基于DSP控制的微孤氧化脉冲电源设计

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我国的镁金属储量及其产量均居世界第一位,但是国内的镁金属消耗严重不足。因其良好的阻尼减震和电磁屏蔽性能,镁已经成为现代汽车、电子、通讯等行业的首选材料之一。但是其易腐蚀、易磨损、低硬度等问题也很快凸显出来,针对这些问题各种表面处理技术陆续出现。  微弧氧化(Micro-arc oxidation,MAO)又名微等离子体氧化(Micro-plasma oxidation,MPO),是近几年新发展起来的金属表层处理工艺技术。微弧氧化所生成的陶瓷膜具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损和绝缘等优良性能,在航天、航空、汽车、电子和造船等领域都有广阔的应用前景。而电源则是制约微弧氧化技术发展的一个重要因素,传统的电源结构具有体型大,控制精度及工作效率低等问题。所以,本文针对微弧氧化的工艺要求设计一款基于DSP控制的微弧氧化脉冲电源。  脉冲电源是微弧氧化工艺实施的关键环节,直接影响所制备陶瓷层形成及特性。本文设计了基于数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)的大功率、波形可变、频率和占空比等参数可控的脉冲电源。在绪论部分对以往实验研究结果中各项参数的进行研究分析,从而选定合适的参数指标。电源主电路采用EMI滤波电路、不控整流电路、DC-DC变换电路和IGBT斩波逆变电路相结合的方案。数字信号处理器采用TMS320F2812,ARM人机界面采用LPC2119,在电源电路中DSP主控板可以与ARM人机界面通过RS485通信接口电路进行实时通讯。以TMS320F2812DSP控制芯片为核心,本文完成了对IGBT驱动电路、电流电压采样电路、电压故障保护电路、过热检测电路以及控制系统电源电路的设计。以TMS320F2812为核心,本文完成了包括主程序操作、A/D采样、PWM控制和PID控制等控制流程的软件设计。  本课题已完成了各电路板的制作,并对各电路进行组装。通过电源系统硬件平台对电源进行调试,并对调试结果进行分析。本课题完成了电源结构优化和控制精确化,且输出波形良好。
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