哈工大课程设计说明书_可逆直流pwm驱动电源的设计.docVIP

Harbin Institute of Technology 课程设计说明书（论文） 课程名称：电力电子技术 设计题目：可逆直流PWM驱动电源的设计 院 系： 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 设计时间： 哈尔滨工业大学教务处 哈尔滨工业大学课程设计任务书 姓 名： 院 （系）： 专 业： 班 号： 任务起至日期： 2016 年 06 月 11 日至 2016 年 06 月 16 日 课程设计题目： 可逆直流PWM驱动电源的设计 已知技术参数和设计要求： 课程设计的主要任务是设计一个直流电动机的脉宽调速（直流PWM）驱动电源。DC-DC变换器采用H桥形式，控制方式为双极性。 被控直流永磁电动机参数：额定电压20V，额定电流1A，额定转速2000rpm。驱动系统的调速范围：大于1：100，电机能够可逆运行。驱动系统应具有软启动功能，软启动时间约为2s。 工作量： 1）主电路的设计，器件的选型。包括含整流变压器在内的整流电路设计和H桥可逆斩波电路的设计(采用IPM作为DC/DC变换的主电路，型号为PS21564)。 2）PWM控制电路的设计（指以SG3525为核心的脉宽调制电路和用门电路实现的脉冲分配电路）。 3）IPM接口电路设计（包括上下桥臂元件的开通延迟，及上桥臂驱动电源的自举电路）。 4）DC15V 控制电源的设计（采用LM2575系列开关稳压集成电路，直接从主电路的直流母线电压经稳压获得）。 2人组成1个设计小组，通过合理的分工和协作共同完成上述设计任务。设计的成果应包括：用PROTEL绘制的主电路和控制电路的原理图，电路设计过程的详细说明书及焊装和调试通过的控制电路板。 工作计划安排： (学时安排为1周，但考虑实验的安排，需分散在2周内完成) 第1周： 全体开会，布置任务，组成设计小组（每组2-3人），会后设计工作开始。 答疑，审查设计方案，发放器件和装焊工具。 完成焊装工作。 第2周 每人12学时到实验室调试已装焊好的电路板，并完成相关测试和记录。 撰写设计报告。 同组设计者及分工： 电路原理设计： 电路焊接： 电路调试： 数据整理与记录： 课程报告撰写： 指导教师签字 2016 年 06 月 日 教研室主任意见： 教研室主任签字___________________ 年 月 日 *注：此任务书由课程设计指导教师填写 1.主电路设计说明 1.1主电路设计基本结构 主电路基本结构由整流电路和逆变电路构成，基本设计结构如下图所示。 图1 直流PWM驱动电源的主电路原理图 1.2整流部分设计 整流部分由变压器降压模快和整流桥整流模快构成。 1.2.1变压器选择 由于直流电机额定电压20V，额定电流为1A，考虑到二次侧电压经过整流桥和逆变桥的两个IGBT通态压降（2V-3V）以及电路电阻损耗，又因为整流桥输出电压是变压器副边的输入电压的1.1倍左右，因此取变压器副边电压为24V，由此得到变压器的变压比N1：N2=5:1。变压器副边电流一般是直流负载的1.5-1.8倍，由此取副边电流2A，因此变压器的额定功率为48W，即取50W或者100W即可。 1.2.2整流模快设计 整流模快采用4个二极管集成在一起的整流桥模块，由于电机的额定电流为1A，因此每个二极管的正向导通电流有效值为0.7A，采用IN4001硅整流管，其正向导通电流最大值为1A，正向最大导通电压50V。对于整流桥滤波电容的选择，RC=(3~5)T/2，R=U/I=20/1=20，T=1/f=0.02s，解得C=1.5-2.5mF，可选用3mF的电解电容。 1.3逆变部分设计 由于本设计采用双极性PWM控制，逆变的原理图如下 图2 逆变桥原理图