参考论文-仅供参考论文格式用.doc

本科毕业设计论文
论文题目: 基于单片机的单相电机调速系统
——电源电路的设计

作者姓名
指导教师
所在院系
专业班级
提交日期____2009年5月
基于单片机的单相电机调速系统——电源电路

摘要

本文简单介绍了单相电机的工作原理及变频调速原理,同时详细介绍了开关电源的工作原理。基于这些理论设计了相应的电源电路,将200AC电源整流后提供给单片机,并设计了一开关电源作为控制电路和单片机及外围电路的电源。另外根据单相电机的参数,选择合适的驱动芯片和驱动管,实现对单相电机的驱动。完成了原理图和PCB板的设计以及硬件调试。系统成本不高,采用了脉宽调制技术组成的PWM交-直-交变频装置。
关键字:单相电机,变频调速,开关电源,驱动
目录
摘要 I
ABSTRACT II
目录 III
图例 VI
第1章 绪论 1
课题研究的背景 1
国内外研究现状 2
课题研究内容 4
课题研究意义 5
设计方案 6
第2章 开关电源简介 9
开关电源简介 9
开关电源的原理 9
开关电源的三个条件 10
开关电源的种类 10
DC/DC变换 10
AC/DC变换 11
开关电源的选用 12
输出电流的选择 12
接地 12
保护电路 12
开关电源电器可靠性设计 13
供电方式的选择 13
电路拓扑的选择 13
控制策略的选择 13
元器件的选择 14
第3章 电源电路的设计与分析 16
全波整流滤波输入电路 16
桥式整流电路 16
滤波电容的选取 17
开关电源电路 18
IR2153芯片简介 19
TL431简介 21
LM7805简介 24
输出整流滤波电路 25
第4章 驱动电路的设计与分析 26
驱动电路原理图 26
功率驱动单元元器件的选取 27
功率器件 27
接口驱动芯片的选取 28
集成驱动芯片IR2130介绍 29
IR2130驱动芯片的特点 30
IR2130内部结构及其工作原理 31
桥式MOSFET驱动电路 32
电机驱动电路 33
保护电路分析 34
第5章 PCB板的设计 35
元器件的布局 35
电源的设计 36
线路的设计 36
PCB图 37
第6章 硬件调试 39
调试准备工作 39
调试工作 39
调试结果 40
全文总结 44
参考文献 45
附录实物图 47
致谢 48
图例
图1-1 单相电机变频调速原理图 7
图3-1 全波整流滤波电路 16
图3-2 开关电源电路 19
图3-3 IR2153引脚排列图 19
图3-4 IR2153的内部简化功能框图 21
图3-5 TL431封装形式 22
图3-6 TL431功能模块示意图 22
图3-7 改变控制极电压得到阴极电压的实验电路和数据 23
图3-8 TL431阴极伏安特性图 24
图4-1 功率驱动主电路 27
图4-2 IR2130内部结构图 30
图4-3 桥式MOSFET驱动电路 32
图4-4 电机驱动电路 33
图5-1 PCB图 38
图6-1 PWM4和PWM5的波形图 40
图6-2 Q1的1,3引脚间的波形图 41
图6-3 U3-3波形图 41
图6-4 LO1与HO1输出波形图 42
图6-5 M1与M2输出波形图 42
图6-6 IALL输出波形图 43
绪论
课题研究的背景
电机是一种进行机电能量转换或信号转换的电磁机械装置。就能量这个转换的功能来看,电机可分为两大类。第一类是发电机,它是把机械能转换为电能的装置,通过原动机先把各类一次能源蕴藏的能量转换为机械能,然后通过发电机转换电能,经输、配电网络送往各工矿企业、城市、家庭等各种用电场合。第二类是电动机,它把电能转换为机械能,用来驱动各种用途的生产机械和其他装置,以满足人类的不同需求[1]。
三相电机和单相电机原理基本相同,都是电磁原理的应用。只是三相电机的磁场为圆形,可以自启动,单相电机的磁场为脉振磁场,需要增加电容或电阻以及启动线圈使之形成椭圆形磁场,才能启动。另外的区别是使用的电源不同。通常家庭以及没有三相电源的地方使用单