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1、毕 业 设 计（论文）题 目：大功率直流稳压电源系统研究系 ： 信息工程系摘 要本文针对目前国内用于电源是晶闸管静态逆变器。其逆变频率限制在8KHz以下，实际产品一般仅为1KHz左右。晶闸管静态逆变器的频率范围窄，如感应器改变时，不能进行频率调节。本文通过应用IGBT逆变器以设计大功率的直流稳压电源。本文首先介绍了所设计的大功率直流稳压电源的组成结构和控制原理，并就电源主电路、控制电路、保护电路以及控制系统软件的设计做了详细地分析。主电路系统由输入滤波整流电路、逆变电路、高频变压器、输出整流滤波电路组成。逆变电路采用输出功率较大的IGBT全桥式逆变结构，绝缘栅双极晶体管（IGBT）具有输入阻抗
2、高、工作速度快、通态电压低、阻断电压高、承受电流大等优点。根据大功率直流稳压电源的外特性的要求，设计中使用电压、电流双闭环反馈系统来控制电源外特性，得到的电源特性既有较好的功率特性，又有外拖特性，故系统有很好的外特性。文中详细讨论了上述电路系统的设计要点及参数确定，以16位单片机80C196KC为控制核心，组成大功率直流稳压电源的控制系统。单片机通过采样电路中的电压、电流值，与给定值比较后可自动调节，同时还可显示电路中的电压、电流值，具有监控功能。所以此系统不仅具有较高的可靠性，还具有良好的工艺性能。由于使用了高频器件，整个系统具有小型化、轻量化、高效率等优点，符合现代大功率直流稳压电源的发展
3、潮流。故本系统具有较好的发展前景。关键词：大功率直流稳压电源 ；80C196KC；IGBT逆变器；微机控制系统关键词是为了文献标引工作从论文中选取出来用以表示全文主题内容信息款目的单词或术语。如有可能，应尽量用汉语主题词表等词表提供的规范词。不用此信息时，删除此框。ABSTRACTThis article in view of present domestic uses in the power source is the thyristor static state invertor. Its inversion frequency restriction below 8KHz, the a
4、ctual product is only about generally 1KHz. The thyristor static state invertors frequency range is narrow, if time sensor change, cannot carry on the frequency control. Developed adapted using the IGBT invertor in the high efficiency cocurrent voltage-stabilized sources development work.This articl
5、e first introduced designs the high efficiency cocurrent voltage-stabilized sources composition structure and the control principle, and on the power source main circuit, the control circuit, the protection circuit as well as the control system softwares design did have analyzed in detail.The contra
6、variant welding machine main circuit system by the input filter leveling circuit, the contravariant electric circuit, the high-frequency transformer, the output rectification filter circuit is composed. The contravariant electric circuit uses the output big IGBT entire bridge-type inversion structur
7、e, insulates the grid bipolar transistor (IGBT) to have the input impedance to be high, the working speed quick, passes condition the voltage to be low, the breakdown voltage is high, withstanding electric current big and so on merits. According to the high efficiency cocurrent voltage-stabilized so
8、urces external characteristic request, in the design uses the voltage, the electric current double closed loop feedback system control supply external characteristic, obtains the power source characteristic both has the good power characteristic, and outside has tows the characteristic, therefore th
