本文關(guān)鍵詞：高壓電源控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 全橋零電壓開關(guān) 耦合電感 移相 脈沖調(diào)制控制器 STM32

【摘要】：X射線衍射儀為解決物理、醫(yī)學(xué)、化學(xué)等各個(gè)方面的難題起到了不可或缺的重要作用。而高壓電源是X射線衍射儀的核心組成部分,對它的穩(wěn)定性和控制精度有著很高的要求。本文的研究依托于遼寧省國家重大儀器專項(xiàng)“高端多功能X衍射儀研發(fā)”,本文主要完成主電路的研究、控制電路的設(shè)計(jì)以及軟件的實(shí)現(xiàn)。隨著功率器件的不斷涌現(xiàn)以及其性能的不斷提高,高頻電源逐步取代工頻電源。各種逆變器以及諧振網(wǎng)絡(luò)也不斷的被提出,在實(shí)際的應(yīng)用中,為了達(dá)到所需要的設(shè)計(jì)要求,往往是逆變器和諧振網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來。而常見的全橋零電壓開關(guān)(FB ZVS)脈沖調(diào)制逆變器在大功率應(yīng)用中得到了廣泛的使用。然而,此電路也存在兩個(gè)方面的局限,一是變壓器二次側(cè)的占空比丟失問題,二是變壓器二次側(cè)存在著嚴(yán)重的寄生振蕩。在本文中,將會(huì)描述一種采用耦合電感的全橋零關(guān)斷變換器。這種恒頻的FB ZVS變換器在廣泛的負(fù)載電路和輸入電壓范圍內(nèi)來實(shí)現(xiàn)ZVS,進(jìn)而降低循環(huán)能量和傳導(dǎo)損耗。因?yàn)樵谠撾娐?實(shí)現(xiàn)ZVS所需要的能量不需要存儲在漏電感中,因此變壓器的漏電感可以被最小化。這幾乎消除了占空比丟失,也大大降低變壓器的副邊產(chǎn)生的振蕩。在控制策略上,本控制采用了模擬控制,數(shù)字管理的方式,結(jié)合了模擬控制的良好的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)特性以及數(shù)字管理的多元化和多功能。本拓?fù)漭敵鲭妷旱目刂剖窃诤泐l條件下通過移相控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。因此,所有的大功率器件均工作在占空比為50%的16KHz頻率下,通過調(diào)節(jié)功率器件的移相角來實(shí)現(xiàn)輸出電壓的控制。高壓控制部分的移相角的大小是通過脈沖調(diào)制控制器UC3526來完成的,而燈絲電壓的移相角是通過電流型PWM控制器UC3525來調(diào)節(jié)的。為了達(dá)到高精度和提高瞬態(tài)響應(yīng),在控制器UC3526之前添加了類型三的補(bǔ)償器。最后,基于硬件的設(shè)計(jì),提出了STM32和CPLD雙控制的數(shù)字管理方案。在本文中詳細(xì)的闡述了整個(gè)控制的流程以及各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)。STM32實(shí)現(xiàn)了接收上位機(jī)下發(fā)的預(yù)設(shè)值,并把此預(yù)設(shè)值發(fā)送到控制板上。CPLD的主要目的是把控制器UC3526的移相角生成兩路占空比為50%的PWM信號。同時(shí),把控制板上的數(shù)據(jù)上發(fā)到上位機(jī)上進(jìn)行顯示,實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控,同時(shí)本文也完成了軟件設(shè)計(jì)編程和調(diào)試的工作。
【關(guān)鍵詞】：全橋零電壓開關(guān) 耦合電感 移相 脈沖調(diào)制控制器 STM32
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-13
