基于STM32的多种波形脉冲电源研制

作     者：陈官遥 

作者单位：中国计量大学 

学位级别：硕士

导师姓名：汪伟;甘梓润

授予年度：2018年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：双管正激 H桥逆变 STM32 UC3845 电镀 

摘      要：在电镀行业中,电源设备是作业生产线装置中不可或缺的一部分,传统电镀大部分使用直流电源。随着经济市场快速发展和技术水平的进步,人们对于电镀产品在外观、质量等方面的要求也随之提高。脉冲电源相对于直流电镀有许多优点,通过调整正反脉冲的幅值、个数、频率和占空比,能够改变金属电离子的电沉积过程,致使电镀产品外表光滑均匀、细致紧密。本文详细分析了多种波形脉冲电源的工作原理,在硬件、仿真和软件方面提出了设计方案,并在此基础上研制出了基于STM32的多种波形脉冲电源。本文设计的主电路部分包括了单相整流滤波、DC/DC变换器以及H桥逆变。单相整流采用的是不可控桥式整流方式;为了得到正反方向的脉冲,本文设计了两路可以分别输出正负电压的DC/DC变换器,变换器采用双管正激式拓扑结构,其在小功率应用方面稳定可靠,且电路设计相对简单;通过控制H桥逆变电路上两组MOS管通断产生脉冲。主控芯片方面选择UC3845芯片输出PWM波控制DC/DC变换器上的MOS管通断调节两路输出直流电压电流,使用STM32VCT6单片机实现参数的设置、显示以及控制H桥逆变。其次,在MATLAB和SABER中搭建主电路仿真模型,对电路的可靠性与合理性进行验证、分析和改进。最终设计的脉冲电源要求可以输出以下六种模式:稳压或稳流普通(一正一反)、稳压或稳流单脉冲(只有正)和稳压或稳流脉冲(几正几反),输出电压范围为0V,输出电流范围为0A,输出脉冲个数范围为00个,输出频率范围为0000Hz,输出占空比范围为09.9%。单台直流电源输出功率45W,效率达到70%以上,输出纹波低于300mV。对脉冲电源普通和单脉冲模式进行效率测量,并且控制MOS管开关期间负载输出无尖峰。