H桥直流可逆斩波器设计与实验

《电力电子技术》课程三级项目

项目名称：H桥直流可逆斩波器设计与实验

指导教师：

班级、组次：

课题组成员：

2019年12月

项目分工及组内评分表

填表要求：如实填写项目的组内分工（每人完成的百分比或者每人负责的内容），并按ABCD四档评分，A档不能超过两个，每一档都必须

H桥可逆斩波器设计

（燕山大学电气工程学院）

摘要：设计H桥可逆斩波电路的控制电路及驱动电路，通过驱动电路控制主电路晶闸管的开通与关断，通过控制电路输出不同的方波，来控制电压占空比和电流的方向及电机的转速与转向，此外，对主电路的直流电压的参数，晶闸管的型号进行选取来完成直流电机的驱动。

1 前言

基于H桥可逆斩波电路，设计相应的控制电路及驱动电路来控制H桥可逆斩波电路的晶闸管的开通与关断，进而控制电机的正转与反转，实现直流电机的四象限运行。在电气时代的今天，电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用。无论是在工农业生产、交通运输、国防、航空航天、医疗卫生、商务与办公设备中，还是在日常生活的家用电器中，都大量地使用着各种各样的电动机。随着交流调速的迅速发展，交流调速技术越趋成熟，以及交流电动机的经济性和易维护性，使交流调速广泛受到用户的欢迎。但直流电动机调速系统以其优良的调速性能仍有广阔的市场。

直流电机是广泛应用于电动汽车、数控机床和家电等领域的重要器件。采用MOS管和专用栅极驱动芯片搭建H桥式驱动电路, 主控电路基于ARM 微处理器, 利用PWM方波通过控制电枢电压的大小占空比从而调节电机速度, 以及利用霍尔电流传感器检测电机电流大小监测电机运行情况, 从而达到稳定、精细、准确地控制无刷直流电机的正常运行。H桥式电路可以实现无刷直流电机正反运转, 并且工作稳定、功耗小、效率高, 实现了无刷直流电机稳定可靠软启动和平稳精细调速控制。

直流电动机制动性能与起动性能都较为理想, 而且能够实现大范围的平滑调速, 因而在电力拖动领域中的应用十分常见。以控制角度分析, 直流电机调速也成为交流拖动系统的重要基础。

在当下的生活中电动机已经越来越不可或缺。电动机广泛的存在于各个工业、农业、电子信息产业等众多的领域之中。其中，电动机的正反转具有了十分重要的现实意义。例如：汽车车轮的正转与倒转、塔吊机的上升与下放甚至于轮船的螺旋桨等等这些都需要电动机的参与。以前电动机大多使用继电器实现双向转动以及由模拟电路组成的控制矩阵进行控制，现利用PWM方波通过控制电枢电压的大小占空比从而调节电机速度, 以及利用霍尔电流传感器检测电机电流大小监测电机运行情况, 从而达到稳定、精细、准确地控制无刷直流电机的正常运行。H桥直流可逆斩波器是目前直流调速的主要设

备，广泛应用于各个工程领域，在电力电子领域中发挥着极其重要的作用。

2.主电路原理

二极管整流桥把输入的交流电变为直流电。四只功率器件构成H桥，根据脉冲占空比的不同，在直流电机上可得到正或负的直流电压。

主电路作为电能变换的功率平台已事先已经由学校做好做好，因此主电路部分只需要进行理论设计，而不用实际制作。

主电路设计原理图如图1所示。该电路由两部分构成：单相不控桥式整流电路和全桥全控可逆斩波电路。交流市电220V经变压器降压后通过四只二极管构成的整流桥整流为直流电，经电容滤波后可作为直流电压源，作为主电路的工作电源及控制电路的稳压电源输入电压。闭合开关S1、S2，四只功率器件（如IGBT）构成的H桥斩波电路在PWM脉冲驱动信号控制下，根据占空比的不同，在电机两端产生或正或负、电压值不等的驱动电压，从而控制电机的正反转及调速。

图1 实验主电路

3.控制电路SG3525芯片

随着电能变换技术的发展，功率MOSFET在开关变换器中开始广泛使用，为此美国硅通用半导体公司（SiliconGeneral）推出SG3525。SG3525是用于驱动N 沟道功率MOSFET。

SG3525是电流控制型PWM控制器，所谓电流控制型脉宽调制器是按照接反

馈电流来调节脉宽的。在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈的信号与误差放大器输出信号进行比较，从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。由于结构上有电压环和电流环双环系统，因此，无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高，是目前比较理想的新型控制器。

3.1芯片引脚及功能介绍

图2 3525芯片引脚图

Inv.input(引脚1)：误差放大器反相输入端。在闭环系统中，该引脚接反馈信号。在开环系统中，该端与补偿信号输入端（引脚9）相连，可构成跟随器。Noninv.input(引脚2)：误差放大器同相输入端。在闭环系统和开环系统中，该端接给定信号。根据需要，在该端与补偿信号输入端（引脚9）之间接入不同类型的反馈网络，可以构成比例、比例积分和积分等类型的调节器。

Sync（引脚3）：振荡器外接同步信号输入端。该端接外部同步脉冲信号可实现与外电路同步。

OSC.Output(引脚4)：振荡器输出端。

CT（引脚5)：振荡器定时电容接入端。

RT（引脚6）：振荡器定时电阻接入端。

Discharge（引脚7）：振荡器放电端。该端与引脚5之间外接一只放电电阻，构成放电回路。

Soft-Start（引脚8）；软起动电容接入端。该端通常接一只5的软起动电容。Compensation（引脚9）：PWM比较器补偿信号输入端。在该端与引脚2之间接

