基于STM32的微弧氧化电源的研究与实现
本文关键词：基于STM32的微弧氧化电源的研究与实现
【摘要】：微弧氧化是一种在镁、铝、钛及其合金表面原位生长出氧化膜层的新技术。利用该技术生长的氧化膜层与基体结合牢固,结构致密,韧性高,具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温冲击和电绝缘等特性。研究微弧氧化技术的一大关键是研究微弧氧化电源。微弧氧化电源的性能直接影响着氧化膜层性能的好坏。本文根据电源的技术要求,设计实现了一个以STM32微控制器为核心的微弧氧化电源,并对提高微弧氧化电源的效率进行了探讨研究,具体工作内容如下:首先,介绍了微弧氧化技术和微弧氧化电源发展的过程与现状,并指出了微弧氧化电源的发展方向。又详细介绍了微弧氧化技术的工艺特点、电源主电路的结构以及对电源控制系统的要求。其次,完成了电源软件和硬件的设计,并按所做设计调试了电源电路。硬件电路的设计主要包括主电路和控制系统电路的设计。软件的设计主要包括驱动程序、采集程序、保护程序、人机界面程序的编写。再次,在验证电源功能的基础上,针对提高电源效率引入软开关技术。详细介绍了软开关和硬开关的原理,根据软开关和硬开关的实验结果分析了开关管的开关特性和电源输出功率,验证了软开关在一定条件下可以提高电源的效率。最后,对课题的研究结果给出了总结与展望,并指出了工作中的不足之处。
【关键词】：微弧氧化电源 效率 STM32 软开关
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG173
【目录】：
- 摘要5-6
- Abstract6-10
- 第1章 绪论10-18
- 1.1 课题的研究背景及意义10
- 1.2 微弧氧化技术10-12
- 1.2.1 微弧氧化技术的发展过程11-12
- 1.2.2 微弧氧化技术的工艺特点12
- 1.3 微弧氧化电源12-16
- 1.3.1 微弧氧化电源的发展过程12-16
- 1.3.2 电源控制器的研究16
- 1.4 本文的主要内容和结构安排16-18
- 第2章 微弧氧化电源的电路设计18-35
- 2.1 电源总体设计方案18-19
- 2.1.1 微弧氧化电源的技术要求18-19
- 2.1.2 总体设计方案19
- 2.2 电源主电路19-27
- 2.2.1 整流滤波电路20-22
- 2.2.2 开关器件的选取22-23
- 2.2.3 高频变压器的设计23-25
- 2.2.4 逆变电路的选取25-27
- 2.3 电源主控系统27-33
- 2.3.1 电源控制系统的技术要求27-28
- 2.3.2 电源控制系统的结构28-29
- 2.3.3 单片机最小系统29
- 2.3.4 驱动电路29-31
- 2.3.5 电压电流采集电路31-32
- 2.3.6 通讯电路的设计32-33
- 2.3.7 保护电路的设计33
- 2.4 本章小结33-35
- 第3章 电源系统软件设计35-43
- 3.1 控制系统主程序35-39
- 3.1.1 PWM程序设计36-37
- 3.1.2 AD采集程序设计37-38
- 3.1.3 保护程序设计38-39
- 3.2 人机界面的设计39-42
- 3.2.1 上位机系统主程序40
- 3.2.2 VISA串口配置40-41
- 3.2.3 数据采集及报警显示程序41-42
- 3.2.4 上位机界面显示42
- 3.3 本章小结42-43
- 第4章 硬件电路的搭建与调试43-49
- 4.1 电源硬件电路的搭建43
- 4.2 脱机调试43-45
- 4.2.1 单片机输出波形44
- 4.2.2 KP101输出波形44-45
- 4.3 联机调试45-48
- 4.4 本章小结48-49
- 第5章 软开关在微弧氧化电源中的应用49-58
- 5.1 硬开关与软开关的介绍49-50
- 5.2 硬开关电源电路的模型建立50-52
- 5.2.1 硬开关电源电路的仿真分析51-52
- 5.3 软开关电源电路的模型建立52-54
- 5.3.1 软开关电源电路的仿真分析53-54
- 5.4 硬开关与软开关的对比分析54-56
- 5.5 本章小结56-58
- 结论58-59
- 参考文献59-62
- 致谢62
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本文编号：1067068
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