本文所研究的课题为电磁感应加热控制系统的设计与实现。文章介绍了电磁感应加热的工作原理，系统预设功能要求及具体实现方案，分析了系统硬件电路和控制软件设计的整个过程，最终研制出一款功能完备、人机交互友好、工作稳定、性能优良的电磁感应加热系统。 该系统硬件电路部分主要包括主工作电路，IGBT驱动电路，同步电路和功率整定电路，锅具检测电路，电源电路，各种保护电路及主控制电路。保护电路具体包括上电延时保护IGBT，整流桥输出过压保护，IGBT集电极过压保护，市电过压、欠压保护，负荷电流过大保护，IGBT过温保护，锅底过温保护。主控制电路采用三星单片机作为主控芯片，通过调节PWM信号占空比控制输出功率。系统主要实现了功率控制、定时/预约、无锅检测、暂停、异常报警（无锅报警、市电过压/欠压报警、负荷电流过大报警、IGBT温度传感器失效报警、IGBT温度过高报警、锅底温度传感器失效报警、锅底温度过高报警）等功能，设置了6个按键可供用户操控，配置的液晶显示屏可以实时显示系统当前状态信息。 该系统控制软件设计部分，依据模块化程序设计思想，把系统预设功能需求划分为各个功能模块，然后分别设计了各功能模块的软件，最终完成了系统控制软件的设计。实现了系统的智能化，包括功率自动调节匹配，锅具自动检测，定时控制，预约时间到自动开机，异常自动保护报警，液晶屏实时显示系统状态信息。经过反复对系统软硬件联调，测试系统性能，结果表明本控制系统运行安全、稳定、可靠，达到了设计要求。
上传时间： 2022-06-09
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在液体中发射足够大的超声波能量，液体会产生“空化效应”。“空化效应”是将超声频的振动加到清洗液中，液体内部会产生拉伸和压缩现象，液体拉伸时会产生气泡，液体压缩时气泡会被压碎破裂。超声波清洗的原理就是在清洗液中产生“空化效应”，气泡的产生与破裂产生强大的机械冲击力，用以清除物体表面的杂质、污垢和油腻。超声波清洗机的清洗速度快，可提高生产效率；操作实现自动化，不须人手接触清洗液，安全可靠，且节省人力；微小的气泡可以到达特殊造型的零部件深处，对深孔、细缝和工件隐蔽处亦可清洗干净，所以超声清洗应用更为广泛；清洗效果好，清洁度高且全部工件清洁度一致，实验显示，利用超声波清洗技术，可得到比风吹、浸润、蒸汽和刷子清洗更好的清洗效果。使用超声波达到清洗目的，需要有容器与清洗液、超声波换能器、超声波电源。超声波换能器是产生超声场的部件，超声波电源用以驱动超声波换能器，向其提供能量，使之产生超声场。通常的超声波清洗机是在匹配电路上加占空比为50%的交流方波信号。本设计采用频率自动跟踪的方式来使超声波换能器处于谐振，满足超声波电源与超声波换能器工作在最佳状态，使得整机达到最佳工作效率。功率检测电路调节脉冲电压的脉宽来改变超声波发生器的输出功率，以实现功率恒定。本文结合超声波电源发展的现状，并针对超声波清洗机对超声波电源的具体要求，提出了电源主电路和控制电路基本结构方案。并对电源的主电路和控制电路进行了理论设计和参数估算。设计了整流滤波电路、移相全桥变换器电路、功率控制电路、频率跟踪电路、匹配电路、驱动和保护电路等。文中还介绍了移相全桥的特点，具体分析了移相全桥变换的工作过程，并对移相全桥电路进行了相应的参数设计。文章最后应用PSPICE软件对整个系统进行了仿真分析，对理论设计进行修正。结果表明系统设计可行，性能指标基本可以满足设计要求。
上传时间： 2022-06-18
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随着微电子技术在汽车控制系统中的广泛应用，汽车总成中电子系统的作用显得越来越重要，这种发展态势对汽车发电系统提出了更高的要求。汽车电压调节器是汽车发电系统的心脏部件，优质的电压调节器是保证汽车电子系统高可靠性的重要前提。本文通过对大量电子电压调节器的分析，提出了新的电压调节器电路。在调节器的具体实现形式上采用单芯片集成方式，使其在电压调节精度、体积、重量及耐振性等方面均优于普通电子电压调节器。文中还详细分析了电压调节器的的工作原理和电路结构，分块设计了芯片内部各个功能模块，包括取样电路、电压基准源、误差放大器、保护电路和调整晶体管，给出所有晶体管级电路图，并对各功能模块进行Spice模拟验证，模拟的结果及分析也一并给出。