入不同类型的反馈网络，可以构成比例、比例积分和积分类型调节器。Shutdown（引脚10）：外部关断信号输入端。该端接高电平时控制器输出被禁止。该端可与保护电路相连，以实现故障保护。

Output（引脚11）：输出端A。引脚11和引脚14是两路互补输出端。

Ground（引脚12）：信号地。

Vc（引脚13）：输出及偏置电压接入端。

Output B（引脚14）：输出端B。引脚14和引脚11是两路互补输出端。

Vref（引脚16）：基准电源输出端。该端可输出一温度稳定性极好的基准。

其中，脚16为SG3525的基准电压源输出，精度可以达到（5.1±1%）V，采用了温度补偿，而且设有过流保护电路。脚5，脚6，脚7内有一个双门限比较器，内电容充放电电路，加上外接的电阻电容电路共同构成SG3525的振荡器。振荡器还设有外同步输入端（脚3）.脚1及脚2分别为芯片内误差放大器的反相输入端、同相输入端。该放大器是一个两级差分放大器，直流开环增益为70dB 左右。

SG3525具有以下特点：

(1)工作电压范围宽：8—35V；

(2)5.1（1.0%）V微调基准电源；

(3)振荡器工作频率范围宽：100Hz—400KHz；

(4)具有振荡器外部同步功能；

(5)死区时间可调；

(6)内置软起动电路；

(7)具有输入欠电压锁定功能；

(8)具有PWM琐存功能，禁止多脉冲。

(9）逐个脉冲关断；

(10）双路通道源电流/吸收电流给出驱动电路。

3.2工作原理：

图3 3525内部结构图

SG3525内置了5.1V精密基准电源，微调至1.0%，在误差放大器共模输入电压范围内，无需外接分压电阻。SG3525还增加了同步功能，可以工作在主从模式，也可以与外部系统时钟信号同步，为设计提供了极大的灵活性。在CT引脚和Discharge引脚之间加入一个电阻就可以实现对死区时间的调节功能。由于SG3525内部集成了软起动电路，因此只需要一个外接定时电容。

SG3525的软起动接入端（引脚8）上通常接一个5的软启动电容。上电过程中，由于电容两端的电压不能突变，因此与软启动电容接入端相连的PWM锁存器的输出也为高电平，该高电平通过两个或非门加到输出晶体管上，使之无法导通。只有软启动电容充电至其上的电压使引脚8处于高电平时，SG3525才开始工作。由于实际中，基准电压通常是接在误差放大器的同相输入端上，而输出电压的采样电压则加在误差放大器的反相输入端上。当输出电压因输入电压的升高或负载的变化而升高时，误差放大器的输出将减小，这将导致PWM比较器输出为正的时间变长，PWM锁存器输出高电平的时间也变长，因此输出晶体管的导通时间将最终变短，从而使输出电压回落到额定值，实现了稳态。反之亦然。

外接关断信号对输出级和软启动电路都起作用。当Shutdown（引脚10）上的信号为高电平时，PWM锁存器将立即动作，禁止SG3525的输出，同时，软启动电容将开始放电。如果该高电平持续，软启动电容将充分放电，直到关断信号结束，才重新进入软启动过程。注意，Shutdown引脚不能悬空，应通过接地电阻可靠接地，以防止外部干扰信号耦合而影响SG3525的正常工作。

欠电压锁定功能同样作用于输出级和软启动电路。如果输入电压过低，在SG3525的输出被关断同时，软启动电容将开始放电。

此外，SG3535还具有以下功能，即无论因为什么原因造成PWM脉冲中止，输出都将被终止，直到下一个时钟信号到来，PWM锁存器才被复位。

3.3载波与调试波

图4 理想载波与调试波

9引脚输出波形电压为基准电压，5引脚输出波形为锯齿波，当调试波高于载波时，输出的PWM方波为高电平，调试波低于载波时，输出的PWM方波为低电平。根据此原理，得到相应的PWM波形。

SG3525的11引脚和14引脚输出两个相位相反，周期相差180°，占空比在50%以下的脉冲信号。可通过调试与SG3535的2引脚相连的电阻值，来改变输出PWM波的占空比。

4.倍频实现及死区设计

4.1 CD4001芯片

图5 CD4001芯片内部结构

CD4001，是四2输入或非门。或非门的逻辑关系特点是只有当输入端全部为低电平时，输出端为高电平状态；在其余输入情况下，输出端为低电平状态。4.2倍频实现

在本次项目中，CD4001，四个或非门，实验用到两个（第二个相当于非门），未使用的两个输入接地避免受干扰损坏。将SG3525的11、14引脚分别与或非门CD4001BCN的输入端相连，可以得到双倍频率。实现占空比100%可调。

SG3525的11和14引脚输出作为CD4001芯片8 9 引脚的输入端，经过或非门之后，输出的信号10引脚进入另一个或非门5 6引脚的输入端，第二个或非门做非门使用，这样经过CD4001两个或非门后，输出波形为二倍频。实现倍频输出，进而实现占空比100%可调。

图6 倍频后PWM波

4.3 CD4081芯片

图6 CD4081芯片结构图

CD4081，是四2输入与门。与门的逻辑关系特点是只有当输入端全部为高电

平时，输出端为高电平状态；在其余输入情况下，输出端为低电平状态。

4.4 死区的实现

图7 CD4081及外围电路

将CD4001的10引脚输出作为CD4081的12和2引脚的输入，CD4081的4引脚输出作为CD4081的9和5引脚的输入，在4个与门CD4081BCN的输入侧均放置一个RC充电电路，起到信号延迟作用，形成死区时间。