• 縮略語對照表13-16
• 第一章 緒論16-18
• 1.1 課題研究背景及發(fā)展趨勢16-17
• 1.2 本文章節(jié)安排17-18
• 第二章X射線的高壓電源總方案設(shè)計(jì)18-30
• 2.1 X射線高壓電源的基礎(chǔ)介紹18-19
• 2.2 X射線高壓電源的總體設(shè)計(jì)19-20
• 2.3 逆變諧振電路20-26
• 2.3.1 各種逆變電路比較20-21
• 2.3.2 各種諧振電路比較21-26
• 2.4 采用耦合電感的新型全橋ZVS逆變器的提出26-30
• 第三章 采用耦合電感的全橋零關(guān)斷開關(guān)電源30-48
• 3.1 采用耦合電感的全橋零關(guān)斷開關(guān)電源的分析30-36
• 3.2 本拓?fù)渲饕獏?shù)的設(shè)計(jì)36-39
• 3.2.1 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則36-37
• 3.2.2 全橋逆變電路中器件的選取37-39
• 3.3 耦合電感39-44
• 3.3.1 耦合電感的基礎(chǔ)39
• 3.3.2 耦合電感的模型39-42
• 3.3.3 耦合電感的選取42
• 3.3.4 耦合電感對功率損耗的影響42-44
• 3.4 IGBT驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)44-48
• 3.4.1 柵極驅(qū)動(dòng)電路的基本要求44-45
• 3.4.2 IGBT驅(qū)動(dòng)器的選擇45-46
• 3.4.3 死區(qū)電路的設(shè)計(jì)46
• 3.4.4 基于M57962L的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)46-48
• 第四章 直流高壓電源的控制設(shè)計(jì)48-68
• 4.1 高壓電源的控制方案48-50
• 4.1.1 控制方案的功能分析48
• 4.1.2 控制方案的組成結(jié)構(gòu)48-49
• 4.1.3 控制芯片的選取49-50
• 4.2 ARM+CPLD最小系統(tǒng)電路50-51
• 4.3 電壓電流參數(shù)預(yù)置電路51-52
• 4.4 電流電壓采樣反饋電路52-53
• 4.5 PID模擬控制補(bǔ)償器的實(shí)現(xiàn)53-58
• 4.5.1 補(bǔ)償器的類型54-56
• 4.5.2 補(bǔ)償器的選擇56-57
• 4.5.3 補(bǔ)償器的理論分析57-58
• 4.6 PWM輸出電路58-63
• 4.6.1 PWM發(fā)生器的原理58-59
• 4.6.2 PWM集成控制器原理59-61
• 4.6.3 PWM波產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)61-63
• 4.7 系統(tǒng)控制的軟件設(shè)計(jì)63-68
• 4.7.1 軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架63-65
• 4.7.2 STM32軟件部分的實(shí)現(xiàn)65-67
• 4.7.3 CPLD軟件部分的實(shí)現(xiàn)67-68
• 第五章 樣機(jī)調(diào)試和測試結(jié)果分析68-72
• 5.1 PWM控制電路的調(diào)試和分析68-70
• 5.2 驅(qū)動(dòng)電路調(diào)試和分析70-72
• 第六章 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 總結(jié)72
• 6.2 展望72-74
• 附錄A74-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 致謝84-86
• 作者簡介86-87

