电力电子装置与系统课程设计.pdfVIP

华北水利水电大学 电子科学与技术 陶志豪 华北水利水电大学 《电力电子装置及系统》 课程设计 题目基于STM32高频开关电源的初步设计 学 院 电 力 学 院 专 业 电子科学与技术 姓 名 陶 志 豪 学 号 201312227 指导教师 常 继 远 完成时间 2016.11.25 华北水利水电大学 电子科学与技术 陶志豪 基于STM32 高频开关电源的初步设计 摘要 随着时代的进步和科技的发展，电子设备已经趋于大众化，给我们带来极大方便。 在智能设备中，单片机占有很高地位，其中STM32 单片机备受人们喜爱，以STM32 位 主控芯片的各种智能设备极其广泛。随着智能设备的发展，其对电源的需求越来越高， 不仅仅要求电源质量的优越，在小型化上要求越来越高。本高频开关电压源，主要基于 STM32F103 芯片设计，极大利用单片机内部资源，为其他32 位单片机提供电源设计方 案。 本设计由主电路、驱动电路、控制电路三大部分组成。另外，为了实现高集成，本 次采用高频变压器进行变压；其次，通过逆变电路得到高频矩形波，然后通过整流滤波 得到的直流电压的信号质量将会更加优越。PWM 控制电路采用单片机内置ADC 采样模 块，采集输出电压信号并将采集到的电压量与参考电压进行比较，通过调节PWM 输出 的占空比，实现PWM 的控制。驱动电路采用IR2110 驱动芯片，通过接收单片机传输过 来的PWM 信号，从而实现对主电路4 个开关管的驱动控制，而且，IR2110 芯片有光电 隔离和电磁隔离，不需要再外加隔离芯片保护。 关键词：高频变压； 整流逆变； 光电隔离； A/D 转换； PWM。 第 1 页 共 29 页 华北水利水电大学 电子科学与技术 陶志豪 目录 摘要1 第1章 绪论4 1.1 本课题研究背景 4 1.2 本课题研究的意义 5 1.3 本课题主要研究内容 5 第2章 设计方案7 2.1 设计思路 7 2.2 方案论证 7 2.3 系统方案 8 第3章 硬件设计10 3.1 硬件总体框图 10 3.2 主电路设计 10 3.2.1 整流、滤波电路 10 3.2.2 逆变电路 11 3.2.3 高频变压电路 12 3.2.4 低压整流输出电路 13 3.3 驱动电路设计 14 3.4 控制电路设计 16 3.4.1 单片机系统设计 16 3.4.2 PWM 产生设计 18 3.4.3 采样电路设计 19 3.5 辅助电源电路 22 第4章 软件设计24 4.1 PWM 产生控制 24 4.2 AD 采样设计 25 4.3 逆变控制 26 总结27 第 2 页 共 29 页