图8 CD4081输入及输出波形

因为在CD4081四与门中加了RC充电电路，起到信号延迟作用，因此A B波形相比，B波形出现信号延迟。通过与门后，输出如图8C所示波形，D E波形相比，E波形出现信号延迟，通过与门后，输出如图8F所示波形。对比C F波形可看出，前后均留有死区时间，进而驱动IR2110时，起到了防止同时开通的情况。

R=10k，C=100pF，可以求得死区时间在1us。

5.驱动电路设计

本次实验驱动电路主要由两块IR2110芯片构成，用两个IR2110即可完成对四个MOS管的控制。

5.1IR2110的特性及优点

图9 IR2110内部原理图

自举悬浮驱动电源可同时驱动同一桥臂的上、下两个开关器件；

驱动500 V主电路系统；

工作频率高，可以达到500 kHz；

具有电源欠压保护关断逻辑；

驱动峰值电流为2A；

两通道设有低压延时封锁(50ns)；

芯片还有一个封锁两路输出的保护端SD，在SD输入高电平时，两路输出均被封锁。

5.2 IR2110的引脚

图10 IR2110引脚结构图

LO（引脚1）：低端输出 COM（引脚2）：公共端

VCC（引脚3）：低端固定电源电压NC（引脚4）：空端

VS（引脚5）：高端浮置电源偏移电压 VB（引脚6）：高端浮置电源电压

HO（引脚7）：高端输出 NC（引脚8）：空端

VDD（引脚9）：逻辑电源电压 HIN（引脚10）：逻辑高端输入

SD（引脚11）：保护信号输入端(高电平会封锁输出信号)

LIN（引脚12）：逻辑低端输入

VSS（引脚13）：逻辑电路地电位端，其值可以为0V

NC（引脚14）：空端

5.3 IR2110的工作原理

当LIN输入高电平，HIN输入低电平，将VS的电位拉低到地，＋15V （VCCP）通过自举二级管给自举电容C1充电，通过电容在VB和VS之间形成一个悬浮电源，电流经过二极管VD和电容C1，流入VT2的漏极，使VT2导通。电流信号将从LO端输出高电平，经电阻RG加在VT2的栅极与源极，再回到COM 端。VT2开通，这时聚集在VT1栅极和源极的电荷在芯片内部通过Rg1迅速放电使S1关断，故VT1关断；

当HIN输入高电平时，LIN输入低电平，由于LO输出低电平，VT2关断。电压信号将从HO端输出，经电阻RG加在VT1的栅极，接着流经电容C1，最后流入UB，此时VD反向，VT1完全导通，C1相当于电压源。同理，在整个过程中，VT3和VT2，VT4和VT1的工作状态相同。

正是由于自举电容的存在，使IR2110控制同一桥臂上、下主开关器件的驱动电路只需一个外接电源。

图11 IR2110输入输出波形图

自举电容估算：

自举电容必须能提供不低于MOSFET管栅极电荷导通所需的电荷，并且在高

端主开关器件开通期间保持其电压。工程估算公式如下：

其中：QG－MOSFET管门极电荷（可由MOS－FET手册中查到）；VCC－充电电源电压；VLS－下半桥MOSFET导通栅源阈值电压，一般为2－4V；VMIｎ－VB和VS之间的最小电压（可由IR2110手册中查到，VBSUVMIｎ＝7．4V）；VF－自举快恢复二极管的正向管压降，一般为1．5V。

当采用MOSFET管fcp11n60n构成H桥可逆PWM驱动电路时，查阅相关数据，代入公式得：

为保留一定的余量，取估算值的2－3倍，故选取0.47uF自举电容。

6.PSIM仿真

图12 仿真原理图

根据电机参数，电枢电压为54V，根据D(占空比)=0.6，U=（2D-1）Us，得Us=90V.

图13 经整流后的Us

图14 占空比0.8输出电压波形

图15 占空比0.2输出电压波形

图16 死区波形7.实验结果与分析

图17 实物图

图18 实验接线图

7.1各引脚波形结果

7.1.1 3525的输出

3525的9号引脚输出波形电压为基准电压，5号引脚输出波形为锯齿波，当调试波高于载波时，输出的PWM方波为高电平，调试波低于载波时，输出的PWM方波为低电平。根据此原理，得到相应的PWM波形。调节3525的2号引脚处的可调电阻可以改变电压，从而实现对PWM波占空比的调节，11引脚和14引脚输出两个相位相反，周期相差180°的波形。

图18 3525引脚5波形

图19 3525引脚11引脚14波形

7.1.2 4001的输出

4001由四个或非门组成，只有当输入端全部为低电平时，输出端为高电平，在其余输入情况下，输出端为低电平。3525的11、14引脚连接到4001的1、2引脚，因为1、2引脚组成一个或非门，所以从引脚3输出的波形占空比变小，3引脚在接入另一个或非门的12、13引脚，从11引脚输出一个与3引脚对称的波形，从而实现了占空比100%可调。

图20 4001引脚3与引脚11波形

7.1.3 4081输入输出

4081由四个与门组成，只有当输入端全部为高电平时，输出端为高电平，在其余输入情况下，输出端为低电平。4001的引脚3、11输入到4081的四个与门，其中引脚3与4081的引脚为12、13与门输入，输出为引脚11和引脚为1、2的与门输入，输出为引脚3的相；引脚11与4081的引脚为8、9与门输入，输出为引脚10和引脚为5、6的与门输入，输出为引脚4的相连。4081的每个与门都有RC电路起到延迟作用形成死区，这样就可以在输入到2110的时候避免同一桥臂上的两个IGBT管同时导通。