最后根据元器件在电路中的作用确定器件单元版图结构，并介绍了版图设计过程关键词：汽车电子；调节器；调整管：双极工艺汽车工业是一种高度综合性的产业。现代汽车的发展形成了以计算机为顶端，半导体元器件为基础，光电测试为手段，集成电路为原料的新格局。近几年以来电子点火，电子显示，数字检测，电子转向，电子钟，电子音响，电磁操纵，空调等电子产品在我国汽车上得到了很大的发展和应用[2]，这种发展态势对汽车发电系统提出了更高的要求，具体地说，用电系统不仅需要更大的供电能力，而且要求有更高的供电可靠性和供电质量。作为一个能满足这些要求的发电系统，除了高性能的发电机及可靠的整流装置外，还必需配备有高品质的电压调节器。为此，国内外有关研究机构及学者十分重视新型电子电压调节器的研究与开发.汽车发电系统的工作环境十分恶劣。相应地，对作为其关键部件之一的电压调节器的要求也很高。除要求电压调节器具有优良的电压调节性能外，还有许多特殊的要求，如强的耐震性，宽的工作温度范围，耐化学腐蚀以及能承受超负荷状态下的高压、大电流冲击等.
上传时间： 2022-06-19
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低压差线性稳压器（Low Dropout Voltage Regulator，LDO）属于线性稳压器的一种，但由于其压差较低，相对于一般线性稳压器而言具有较高的转换效率。但在电路稳定性上有所下降，而且LDO有着较高的输出电阻，使得输出极点的位置会随着负载情况有很大关系。因此需要对LDO进行频率补偿来满足其环路稳定性要求。内容安排上第一节首先简单介绍各种线性稳压源的区别：第二节介绍LDO中的主要参数及设计中需要考虑折中的一些问题；第三节对LDO开环电路的三个模块，运放模块，PMOS模块和反馈模块进行简化的小信号分析，得出其传输函数并判断其零极点：第四节针对前面分析的三个LDO环路模块分别进行补偿考虑，并结合RT9193电路对三种补偿方法进行了仿真验证和解释说明。该电路主要包含基准电路以及相关启动电路，保护电路（OTP，OCP等），误差放大器，调整管（Pass Element）和电阻反馈网络。在电路上，通过连接到误差放大器反相输入端的分压电阻对输出电压进行采样，误差放大器的同相输入端连接到一个基准电压（Bandgap Reference），误差放大器会使得两个输入端电压基本相等，因此，可以通过控制调整管输出足够的负载电流以保证输出电压稳定。电路所采用的调整管不同，其Dropout电压不同。以前大多使用三极管来作为稳压源的调整管，常见的有NPN稳压源，PNP稳压源（LDO），准LDO稳压源，其调整管如图2所示，其Dorpout电压分别是：VoRop=2VBE+ Vsr-NPN稳压源VoRоP =VsurPNP稳压源（LDO）VDRoP=VE + Vsur-准LDO稳压源
上传时间： 2022-06-19
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本文以超音频串联谐振式感应加热电源为研究对象，应用锁相环和PID技术，采用数字信号处理器（DSP）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）联合控制的数字化技术实现感应加热电源的频率跟踪和0~1800自由移相调功，为感应加热电源系统的数字化、信息化、柔性化、智能化控制提供了优质、可靠的技术基础。论文首先介绍了感应加热的基本原理及感应加热技术的发展动态。然后通过对感应加热电源中的主电路拓扑进行分析，比较串联谱振逆变电路与并联谐振逆变电路的优缺点，选择了更适合超音频感应加热电源的串联语振主电路。在确定了设计方案后，详细分析了电源的主电路结构并进行了系统各组成部分器件的参数计算和选取。通过对锁相环原理进行了分析，提出一种基于DSP的数字锁相环（DPLL）的实现方法。论文在分析和对比了感应加热电源的各种调功方式后，选择了移相调功对感应加热电源进行恒流调节。通过两种硬件方案的对比，确定了一种最佳方案，实现了基准臂与移相臂之间移相角的数字控制信号的产生。论文搭建了以TMS320LF2407A为控制核心的硬件控制平台。包括了采样电路、保护电路、驱动电路、显示电路等外围电路。在此基础上编制了系统的程序，完成了样机，并对其进行了整机联调，给出了电源的实测波形。实验结果证明基于DSP的DPLL完全可以胜任超音频的频率跟踪，系统硬件电路可靠，程序运行良好。
