雙向電流脈沖電源

1、電信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題目類型 工程設(shè)計雙向電流脈沖電源的設(shè)計一、選題背景及依據(jù)（簡述題目的技術(shù)背景和設(shè)計依據(jù)，說明選題目的、意義，列出主要參考文獻）等離子體增強電化學(xué)表面陶瓷化(PECC)技術(shù)是一種“綠色”的輕合金表面處理新技術(shù)。大功率專用電源是PECC產(chǎn)品生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，目前在PECC技術(shù)中應(yīng)用的電源多為單向脈沖。但是隨著對PECC產(chǎn)品質(zhì)量如表面膜層致密性、膜層厚度等要求的提高，需要PECC電源能夠提供雙向脈沖電流，且要求對脈沖電流幅值進行閉環(huán)控制，以適應(yīng)其相應(yīng)的工藝要求。1.可靠性強，保證設(shè)備安全運行，減少故障發(fā)生。2.打弧速度快,脈沖電源的輸出特性，自身就有抑制電弧迅速發(fā)展的

2、特點，由于IGBT開關(guān)響應(yīng)速度極快，這更利于我們一旦發(fā)現(xiàn)弧光放電就立即關(guān)斷電源，然后重新點燃電源，這些工作均在幾十微秒內(nèi)完成。6控制方式分為近控或遠程控制(PLC分體式)、多臺集群控制，操作簡單方便。7節(jié)能。設(shè)計主要的技術(shù)指標(biāo)為：脈沖電流頻率：10001500HZ連續(xù)可調(diào)北京航空航天大學(xué)出版社；電子工業(yè)出版社，5、電力電子電路精選：常用元器件實用電路設(shè)計實例社，1996.10鄭瓊林，耿文學(xué)編著北京：電子工業(yè)出版8、電力電子設(shè)備設(shè)計和應(yīng)用手冊 王兆安, 張明勛主編；中國電工技術(shù)學(xué)會電力電子學(xué)會組編北京：機械工業(yè)出版社，20029、電氣工程及其自動化專業(yè)英語 戴文進主編；楊植新副主編 北京：電子工

3、業(yè)出版社，2004.810、電氣工程制圖 錢可強等主編 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.811、電力電子技術(shù)（期刊）12、DM Divan.resonant DC Link Converter-A New Concept in State Power Conversion, IAS8613、Unittrode Integrated Circuits Crop. Producct and Applications Handbook.1995-1996二、主要設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計思想、解決的關(guān)鍵問題、擬采用的技術(shù)方案及工作流程該電源設(shè)計需要的控制系統(tǒng)以美國 Microchip 公司的 PIC16F877

4、 作為控制核心；采用三相全控整流電路，整流橋選用 SCR 作為功率元件；采用單相橋式逆變電路，逆變橋功率元件選用 IGBT。使得設(shè)計有了一定的局限性。本設(shè)計主要由三相全控整流橋、直流濾波電容器、脈沖變換器、脈沖變壓器和控制單元組成。三相交流電經(jīng)三相全控整流橋后變?yōu)殡妷嚎煽氐闹绷髅}沖電壓，再經(jīng)直流濾波電容器之后變?yōu)槠街钡闹绷麟妷?。該直流電壓通過脈沖變換器后變?yōu)槊}沖電壓，脈沖電壓經(jīng)脈沖變壓器二次繞組加于負載電阻后產(chǎn)生脈沖電流。目前采用的整流器大多用晶閘管相控整流或二極管整流加電容濾波的方式。整流器部分看似簡單，但在設(shè)計中有許多地方需要考慮：1、開關(guān)器件的使用提高了電路成本，降低了可靠性，降低了成本

5、，提高可靠性是必須的。2、開關(guān)頻率的提高增加了開關(guān)損耗，降低了電路效率，以及電抗器鐵芯的鐵耗導(dǎo)至的損耗的曾加，效率的降低，因此，需要盡快研究出提高電路效率的方法。3、器件在大電流、高電壓情況下，通斷時產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾，影響通訊，辦公設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。因此，必須找到解決燥聲和濾波的方案。4、為達到更高的控制精度，控制算法會更難，提高電路的智能化，本次設(shè)計用 PIC控制部分的主要功能是給主電路的功率器件提供觸發(fā)脈沖，包括控制電路、驅(qū)動電路以等，還要實現(xiàn)頻率調(diào)節(jié)等功能。根據(jù)主電路的選擇，在對電流脈沖進行閉環(huán)控制的時候容易出現(xiàn)算法錯誤，致使電源出錯。此外如何給 IGBT 發(fā)脈沖也是一個需要解決的問題。當(dāng)交流側(cè)為阻感負載時需要提供無功功率，在直流側(cè)電感起緩沖無功能量的作用。主電路主要由交流進線斷路器、交流接觸器、交流進線電抗器、快速熔斷器、三相橋式整流電路、直流濾波電容、脈沖變換器和輸出脈沖變壓器組成。由于該電路的電流頻率和占空比都是可調(diào)的。因此，整流部分采用了可控橋，脈沖變換器中功率器件必須為快速電力電子器件。如下圖所示，電源主電路圖，當(dāng)輪流給 V1、V3 和 V2、V4 驅(qū)動信號時，得到雙向電流脈沖，改變驅(qū)動信號的頻率，即可改變輸出脈沖頻率；通過改變直流脈沖信號的寬度來改變占空比的大小。而其中交流斷路器 Q1 對整個電源的過電流故障起保護作用，交流接觸器 KM1 用以自動供