图21 4081引脚3引脚4波形

图22 引脚5引脚6波形

7.1.4 2110输出

4081的引脚3、4与2110的引脚10、12相连，引脚10、11与另一个2110的引脚10、12相连接，这样就实现了一个2110控制一个桥臂的功能，两个2110联合作用，调节3525的可调电阻控制占空比就实现了电机在四个象限内运行的

转速电流双闭环的数字式可逆直流调速系统的仿真与设计(课程设计完整版)

湖南科技大学信息与电气工程学院《课程设计报告》题目：转速电流双闭环的数字式可逆直流调速系统的仿真与设计专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：指导教师：

任务书题目转速电流双闭环的数字式可逆直流调速系统的仿真与设计时间安排 2013年下学期17,18周目的：应用所学的交、直流调速系统的基本知识与工程设计方法，结合生产实际，确定系统的性能指标与实现方案，进行运动控制系统的初步设计。应用计算机仿真技术，通过在MATLAB 软件上建立运动控制系统的数学模型，对控制系统进行性能仿真研究，掌握系统参数对系统性能的影响。在原理设计与仿真研究的基础上，应用PROTEL 进行控制系统的印制板的设计，为毕业设计的综合运用奠定坚实的基础。要求：电动机能够实现可逆运行。要求静态无静差。动态过渡过程时间s T s 1.0≤，电流超调量%5%≤i σ，空载起动到额定转速时的转速超调量%30%≤n σ。总体方案实现：主电路选用直流脉宽调速系统，控制系统选用转速、电流双闭环控制方案。主电路采用25JPF40电力二极管不可控整流，逆变器采用带续流二极管的功率开关管IGBT 构成H 型双极式控制可逆PWM 变换器。其中属于脉宽调速系统特有的部分主要是UPM 、逻辑延时环节DLD 、全控型绝缘栅双极性晶体管驱动器GD 和PWM 变换器。系统中设置了电流检测环节、电流调节器以及转速检测环节、转速调节器，构成了电流环和转速环，前者通过电流元件的反馈作用稳定电流，后者通过转速检测元件的反馈作用保持转速稳定，最终消除转速偏差。从而使系统达到调节电流和转速的目的。该系统起动时，转速外环饱和不起作用，电流内环起主要作用，调节起动电流保持最大值，使转速线性变化，迅速达到给定值；稳态运行时，转速负反馈外环起主要作用，使转速随转速给定电压的变化而变化，电流内环跟随转速外环调节电机的电枢电流以平衡负载电流。指导教师评语：评分等级：（）指导教师签名：

直流稳压电源电路的设计实验报告

直流稳压电源电路的设计实验报告一、实验目的 1、了解直流稳压电源的工作原理。 2、设计直流稳压电路，要求输入电压：220V市电，50Hz，用单变压器设计并制作能够输出一组固定+15V输出直流电压和一组+1.2V~+12V连续可调的直流稳压电源电路，两组输出电流分别I O≥500mA。 3、了解掌握Proteus软件的基本操作与应用。二、实验线路及原理 1、实验原理（1）直流稳压电源直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下：图2-1 直流稳压电源的原理框图和波形变换其中： 1）电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定，变压器副边与原边的功率比为P2/P1=n，式中n是变压器的效率。 2）整流电路：利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。 3）滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。滤波电路滤除较大的波纹成分，输出波纹较小的直流电压U1。 4）稳压电路：其工作原理是利用稳压管两端的电压稍有变化，会引起其电流有较大变化这一特点，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的。稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。（2）整流电路常采用二极管单相全波整流电路，电路如图2-2所示。在u2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；u2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL，且方向是一致的。电路的输出波形如图2-3所示。 t

直流稳压电源课程设计报告(1)

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目录一、设计任务及要求 (3) 二、总体设计思路 (3) 1．直流稳压电源设计思路 (3) 2．直流稳压电源原理 (3) 3、滤波电路——电容滤波电路 (5) 4、稳压电路 (7) 5、设计的电路原理图 (8) 三、．设计方法简介 (8) 四、软件仿真结果及分析 (10) 五、课程设计报告总结 (12) 六、参考文献 (13)

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直流PWMM可逆调速系统的设计与仿真

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直流稳压电源的设计实验报告一、实验目的 1.学会选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源 2.掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测量方法二、实验任务利用7812、7912设计一个输出±12V 、1A 的直流稳压电源；三、实验要求 1）画出系统电路图，并画出变压器输出、滤波电路输出及稳压输出的电压波形； 2）输入工频220V 交流电的情况下，确定变压器变比； 3）在满载情况下选择滤波电容的大小（取5倍工频半周期）； 4）求滤波电路的输出电压； 5）说明三端稳压器输入、输出端电容的作用及选取的容值。四、实验原理 1.直流电源的基本组成变压器：将220V 的电网电压转化成所需要的交流电压。整流电路：利用二极管的单向导电性，将正负交替的交流电压变换成单一方向的直流脉动电压。滤波电路：将脉动电压中的文波成分滤掉，使输出为比较平滑的直流电压。稳压电路：使输出的电压保持稳定。 4.2 变压模块变压器：将220V 的电网电压转化成所需要的交流电压。 4.2 整流桥模块整流电路的任务是将交流电变换为直流电。完成这一任务主要是靠二极管的单向导电作用，因此二极管是构成整流电路的关键元件。管D 1～D 4接成电桥的形式，故有桥式整流电路之称。由上面的电路图，可以得出输出电压平均值：2)(9.0U U AV o ≈ ，由此可以得V U 152=即可即变压器副边电压的有效值为15V 计算匝数比为 220/15=15 2.器件选择的一般原则选择整流器流过二极管的的平均电流: I D =1/2 I L 在此实验设计中I L 的大小大约为1A 反向电压的最大值：Urm=2U 2 选择二极管时为了安全起见，选择二极管的最大整流电路I DF 应大于流过二极

