电力电子课程设计报告--可逆直流PWM驱动电源

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1、 课课课课程程程程设设设设计计计计说说说说明明明明书书书书（论论论论文文文文） 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： A 学 号： 指导教师： 设计时间： 课程设计任务书课程设计任务书 姓 名： A 院 （系） ： 专 业： 电气工程及其自动化 班 号： 任务起至日期： 年 月 日 至 年 月 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

2、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(要求采用 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

3、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 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

4、分工： 同组设计者：B 分工：A：负责 IPM 接口电路及稳压电源及自举电路部分的设计； B：负责 SG3525 的设计； 焊接工作俩人共同完成。 两人共同完成主电路部分的参数设计及部分调试工作。 指导教师签字 2012 年 07 月 10 日 教研室主任意见： 教研室主任签字_ 年 月 日 1 H 型双极性同频可逆直流 PWM 驱动电源的设计 技术指标：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。驱动系统应具有软启动功能，软启 动时间约为 2s。详细设计要求见附录 2. 1. 整体方案设计 本文设计的 H 型单极性

5、同频可逆直流 PWM 驱动电源由四部分组成：主电路， H 型双极性同频可逆 PWM 控制电路，IPM 接口电路及稳压电源。同时具有软启动 功能，软启动时间为 2s 左右。控制原理如图 1 所示： 脉 宽 调 制 电 路 脉 冲 分 配 电 路 器 件 驱 动 电 路 V 1 V 3 V 2 V 4 L 1 L 2 L 3 M ub2 ub1 ub3 ub4 ui+ 功 率 转 换 电 路 图 1 直流 PWM 驱动电源的控制原理框图 脉宽调制电路以 SG3525 为核心，产生频率为 5KHz 的方波控制信号，占空比 可调。经用门电路实现的脉冲分配电路，转换成两列对称互补的驱动信号，同时具 有

6、5us 的死区时间，该信号驱动型功率转换电路中的开关器件，控制直流永磁电 动机。稳压电源采用 LM2575-ADJ 系列开关稳压集成电路，通过调整电位器，使其 稳定输出 15V 直流电源。 表 1 控制板器件清单 名称参数数量 0.01u2 0.022u1 0.1u3 10K2 20K3 10u/35V3 47u/35V1 100u/35V1 330u/35V1 5.12 1K4 电感330uH1 肖特基二极管IN58193 二极管IN41482 电阻 独石电容 多圈电位器 电解电容 2 2. 主电路设计 2.1 主电路设计要求 直流 PWM 驱动电源的主电路图如图 2 所示。此部分电路的设计包括整流电路 和 H 桥可逆斩波电路。二极管整流桥把输入的交流电变为直流电。四只功率器件构 成 H