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 Spencer Chin;適應(yīng)今日測試需要的臺式及高壓電源[J];今日電子;2000年09期

2 ;精密高壓電源介紹[J];爆炸與沖擊;2005年06期

3 王珩,臧英新;標(biāo)準(zhǔn)隨機(jī)臺高壓電源的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[J];計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程;1997年06期

4 王斌;一種新型數(shù)控高壓電源[J];世界產(chǎn)品與技術(shù);2000年06期

5 齊軍;系列一體化高壓電源模塊[J];家用電器;2001年10期

6 李正軍;張巍;宋曉慶;李珂;;用于電泳檢測技術(shù)的分布式計(jì)算機(jī)時(shí)序控制高壓電源系統(tǒng)[J];電氣自動(dòng)化;2004年05期

7 胡寧;;脈沖負(fù)載下高壓電源的特種保護(hù)[J];雷達(dá)與對抗;2007年01期

8 李杰;宮傳;李國鋒;吳彥;;一種高頻高壓電源研制[J];河北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年S1期

9 Alfredo H Saab;Tina Alikahi;;具有單一集成電路特性的小巧、簡便、高壓電源[J];電子設(shè)計(jì)技術(shù);2008年09期

10 張乾坤;;自制高壓電源代替醫(yī)療設(shè)備中的高壓模塊[J];醫(yī)療裝備;2010年11期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;微型高壓電源[A];第7屆全國核電子學(xué)與核探測技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（二）[C];1994年

2 謝友金;;論靜電除塵器三相高壓電源與其他電源的技術(shù)特點(diǎn)[A];第十二屆中國電除塵學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

3 龔培榮;李紀(jì)明;劉平;肖龍?bào)?;可快速關(guān)斷的高壓電源[A];全國第五屆核儀器及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

4 胡長華;史文靜;;應(yīng)用于電流變技術(shù)的可控高壓電源[A];北京力學(xué)學(xué)會(huì)第12屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2006年

5 王家槲;;電鏡用200kV高穩(wěn)定度高壓電源[A];第六次全國電子顯微學(xué)會(huì)議論文摘要集[C];1990年

6 王愛華;;高功率高頻高壓電源的設(shè)計(jì)[A];第十二屆中國電除塵學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

7 馬驂;;小體積高壓電源的固體封裝技術(shù)[A];中國電子學(xué)會(huì)化學(xué)工藝專業(yè)委員會(huì)第五屆年會(huì)論文集[C];2000年

8 魏文深;;電除塵用調(diào)幅高頻高壓電源的研制[A];中國硅酸鹽學(xué)會(huì)環(huán)保學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

9 楊家偉;李延國;陸柱國;吳枚;;高性能球載高壓電源[A];空間探測的今天和未來——中國空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間探測專業(yè)委員會(huì)第七次學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊）[C];1994年

10 張靖楠;;硅凝膠灌注高壓電源工藝研制及應(yīng)用[A];中國電子學(xué)會(huì)化學(xué)工藝專業(yè)委員會(huì)第五屆年會(huì)論文集[C];2000年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 鄭有清;永平銅礦選廠熒光班高壓電源改造成功[N];中國有色金屬報(bào);2007年

2 廣西 龐邦藝;自制教學(xué)用高壓電源[N];電子報(bào);2004年

3 河南 齊軍;0～10萬伏系列內(nèi)置高壓電源的應(yīng)用[N];電子報(bào);2002年

4 黃共鈿 DigiTimes 專稿;瀚荃Inverter高壓電源連接器出貨旺[N];電子資訊時(shí)報(bào);2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 馬少翔;100kV PSM高壓電源相關(guān)技術(shù)研究和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2015年

2 夏令龍;托卡馬克輔助加熱系統(tǒng)高壓電源若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2015年

3 楊磊;絕緣芯變壓器型高壓電源技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2015年

4 李卓函;高效電除塵器高壓電源設(shè)計(jì)及節(jié)能優(yōu)化控制[D];大連理工大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙薇;航天用高壓電源測試性設(shè)計(jì)分析與故障診斷[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 鄭援;靜電消除器用小型化高壓電源的研究與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2015年

3 李成;高壓電源溫度場的仿真分析與檢測實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

4 王佳;基于數(shù)字控制的高頻高壓電源[D];西安電子科技大學(xué);2014年

5 王聰;基于Isight的高壓電源全壽命周期穩(wěn)健設(shè)計(jì)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

6 楊嘹嘹;高壓電源校準(zhǔn)系統(tǒng)研究[D];華北電力大學(xué)(北京);2015年

7 蘇云司;基于ARM的單細(xì)胞分析儀高壓電源的程控電壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];廣西師范大學(xué);2016年

8 張德卿;輕型高頻高壓電源的研制及其電纜故障測距研究[D];重慶大學(xué);2016年

9 李桂磊;用于電流變體驅(qū)動(dòng)的高壓電源設(shè)計(jì)與研究[D];大連理工大學(xué);2015年

10 胡正樂;高壓電源控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2015年

，

本文編號：952274