上传时间： 2022-06-19
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当前世界能源短缺以及环境污染问题日益严重，这些问题迫使人们改变能源结构，寻找新的替代能源。可再生洁净能源的开发愈来愈受到重视，太阳能以其经济、清洁等优点倍受青睐，其开发利用技术亦得以迅速发展，而光伏水泵成为其中重要的研究领域。本文针对采用异步电机作为光伏水泵驱动电机的光伏水泵系统，详细介绍了推挽DC/DC升压电路、DC/AC IPM模块逆变电路、及基于dsPIC30F2010的控制电路等，并制作了一台试验样机。同时围绕多种最大功率跟踪方法展开研究，设计了最大功率跟踪程序。论文的主要工作如下：1）设计了DC-DC推挽升压电路，并通过加入TPS2812改进了推挽功率MOS管的驱动电路；2）研究分析了光伏水泵系统最大功率跟踪控制，通过Matlab对多种MPPT方式进行了仿真，确定系统采用黄金分割法最大功率跟踪方式；3）采用SVPWM调制技术，实现了系统的稳定快速跟踪控制：4）采用IPM模块作为逆变器主电路，大大简化了逆变器驱动电路和保护电路设计，缩小了系统体积，提高了效率和系统的可靠性；5）采用徵芯公司的dsPIC20F2010作为主电路的控制核心，并设计了包括W"保护电路在内的外围电路和相关的软件；6）详细介绍了系统主电路各元件参量的选择和设计；7）在样机上进行了不同负载下的试验，给出了试验波形和效率测试结果，验证了本系统的可靠性和高效性。
上传时间： 2022-06-20
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在当今能源短缺的情况下，电动车的发展变的尤为重要。车用电机控制器是电动汽车的最关键的部分之一，受到了国内外学者的高度重视，近些年来发展也非常迅速。永磁同步电动机因有高效率、高功率密度、调速性能好等优点，被用作电动汽车驱动电机，对其控制方法的研究很有意义.IGBT是永磁同步电机控制器的核心部件，然而IGBT驱动效果的好坏对电机驱动的安全性和可靠性有非常大影响，所以对IGBT驱动技术的研究很意义。本文首先对永磁同步电机建立了数学模型，并介绍了矢量控制方法和空间矢景脉宽调制（SVPWM）技术，并在MATLAB/Simulink环境下对SVPWM进行仿真。本论文以TMS320F2812为主控芯片，在该控制器中还包括了电源电路、信号检测电路和保护电路等，在论文中对每一硬件部分做了详细的介绍，分析了每个电路的功能和作用。同时介绍了软件流程，重点介绍了中断部分的软件流程，并对位置信号处理和校正做了详细说明，在硬件电路中着重分析了驱动电路部分。对IGBT的选型做了详细的介绍，并对驱动电路的要求做了进一步的说明。在本论文中驱动芯片选用的是HCPL-316J，it IGBT开通和关断所需的+15V和-5V电压，由所设计的开关电源电路提供。同时对IGBT的通态损耗和开关损耗做了分析，并对引起损耗的参数做了分析说明。最后为了验证控制器的特性，在实验台架上做了大量的实验，验证了控制器的整体方案的设计。通过实验证明该控制器能够在电动车中可靠运行。
上传时间： 2022-06-21
上传用户：zhaiyawei
本文把所研制的IGBT驱动保护电路应用在电磁感应加热系统上，并且针对注塑机的特点设计了一款电磁感应加热系统。其中包括整流滤波电路、半桥逆变电路、控制电路、驱动电路和温度、电流等检测电路。本文的另一个重点分析了IGBT对驱动保护电路的要求，并且研制了一种单管IGBT驱动保护电路和一种IGBT半桥模块驱动保护电路。单管1GBT驱动电路的功能比较简单，只具有软关断和过流保护功能。而IGBT半桥模块驱动保护电路功能比较多，具有软关断、互锁、电平转换、错误信号电平转换、过流保护、供电电压监视、电源隔离和脉冲隔离电路等保护功能，适用于中大功率的IGBT半桥模块驱动。在电磁感应加热部分介绍了电磁感应加热的工作原理，分析了串并联谐振逆变器的拓扑结构和特点。根据注塑机的实际应用设计了两款主电路的拓扑结构，一款是针对小功率部分加热的拓扑结构，是单管IGBT的拓扑结构，另一款是针对中大功率加热部分的半桥IGBT拓扑结构。另外介绍了电磁感应加热的控制电路以及采用模糊PID算法对注塑机料筒进行温度监控调节。最后通过对系统的仿真和实验调试表明整个感应加热系统满足实际应用要求，运行可靠，适合于再注塑机行业中推广。最后，总结了本文的研究内容，并在此基础上对以后的工作做出了简单的展望。