直流电机驱动电路设计

直流电机驱动电路设计一、直流电机驱动电路的设计目标在直流电机驱动电路的设计中，主要考虑一下几点： 1. 功能：电机是单向还是双向转动？需不需要调速？对于单向的电机驱动，只要用一个大功率三极管或场效应管或继电器直接带动电机即可，当电机需要双向转动时，可以使用由4个功率元件组成的H桥电路或者使用一个双刀双掷的继电器。如果不需要调速，只要使用继电器即可；但如果需要调速，可以使用三极管，场效应管等开关元件实现PWM（脉冲宽度调制）调速。 2. 性能：对于PWM调速的电机驱动电路，主要有以下性能指标。 1）输出电流和电压范围，它决定着电路能驱动多大功率的电机。 2）效率，高的效率不仅意味着节省电源，也会减少驱动电路的发热。要提高电路的效率，可以从保证功率器件的开关工作状态和防止共态导通（H桥或推挽电路可能出现的一个问题，即两个功率器件同时导通使电源短路）入手。 3）对控制输入端的影响。功率电路对其输入端应有良好的信号隔离，防止有高电压大电流进入主控电路，这可以用高的输入阻抗或者光电耦合器实现隔离。 4）对电源的影响。共态导通可以引起电源电压的瞬间下降造成高频电源污染；大的电流可能导致地线电位浮动。 5）可靠性。电机驱动电路应该尽可能做到，无论加上何种控制信号，何种无源负载，电路都是安全的。二、三极管-电阻作栅极驱动

1．输入与电平转换部分：输入信号线由DATA引入，1脚是地线，其余是信号线。注意1脚对地连接了一个2K欧的电阻。当驱动板与单片机分别供电时，这个电阻可以提供信号电流回流的通路。当驱动板与单片机共用一组电源时，这个电阻可以防止大电流沿着连线流入单片机主板的地线造成干扰。或者说，相当于把驱动板的地线与单片机的地线隔开，实现“一点接地”。高速运放KF347（也可以用TL084）的作用是比较器，把输入逻辑信号同来自指示灯和一个二极管的2.7V基准电压比较，转换成接近功率电源电压幅度的方波信号。KF347的输入电压范围不能接近负电源电压，否则会出错。因此在运放输入端增加了防止电压范围溢出的二极管。输入端的两个电阻一个用来限流，一个用来在输入悬空时把输入端拉到低电平。不能用LM339或其他任何开路输出的比较器代替运放，因为开路输出的高电平状态输出阻抗在1千欧以上，压降较大，后面一级的三极管将无法截止。 2．栅极驱动部分：后面三极管和电阻，稳压管组成的电路进一步放大信号，驱动场效应管的栅极并利用场效应管本身的栅极电容（大约 1000pF）进行延时，防止H桥上下两臂的场效应管同时导通（“共态导通”）造成电源短路。当运放输出端为低电平（约为1V至2V,不能完全达到零）时，下面的三极管截止，场效应管导通。上面的三极管导通，场效应管截止,输出为高电平。当运放输出端为高电平（约为VCC-(1V至2V),不能完全达到VCC）时，下面的三极管导通，场效

可调集成直流稳压电源课程设计报告OK

设计课题:可调集成直流稳压电源专业班级: 学生姓名：学号：指导教师：设计时间:

一、设计任务与要求 1.设计一集成稳压电路要求: (1）输出电压可调:V + 3+ = V Uo9 ~ (２)最大输出电流：mA max= Io800 (３)输出电压变化量：mV ? ≤ Uo15 (4)稳压系数:003 Sv .0 ≤ 2.通过设计集成直流稳压电源，要求掌握：（1）选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源。 (2)掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法。二、方案设计与论证 1.直流稳压电源的基本原理直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电的装置,它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下：其中， (１）电源变压器:是降压变压器,它的作用是将220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ｕi。变压器的变比由变压器的副边按确定,变压器副边与原边的功率比为P2/P1=n,式中n是变压器的效率。 (２)整流电路:利用单向导电元件,将50HZ的正弦交流电变换成脉动的直流电。

(3）滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分滤除。滤波电路滤除较大的波纹成分,输出波纹较小的直流电压U1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。 (4)稳压电路:稳压管稳压电路其工作原理是利用稳压管两端的电压稍有变化，会引起其电流有较大变化这一特点，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的。 2.设计方案: 方案一: 采用78０5三端稳压器电源: 固定式三端稳压电源（78０5)是由输出脚Vo,输入脚Vi和接地脚GNＤ组成,它的稳压值为＋5V,它属于CＷ78xx系列的稳压器,输入端接电容可以进一步的滤波,输出端也要接电容可以改善负载的瞬间影响,此电路的稳定性也比较好，只

直流稳压电源设计实验报告

电气工程系电子信息工程技术专业题目：直流稳压电源设计学生姓名：刘现华班号：电信一班学号： 100222101013 指导教师:

一、设计题目题目：直流稳压电源设计二、设计任务：设计并制作用晶体管、电阻器、电容组成的直流稳压电源。指标：1、输入电压： 2、输出电压：3- 6V、6-9V、9-12V三档直流电压； 3、输出电流：最大电流为1A； 4、保护电路：过流保护、短路保护。三、理电路和程序设计：一电路原理方框图：图1.1 四、原理说明： (1)选用集成稳压器构成的稳压电路，选用可调三端稳压器LM317，其特性参数V o=(1.2V~37V),Iomax=1.5A,最大输入、输出电压差（Vi-V o）max=40V。符合本任务的基本要求。

