的 发 展有 效地促进了电源 产业的 发展。 从日常 生活到 最尖端 的科学都 离不开 电源技
14、 术的 参 与和支 持，而电源技术 和产业 对提高一 个国家 劳动生产 率的水 平，即提 高一个 国 家单位 能耗的 产出水平，具有 举足轻 重的作 用。迄 今为止 电源已 成为非常 重要的 基 础科 技和产 业，其 发展趋势为高频 、高效 、高密度 化、低 压、大电 流化和 多元化。 同时， 封装结构 、外形 尺寸日趋国际标准化，以适应全球一体化市场的要求。电源设备 用以实 现电能 变换和功 率传递 ，是一 种技术 含量高、 知识面 宽、更 新换代 快的产品 。现今 已广泛 应用到 工业、 能源、 交通、运 输、信 息、航 空、航 天、航 运、 国防、教育 、文化 等领域 。在信 息时代 ，
15、上述 各行各业 都在迅 猛地发 展，发 展的同 时又对电源产业 提出了 更多更高 的要求 。如节能 、节电 、节材、 缩体、 减重、防 止 污染 ，改善环境、 可靠、 安全等 。显然 ，电源 技术的 发展将 带动相 关技术 的发展 ， 而相 关技术 的发展反过 来又推 动了电 源产业 的发展 。当前 在电源 产业， 占主导 地位 的 产品有 各种线 性稳压电 源、 通 讯用 的 开 关 电源 、 开 关 电 源 、交 流 变频 调 速电 源、 电 解电 镀电源、高频逆变式整流焊接电源、中频感应加热 电源、电力操作电源、正弦波逆变电源、大功率 高频 高压 直流 稳压电 源、 绿色 照明 电源 、
16、化学 电源 、 、可 靠高 效低 污染 的光伏逆变电源、风光互补型电源等。 而与电源相 关的技术有高频变换技术、功率转换技术、数字化 控制技 术、全 谐振高 频软开 关变换 技术、 同步整 流技术 、高度 智能化 技术、 电磁兼容技术 、功率 因数校 正技术 、保护 技术、 并联均流 控制技 术、脉 宽调制 技术、 变频调速技术 、智能 监测 技 术、智 能化充 电技术 ，微机 控制技 术，集 成化技 术、网 络技术 、各种形式的驱动 技术和先进的工艺技术。在电力电 子技术 的应用 及各种 电源系 统中， 开关电 源技术 均处于 核心地 位。对 于大 型电解电 镀电源 ，传统 的电路 非常庞 大而笨 重，如果 采用高 顿开关 电源技 术，其 体 积和重量都会 大幅度 下降， 而且可 极大提 高电源 利用效率 、节省 材料、 降低成 本。 在 电动汽车和变频 传动中 ，更是 离不开 开关电 源技术 ，通过开 关电源 改变用 电频率 ，