上传时间： 2022-06-21
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变频器是指利用电力电子器件将工颊的交流电源变换为用户所需频率的交流电源，它分为直接变频（交一交变频）和间接变频（交一直-交变频），间接变频技术在稳频稳压和调频调压的利用率以及变频电源对负载特性的影响等方面，都具有明显的优势，是目前变频技术领域普遍采取的方式，本课题所研究的正是间接变频中的脉宽调制（PWM）变频器技术由于IGBT器件的开关速度很快，当IGBT关断或绩流二极管反向恢复时会产生很大的di/dr，该dild在主电路的布线电感上引发较大的尖峰电压（关断浪涌电压）.在采用PWM开关控创模式的IGBT变频器中，IGBT的开关状态不但与PWM脉冲有关，还与变频器主电路元器件及负载特性有很大关系，为了确保IGBT安全可靠的工作，有必要进一步分析主电路和缓冲电路各器件的工作情况和接相过程，以期设计出有效的IGBT保护电路。本文推导了两电平PWM三相变频器的数学模型，对变频器主电路的换相过程及缓冲电路的工作方式利用PSIM软件进行了细致的仿真分析，同时也仿真研究了布线电感及缓冲电路各参数对1GBT关断电压的影响；详细介绍了变频器所包含的各电路环节的理论基础及设计过程：并在大量的文献资料和相关仿真分析的基础上推导出套级冲电路器件参数的计算公式，实践表明计算结果符合要求并取得了良好的效果。经过大量的实验和反复的改进，并给出了调试结果及变频器的额定输出电压、电流波形。通过将试验结果与理论外析进行比较验证，证明了理论分析的合理性，本文所研究设计的变频器性能稳定，运行可靠，完全满足设计要求.
上传时间： 2022-06-21
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本文以感应加热电源为研究对象，阐述了感应加热电源的基本原理及其发展趋势。对感应加热电源常用的两种拓扑结构-电流型逆变器和电压型逆变器做了比较分析，并分析了感应加热电源的各种调功方式。在对比几种功率调节方式的基础上，得出在整流侧调功有利于高频感应加热电源频率和功率的提高的结论，选择了不控整流加软斩波器调功的感应加热电源作为研究对象，针对传统硬斩波调功式感应加热电源功率损耗大的缺点，采用软斩波调功方式，设计了一种零电流开关准诺振变换器ZCS-QRCs（Zero-current-switching-Quasi-resonant）倍频式串联 振高频感应加热电源。介绍了该软斩波调功器的组成结构及其工作原理，通过仿真和实验的方法研究了该软斩波器的性能，从而得出该软斩波器非常适合大功率高频感应加热电源应用场合的结论。同时设计了功率闭环控制系统和PI功率调节器，将感应加热电源的功率控制问题转化为Buck斩波器的电压控制问题。针对目前IGBT器件频率较低的实际情况，本文提出了一种新的逆变拓扑-通过IGBT的并联来实现倍频，从而在保证感应加热电源大功率的前提下提高了其工作频率，并在分析其工作原理的基础上进行了仿真，验证了理论分析的正确性，达到了预期的效果。另外，本文还设计了数字锁相环（DPLL），使逆变器始终保持在功率因数近似为1的状态下工作，实现电源的高效运行。最后，分析并设计了1GBT的缓冲吸收电路。本文第五章设计了一台150kHz，10KW的倍频式感应加热电源实验样机，其中斩波器频率为20kHz，逆变器工作频率为150kHz（每个IGBT工作频率为75kHz），控制孩心采用TI公司的TMS320F2812 DSP控制芯片，简化了系统结构。实验结果表明，该倍频式感应加热电源实现了斩波器和逆变器功率器件的软开关，有效的减小了开关损耗，并实现了数字化，提高了整机效率。文章给出了整机的结构设计，直流斩波部分控制框图，逆变控制框图，驱动电路的设计和保护电路的设计。同时，给出了关键电路的仿真和实验波形。
上传时间： 2022-06-22
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