(2)选电源变压器集成稳压电源的输出电压V o即是此电路的输出电压。稳压器的最大允许电流ICM〈Iomax，输入电压根据公式 V omax+(Vi-V o)min≤Vi≤V omin+(Vi-V o)max可求出其范围为12V≤Vi ≤43V。故副边电压取V2=12V，副边电流取I2=1A变压器的副边输出功率为P2≥V2 I2 =12W，由下表可得变压器的效率为0.7。则原边输入功率P1>P2/η=17W。为留有余地，选取功率为20W的变压器。图1.2 (3)选整流二极管及波电容整流二极管D选IN4001，其极限参数为VRM≥50V，IF=1A，满足要求。滤波电容C可由纹波电压△V op-p和稳压系数来确定。由式Vi=△V op-pVi /V oSv得△Vi =2.2V，由式C=Ict/△Vi=Iomaxt/△Vi 得C=3636μF。电容C的耐压应大于17V，故取2只2200μF/25V的电容相并联。 (4)电阻RP1的取值由式V o=(1+Rp1/R1)1.25，取R1=240Ω，则RP1=336Ω时输出电压为3V，RP1=1.49Ω时输出电压为9V ，故取4.7KΩ精密线绕可调电位器。当RP1阻值调至最小端时输出电压为1.25V，当阻值大于1.5KΩ后输出电压不会继续增大，使用Multisim9仿真时为13V,但实际测试时为10V

直流电机驱动电路设计

应用越来越广泛的直流电机，驱动电路设计 Source：电子元件技术| Publishing Date：2009-03-20 中心论题： ?在直流电机驱动电路的设计中，主要考虑功能和性能等方面的因素 ?分别介绍几种不同的栅极驱动电路并比较其性能优缺点 ?介绍PWM调速的实现算法及硬件电路 ?介绍步进电机的驱动方案解决方案： ?根据实际电路情况以及要求仔细选择驱动电路 ?使用循环位移算法及模拟电路实现PWM调速 ?对每个电机的相应时刻设定相应的分频比值，同时用一个变量进行计数可实现步进电机的分频调速直流电机驱动电路的设计目标在直流电机驱动电路的设计中，主要考虑一下几点：功能：电机是单向还是双向转动？需不需要调速？对于单向的电机驱动，只要用一个大功率三极管或场效应管或继电器直接带动电机即可，当电机需要双向转动时，可以使用由4个功率元件组成的H桥电路或者使用一个双刀双掷的继电器。如果不需要调速，只要使用继电器即可；但如果需要调速，可以使用三极管，场效应管等开关元件实现PWM（脉冲宽度调制）调速。性能：对于PWM调速的电机驱动电路，主要有以下性能指标。 1。输出电流和电压围，它决定着电路能驱动多大功率的电机。 2。效率，高的效率不仅意味着节省电源，也会减少驱动电路的发热。要提高电路的效率，可以从保证功率器件的开关工作状态和防止共态导通（H桥或推挽电路可能出现的一个问题，即两个功率器件同时导通使电源短路）入手。 3。对控制输入端的影响。功率电路对其输入端应有良好的信号隔离，防止有高电压大电流进入主控电路，这可以用高的输入阻抗或者光电耦合器实现隔离。

4。对电源的影响。共态导通可以引起电源电压的瞬间下降造成高频电源污染；大的电流可能导致地线电位浮动。 5。可靠性。电机驱动电路应该尽可能做到，无论加上何种控制信号，何种无源负载，电路都是安全的。三极管-电阻作栅极驱动 1．输入与电平转换部分：输入信号线由DATA引入，1脚是地线，其余是信号线。注意1脚对地连接了一个2K欧的电阻。当驱动板与单片机分别供电时，这个电阻可以提供信号电流回流的通路。当驱动板与单片机共用一组电源时，这个电阻可以防止大电流沿着连线流入单片机主板的地线造成干扰。或者说，相当于把驱动板的地线与单片机的地线隔开，实现“一点接地”。高速运放KF347（也可以用TL084）的作用是比较器，把输入逻辑信号同来自指示灯和一个二极管的2。7V 基准电压比较，转换成接近功率电源电压幅度的方波信号。KF347的输入电压围不能接近负电源电压，否则会出错。因此在运放输入端增加了防止电压围溢出的二极管。输入端的两个电阻一个用来限流，一个用来在输入悬空时把输入端拉到低电平。

模电直流稳压电源课程设计(模电课设

一、设计题目：直流稳压电源二、设计要求：输出电压可以在3—10V连续调节，稳压电源可采用串联型稳压电路或三端稳压电路设计。

目录一、设计题目-----------------------------1 二、设计要求-----------------------------1 三、原理与分析 --------------------------3 四、具体实现---------------------------8 五、各部分定性说明以及定量分析--------10 六、设计心得体会----------------------13 七、参考文献---------------------------15

三、原理与分析 1．直流稳压电源的基本原理直流稳压电源一般由直流电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下。各部分的作用：图1 示意图（1）电源变压器T的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压Ui。变压器副边与原边的功率比为 P2/ P1=η，式中η是变压器的效率。（2）整流滤波电路：整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。图2：

