高频脉冲电源系统设计.doc

摘要：电镀的主要作用是对产品的表面进行处理，随着工业技术的不断发展，对于镀件工艺的要求不断提高，传统的直流电镀已经无法满足要求。使用脉冲电镀，在关断时间内可以使得阴极镀件有足够时间进行电沉积，可以使镀层更加精细，韧性变强。本文设计出一基于单片机的高频脉冲电镀电源。主电路由整流滤波电路，直流降压斩波电路，全桥逆变电路构成。驱动电路分别使用EXB840和两片IR2110给斩波电路和逆变电路中的开关管提供驱动信号。控制电路部分采用单片机作为控制核心芯片，控制要求是由单片机输出两路PWM波，其中，一路输出的PWM波能够实现占空比五档可调，作为斩波电路的驱动信号，实现降压斩波电路输出电压可调。另一路为频率、占空比均可调的PWM波作为逆变电路的驱动信号，能够实现频率10kHz到80kHz范围内八个档位可调、占空比五档可调。系统具有键盘显示功能和输出频率显示的功能。对主电路各部分使用软件MULTISIM进行仿真，对控制电路部分使用KeilC编程并完成了PROTUES软件仿真。所设计的系统具有原理简单，容易实现的优点。

关键词 高频脉冲；单片机；IGBT；IR2110；电镀

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 高频脉冲技术的优点-1

1.2电镀电源的发展现况与趋势-1

1.3 本课题的研究背景与意义-1

2 电镀高频脉冲电源技术的原理-3

2.1 脉冲电镀的基本原理-3

2.2电镀用高频脉冲电镀电源的基本参数-3

3 电镀用高频脉冲电源主电路设计-5

3.1 主电路开关器件的选择-5

3.2 逆变电路设计-6

3.3共模抑制电路设计-7

3.4 整流滤波电路设计-8

3.5 降压斩波电路设计-9

4基于MULTISIM的主电路仿真-10

4.1 MULTISIM功能和特点-10

4.2 基于MULTISIM主电路设计与仿真分析-10

4.2.1函数信号发生器的设计-10

4.2.2滤波电容的参数选择-11

4.2.3工频变压器参数的选择-11

4.2.4 开关器件IGBT参数设定-12

4.3 仿真结果及波形-12

4.3.1整流电路仿真-12

4.3.2斩波电路仿真-15

4.3.3逆变电路仿真-16

5 驱动控制系统硬件电路设计-17

5.1 基于51单片机控制芯片的控制系统-17

5.1.1核心控制芯片AT89S52-17

5.1.2基于AT89S52的控制系统框图-18

5.1.3键盘输入模块-18

5.1.4显示模块设计-19

5.2 频率实时采集模块设计-20

5.2.1频率采集模块ICM7216-20

5.2.2基于ICM7216的频率采集外围电路设计-21

5.3斩波电路驱动电路设计-22

5.4 逆变电路驱动电路设计-23

5.5过流保护电路设计-24

6 软件设计与实现-26

6.1 软件平台-26

6.2 主程序设计-26

6.3 单片机中定时程序设计-28

6.4 输出PWM脉冲方波程序设计-29

6.5按键输入程序的设计-30

6.6 显示系统程序设计-31

7 基于PROTUES的控制电路仿真-34

7.1 PROTUES功能及其特点-34

7.2 PROTUES控制电路部分仿真-34

7.3 仿真结果及其波形图-35

结论-39

致谢-40

参考文献-41

附录-42