20KHZ、90KVA逆变点焊电源的研究

摘要

现代逆变电源向着高频率、低电压、大电流方向发展。电阻焊电源具有低电压、大电流的特点，目前逆变电阻焊电源的逆变频率主要在1K～5KHZ之间，本课题研制的逆变点焊电源在90KVA的功率等级下将逆变频率提高到20KHZ，为逆变电源的发展提供了有益的借鉴。 本文对一体式变压器进行了研究。参考平板变压器的结构，将变压器的结构扁平化。研制出来的变压器在20KHZ的逆变频率下，其铁芯高度为33mm，宽度为84mm，工作截面积为332mm2，铁芯重量为1．2kg。同时设计与之配合的水冷散热系统，将扁平型的变压器铁芯和原端线圈紧紧夹在水冷散热器之间，次级采用间接水冷散热，同时散热器承担传输次级电流的作用。这样设计提高了散热效果，与现有中频一体式变压器相比，简化了制作工艺。本课题还研制了逆变点焊电源的逆变器，采用UC3856作为核心控制芯片，以300A的IGBT为开关管，整体电源工作稳定，能输出所需的大电流。基于以上的设计，本课题完成了一台逆变频率20KHZ，工作电流12KA，小体积的逆变点焊电源。结构紧凑合理，功能单元模块化，器件少，制作工艺简单，大大增加了其适用范围，为进一步商品化提供很好的参考。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1课题研究背景

1.2逆变电源的发展现状

1.2.1 国外逆变点焊电源的发展现状

1.2.2 国内逆变点焊电源的发展现状

1.3本课题的研究内容

第2章 点焊电源的硬件系统设计及工作原理

2.1 点焊电源主功率系统设计

2.1.1 点焊电源主电路拓扑结构

2.1.2变压器的设计

2.1.3次级整流电路设计及工作原理

2.1.4整流电路的连接结构

2.1.5整流二极管的选择

2.1.6输入整流滤波电路的设计

2.2电源控制系统硬件电路设计

2.2.1 电流模式控制的特点及芯片UC3856简介

2.2.2移相电路

2.2.3驱动电路

2.2.3保护电路

2.2.4采样电路

2.2.5斜坡补偿电路

2.3单片机控制系统设计

2.3.1 ADuC812单片机简介

2.3.2 ADuC812单片机最小系统

2.4人机界面设计

2.4.1 BC7281B简介

2.4.2界面功能设计

2.4.3人机界面电路设计

2.5本章小结

第3章 控制系统软件设计

3.1 软件开发环境简介

3.2控制系统软件功能及结构设计

3.3控制系统主程序设计

3.3时序控制子程序设计

3.4本章小结

第4章 电磁兼容的问题

4.1 逆变点焊电源的主要干扰源

4.1.1基本整流器的干扰

4.1.2变压器型功率转换电路的干扰

4.1.3大电流传输线的干扰

4.2硬件抗干扰设计

4.2.1 主电源与控制电源输入抗干扰设计

4.2.2接地

4.2.3 PCB板的抗干扰设计

4.3软件抗干扰设计

4.3.1软件陷阱设计

4.3.2 “看门狗”技术

4.4本章小结

第5章 系统的调试及实验结果

5.1实验设备及方法

5.2控制系统脱机调试

5.2.1移相电路的输出

5.2.2 PWM脉宽信号的输出

5.3整机调试

5.3.1 变压器短路电流

5.3.2 变压器输入、输出波形

5.3.3 电源输出电流波形

5.4系统评价

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