各滤波电容C满足RL-C＝（3~5）T/2，或中T为输入交流信号周期，RL为整流滤波电路的等效负载电阻。图3

（3）三端集成稳压器：常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。常用可调式正压集成稳压器有CW317（LM317）系列，它们的输出电压从1.25V－37伏可调，最简的电路外接元件只需一个固定电阻和一只电位器。其芯片内有过渡、过热和安全工作区保护，最大输出电流为1.5A。其典型电路如图2，其中电阻R1与电位器R2组成输出电压调节器，输出电压Uo的表达式为： Uo＝1.25（1＋R2/R1）式中R1一般取120－240欧姆，输出端与调整端的压差为稳压器的基准电压（典型值为1.25V）。图4 2．稳压电流的性能指标及测试方法稳压电源的技术指标分为两种：一种是特性指标，包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等；另一种是质

H桥可逆直流调速系统设计与实验(1)

燕山大学 CDIO课程项目研究报告项目名称： H桥可逆直流调速系统设计与实验学院（系）：电气工程学院年级专业：学号：学生：指导教师：日期： 2014年6月3日

目录前言 (1) 摘要 (2) 第一章调速系统总体方案设计 (3) 1.1 转速、电流双闭环调速系统的组成 (3) 1.2.稳态结构图和静特 (4) 1.2.1各变量的稳态工作点和稳态参数计算 (6) 1.3双闭环脉宽调速系统的动态性能 (7) 1.3.1动态数学模型 (7) 1.3.2起动过程分析 (7) 1.3.3 动态性能和两个调节器的作用 (8) 第二章 H桥可逆直流调速电源及保护系统设计 (11) 第三章调节器的选型及参数设计 (13) 3.1电流环的设计 (13) 3.2速度环的设计 (15) 第四章Matlab/Simulink仿真 (17) 第五章实物制作 (20) 第六章性能测试 (22) 6.1 SG3525性能测试 (22) 6.2 开环系统调试 (23) 总结 (26) 参考文献 (26)

前言随着交流调速的迅速发展，交流调速技术越趋成熟，以及交流电动机的经济性和易维护性，使交流调速广泛受到用户的欢迎。但是直流电动机调速系统以其优良的调速性能仍有广阔的市场，并且建立在反馈控制理论基础上的直流调速原理也是交流调速控制的基础。采用转速负反馈和PI调节器的单闭环调速系统可以在保证系统稳定的条件下实现转速无静差。但如果对系统的动态性能要求较高，如要求快速起制动、突加负载动态速降时，单闭环系统就难以满足。这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程中的电流或转矩。在单闭环系统中，只有电流截至负反馈环节是专门用来控制电流的，但它只是在超过临界电流值以后，靠强烈的负反馈作用限制电流的冲击，并不能很理想的控制电流的动态波形。实际工作中，在电机最大电流受限的条件下，充分利用电机的允许过载能力，最好是在过渡过程中始终保持电流转矩为允许最大值，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度启动，到达稳定转速后，又让电流立即降下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行。实际上，由于主电路电感的作用，电流不能突跳，为了实现在允许条件下最快启动，关键是要获得一段使电流保持为最大值的恒流过程，按照反馈控制规律，电流负反馈就能得到近似的恒流过程。问题是希望在启动过程中只有电流负反馈，而不能让它和转速负反馈同时加到一个调节器的输入端，到达稳态转速后，又希望只要转速负反馈，不要电流负反馈发挥主作用，因此需采用双闭环直流调速系统。这样就能做到既存在转速和电流两种负反馈作用又能使它们作用在不同的阶段。项目预期成果：设计一个双闭环可逆直流调速系统，实现电流超调量小于等于5%；转速超调量小于等于5%；过渡过程时间小于等于0.1s的无静差调速系统。项目分工：参数计算：仿真：电路设计：电路焊接： PPT答辩：摘要

课程设计_可调直流稳压电源

电子科学与技术专业课程设计目录一、设计目的作用 (1) 二、设计要求 (1) 2.1 直流稳压电源的种类及选用 (1) 2.2 稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求 (2) 2.3 串联型直流稳压电源的设计要求 (2) 三、设计的具体实现 (2) 3.1 系统概述 (2) 3.2 单元电路设计与分析 (4) 3.2.1 降压电路 (5) 3.2.2 整流电路 (5) 3.2.3 滤波电路 (7) 3.2.4 稳压电路 (9) 3.3 元件电路参数计算 (10) 3.4 改进方案 (11) 3.5 电路主要测试数据 (12) 四、总结 (12) 五、附录 (12)

六、参考文献 (14)

设计要求 2.1 直流稳压电源的种类及选用直流稳定电源按习惯可分为化学电源、线性稳定电源和开关型稳定电源，它们又分别具有各种不同类型：（1）化学电源：平常所用的干电池、铅酸蓄电池、镍镉、镍氢、锂离子电池均属于这一类，各有其优缺点。随着科学技术的发展，又产生了智能化电池；在充电电池材料方面，美国研制员发现锰的一种碘化物，用它可以制造出便宜、小巧、放电时间，多次充电后仍保持性能良好的环保型充电电池。（2）线性稳压电源：线性稳定电源有一个共同的特点就是它的功率器件调整管工作在线性区，靠调整管之间的电压降来稳定输出。由于调整管静态损耗大，需要安装一个很大的散热器给它散热,而且由于变压器工作在工频（50Hz)上,所以重量较大。该类电源优点是稳定性高，纹波小，可靠性高，易做成多路，输出连续可调的成品；缺点是体积大、较笨重、效率相对较低。（3）开关型直流稳压电源：电路型式主要有单端反激式，单端正激式、半桥式、推挽式和全桥式。它和线性电源的根本区别在于它变压器不工作在工频而是工作在几十千赫兹到几兆赫兹，功能管不是工作在饱和及截止区即开关状态，开关电源因此而得名。开关电源的优点是体积小，重量轻，稳定可靠；缺点相对于线性电源来说纹波较大（一般≤1% V ) (P P o-，好的可做到十几mV P P- 或更小)。它的功率可自几瓦－几千瓦均有产品。 2.2 稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求（1）稳定性好当输入电压Usr（整流、滤波的输出电压）在规定范围内变动时，输出电压Usc的变化应该很小一般要求。由输入电压变化而引起输出电压变化的程度，称为稳定度指标，常用稳压系数S来表示：S的大小，反映一个稳压电源克服输入电压变化的能力。在同样的输入电压变化条件下，S越小，输出电压的变化越小，电源的稳定度越高。通常S约为10-2~10-4。（2）输出电阻小负载变化时（从空载到满载），输出电压Usc，应基本保持不变。稳压电源这方面的性能可用输出电阻表征。输出电阻（又叫等效内阻）用rn表示，它等于输出电压变化量和负载电流变化量之比。rn反映负载变动时，输出电压维持恒定的能力，rn越小，则Ifz 变化时输出电压的变化也越小。性能优良的稳压

