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随着电镀技术的发展,人们对电镀层的物理、化学性能要求越来越严格,对电镀速度、质量、能耗等的要求越来越高,迫切需要高性能的稳定的能提供大电流、低电压的电镀电源的出现,以满足不同镀件的工艺需求。本文分析了脉冲电镀电源的发展历史、发展方向和电镀电源基本原理,针对本设计的性能指标要求,设计了一台利用TMS320LF2407A DSP芯片为控制核心,输出电压为18V,输出电流为1000A的高频软开关电镀电源。 在阅读了大量参考文献的基础上,本文针对性能指标给出了电镀电源的整体框图,框图分为硬件主电路模块和控制电路模块两部分。 主电路部分在比较软硬开关优缺点的基础上,设计采用了全桥零电压移向脉宽调制软开关电路结构。从三相电压输入、整流滤波电路、高频变压器和输出滤波整流等几个方面分别进行了详细的分析、计算和设计,同时给出了关键器件的选择依据和计算的结果。确定了开关管采用的是绝缘栅极双极性晶体管IGBT,整流桥模块采用DF150AA160模块、高频变压器采用铁氧体EE55材料、输出二极管采用的是摩托罗拉半导体公司生产的肖特基二极管MBRP400100CT等。同时针对IGBT的基本特性和主电路的设计要求,给出了四路驱动电路,并在电路中增加了高压侧电流保护、负载过流保护、IGBT的过热保护和过欠压保护等保护电路,同时对采集电路也给出了详细的设计,实现了快速准确的跟踪反馈信号,实现可靠的控制IGBT的开通与关断,并利用软开关技术,尽可能的减少开关管的能量损失。 控制部分在给出了TMS320LF2407A DSP芯片的电源给定电路、时钟电路等系统电路的基础上,通过以TMS320LF2407A DSP芯片为控制核心,实现了对输出电压电流等信息的采样、信息处理和驱动反馈控制。在 DSP芯片输出进入驱动电路之前,为了增大驱动能力,采用电平转换芯片74HC245增加驱动能力,升高电压,利用驱动芯片M57962实现对IGBT开关管的开通和关断。同时为了减少电磁干扰,采用了光耦隔离,实现功率部分与控制部分的分开。 电镀电源的进度控制是通过软件程序实现的,初始化完成后根据按键选择控制方式,进而启用闭环控制程序。为了更清楚的表达控制思路,文章给出了主程序、按键、显示、中断、闭环控制和错误报警等的流程图,详细的介绍了控制过程。 最后,本文给出了样机的图样、关键控制点的波形图,并对波形图进行了分析,经实践和实测波形证明,此设计能很好的完成电镀电源的技术性能指标。