基于DSP的逆变式弧焊电源设计

论文摘要

逆变式弧焊电源以多种优势成为当今弧焊电源发展的主流方向,随着DSP的迅速发展,其数字化控制技术更多得以DSP为核心进行研制并且深入发展。本设计选用IGBT作为主电路功率变换器件,以AC-DC-AC-DC为设计思路,选择器件和参数搭建4.5kVA功率等级的逆变式弧焊电源。课题着重对电源控制电路进行了数字化研究。通过分析A/D转换、PWM脉冲信号发生及PID闭环控制等功能的实现方法,详细介绍了逆变控制的实现。同时对PID控制策略作了分析和Matlab仿真。最后,结合硬件电路与软件程序对整机做实验调试,实验结果表明该控制电路达到了预期的效果。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 弧焊电源发展概况
• 1.2 逆变式弧焊电源的特点与发展趋势
• 1.3 弧焊逆变器控制电路的发展
• 1.4 控制算法介绍
• 1.5 课题的研究内容及达到的目标
• 第二章 主电路的设计与计算
• 2.1 主电路的设计思想
• 2.2 逆变电路的设计
• 2.2.1 IGBT 逆变电路拓扑结构的选择
• 2.2.2 逆变电路的计算
• 2.3 输入整流滤波电路的设计
• 2.3.1 整流二极管的计算
• 2.3.2 滤波电容的计算
• 2.3.3 合闸软启动电路的设计
• 2.4 输出整流滤波电路的设计
• 2.4.1 输出整流二极管的选取
• 2.4.2 输出直流电抗器的设计
• 2.4.3 二极管 RC 吸收回路的计算
• 第三章 PID 算法与 Matlab 仿真
• 3.1 PID 控制算法简介
• 3.2 PID 控制原理
• 3.3 Matlab 仿真软件的简介
• 3.4 控制电路的仿真研究
• 3.4.1 PID 参数的确定
• 3.4.2 控制电路的Matlab 仿真
• 第四章 DSP 硬件介绍与控制电路软件设计
• 4.1 DSP 硬件介绍
• 4.1.1 DSP 芯片介绍
• 4.1.2 TM5320LF2407 的硬件资源
• 4.2 控制电路设计思想
• 4.3 控制电路的软件设计
• 4.3.1 控制电路主程序设计
• 4.3.2 控制模块子程序设计
• 4.3.3 外设中断设计
• 4.4 DSP 软件开发环境简介
• 第五章 驱动电路的设计
• 5.1 IGBT 的开关过程分析
• 5.2 门极电阻R G 对驱动电路的影响
• 5.3 IGBT 门极驱动电路的设计要求
• 5.4 门极驱动电路的设计
• 第六章 实验结果与分析
• 6.1 A/D 数字滤波实验
• 6.2 PWM 脉冲波形实验
• 6.3 驱动电路实验
• 6.4 整机调试实验
• 第七章 结论与展望
• 7.1 课题结论
• 7.2 课题展望
• 参考文献
• 致谢
• 学期间发表的学术论文和参加科研情况