9、e system has the very good external characteristic.The design key points and parameters are discussed in detail. high performance 16-bit micro-processor 80C196KC is adopted for control kernel. The single chip can self-regulate after comparing the given value with the voltage and current value of sam
10、pling circuit, and at the same time show the voltage and current value of circuit. Because has used the high frequency component, the overall system has merits and so on miniaturization, lightweight, high efficiency, is in keeping with the modern high efficiency cocurrent voltage-stabilized sources
11、development tidal current. Therefore this system has the good prospects.Key Words：High efficiency current voltage-stabilized source， 80C196KC， IGBT inverter， Microprocessor control systems目 录第一章 概述- 1 -1.1 电源稳定问题的提出- 1 -1.2 输出电压不稳定的因素- 1 -1.3 直流稳压电源的技术指标- 2 -1.4 稳压电源的分类- 3 -第二章 电源硬件系统设计- 5 -2.1 单片机控
12、制的直流稳压电源的总体设计- 5 -2.1.1逆变电路拓扑结构选择- 5 -2.1.2开关元件的选择- 5 -2.1.3 逆变控制方式的选择- 7 -2.2 单片机控制的直流稳压电源的总体设计- 7 -2.2.1 电源的主电路- 7 -2.2.2驱动电路- 8 -2.2.3 HL402模块的分析- 10 -2.2.4输出电路- 10 -2.2.5 直流稳压电源设计- 11 -第三章 辅助电路- 14 -3.1 纹波的抑制- 14 -3.2 电压驱动型脉宽调制器- 16 -3.3 脉冲调制工作点的选择- 17 -第四章 单片机控制系统的设计- 19 -4.1 单片机最小系统设计- 19 -4.2
13、 数模转换电路- 20 -第五章 软件设计- 21 -5.1 LED显示及A/D转换程序设计- 21 -5.2 故障处理程序- 22 -5.3 软件抗干扰措施- 22 -第六章 结论- 23 -参 考 文 献- 24 -致谢- 25 -第一章 概述1.1 电源稳定问题的提出 许多电子设备都需要良好稳定的直流供电电源，而外部提供的能源大多为交流电网电源，通常是通过火力发电、水利发电、核子发电及风力发电获得的。直流电源设备担负着把交流电源转换为电子设备所需的各种类别直流电源的任务。转换后的直流电源要具有良好的稳定性，当电网或负载变化时，它能保持稳定的输出电压，并具有较低的纹波。我们通常称这种直流电
14、源为直流稳压电源。说到稳压问题可以追溯到上一个世纪爱迪生发明电灯时，就曾考虑过稳压电源。到二十世纪初，就有了铁磁稳压电源。电子管问世不久，就有人设计了电子管直流稳压电源。到四十年代后期，电子器件与磁饱和元件相结合，构成了电子控制的磁饱和交流稳压电源，至今还在应用。五十年代，随着半导体工业的飞跃发展，晶体管的诞生使晶体管串联调整稳压电源，成了稳压电源的核心，这种局面一直维持到六十年代中期。随着电子设备的进步，电子设备开始从分立元件进入集成电路时代，体积日益减小，装机密度不断提高，规模容量逐渐增大。这种晶体管串联型常规电源难以满足形势发展的趋势日益显露。六十年代后期，科技工作者对稳压电源技术做了一
15、次新的总结，使开关电源，可控硅电源得到了快速发展。与此同时，将稳压电源的大部分元器件都集成在一块硅基片上的集成稳压电源也不断发展1。1.2 输出电压不稳定的因素电源是电子设备的重要部分，其质量好坏直接影响着电子设备的可靠性，而且电子设备的故障60%来自电源。因此电源越来越受到人们的重视。电子电路及电子设备对电源最基本的要求就是电源的输出电压或输出电流要稳定。稳压电源的输出电压不是绝对不变的，只是变化很小。从稳压电路的原理分析，最主要的引起输出电压变化的因素有两个：一是输入电压的变化引起的输出电压的变化；另一个是输出电流的变化(由于负载变化)引起输出电压的变化。输出电压的变化很微小，但正是这个微小的变化经放大后才能反馈去抵消原有的大部分变化。一般来说，稳压电路的设计首先要考虑输入电压和负载这两个因素。或者说，首先要“抵制”的是这两个因素引起的输出电压变化;也就是稳压电源稳定电压的能力首先要看输入电压的变化和负载变化引起的输出电压的变化被限制到多小的程度。当人为地保持输入电压和负载不变时，输出电压仍有变化。引起这种变化的因素很多，其中最主要的是温度的变化，电路要工作起来，元器件上就有电流通过，就要消耗功率，引起温升。取样电阻