逻辑无环流直流可逆调速系统设计

；课程设计任务书学生姓名：苌城专业班级：自动化0706 指导教师：饶浩彬工作单位：自动化学院题目: 逻辑无环流直流可逆调速系统设计初始条件： 1．技术数据：晶闸管整流装置：R rec=Ω，K s=40。 / 负载电机额定数据：P N=，U N=230V，I N=37A，n N=1450r/min，R a=Ω，I fn=1.14A， GD2= 系统主电路：T m=，T l= 2．技术指标稳态指标：无静差（静差率s≤2, 调速范围D≥10）动态指标：电流超调量：≤5%，起动到额定转速时的超调量：≤8%，（按退饱和方式计算）要求完成的主要任务: ？ 1．技术要求： (1) 该调速系统能进行平滑的速度调节，负载电机可逆运行，具有较宽的调速范围（D≥10），系统在工作范围内能稳定工作 (2) 系统静特性良好，无静差（静差率s≤2） (3) 动态性能指标：转速超调量δn＜8%，电流超调量δi＜5%，动态速降Δn≤10%，调速系统的过渡过程时间（调节时间）t s≤1s (4) 系统在5%负载以上变化的运行范围内电流连续 (5) 调速系统中设置有过电压、过电流等保护，并且有制动措施

2．设计内容： ! (1) 根据题目的技术要求，分析论证并确定主电路的结构型式和闭环调速系统的组成，画出系统组成的原理框图 (2) 调速系统主电路元部件的确定及其参数计算（包括有变压器、电力电子器件、平波电抗器与保护电路等） (3) 动态设计计算：根据技术要求，对系统进行动态校正，确定ASR调节器与ACR调节器的结构型式及进行参数计算，使调速系统工作稳定，并满足动态性能指标的要求 (4) 绘制逻辑无环流直流可逆调速系统的电气原理总图（要求计算机绘图） (5) 整理设计数据资料，课程设计总结，撰写设计计算说明书时间安排：课程设计时间为一周半，共分为三个阶段：（1）：（2）复习有关知识，查阅有关资料，确定设计方案。约占总时间的20% （3）根据技术指标及技术要求，完成设计计算。约占总时间的40% （4）完成设计和文档整理。约占总时间的40% 指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日】

直流稳压电源设计实验报告

实训报告题目名称：直流稳压电源电路系部：电气与信息工程系专业班级：机制14-3 学生姓名：郭欣欣学号：2013211171 指导教师：刘岩完成日期：2018年1月17日

摘要随着电子技术的快速发展，高性能的电子电路对于电源供电质量的要求越来越高，如何设计出能满足高性能电路要求的高精度电源便成为一大课题。直流稳压源为电路提供直流电压和能量，其输出电压的品质直接决定的电源性能的好坏。本实验旨在利用交流变压器、整流环节、滤波环节和集成元件稳压电路将交流电压转化为直流电压输出，并且对衡量稳压电路性能的几种主要参数进行了测试和分析。随着电子技术的快速发展，高性能的电子电路对于电源供电质量的要求越来越高，如何设计出能满足高性能电路要求的高精度电源便成为一大课题。直流稳压源为电路提供直流电压和能量，其输出电压的品质直接决定的电源性能的好坏。本实验旨在利用交流变压器、整流环节、滤波环节和集成元件LM317稳压电路将220V交流电压转化为5V直流电压输出，并且对衡量稳压电路性能的几种主要参数进行了测试和分析。关键词: 半波整流电容滤波稳压电路稳压系数纹波电压

目录一、设计要求 (1) 二、原理分析与设计步骤 1.直流稳压电路结构的选择 (1) 2.交流变压器 (2) 3.整流电路 (2) 4.滤波电路 (2) 5.集成稳压电路 5.1集成稳压器件LM317 (3) 5.2 LM317典型接法 (4) 6.参数计算与器件选择 (4) 6.1电路参数计算 (4) 6.2元器件清单 (5) 三、实验步骤与测试结果 1.电路搭接与仪器调试 (6) 2.性能参数测试 2.1稳压系数的测量 (6) 2.2输出电阻的测量 (6) 2.3纹波电压的测量 (7) 2.4测量结果分析 (7) 四、实验小结 (7)

直流稳压电源课程设计报告.

直流稳压电源课程设计报告设计任务及要求 1．设计任务设计一直流稳压电源，满足：（1）当输入电压在220V交流时，输出直流电压为6－９V；（2）输出纹波电压不于5mv （3），稳压系数<=0.01；（4）具有短路保护功能；（5）最大输出电流为：Imax=0.8A 2．要求通过设计学会；（1）如何选择变压器、整流二极管、滤波电容及调整三极管或集成稳压块；（2）合理选择电路结构，并完成全电路元器件参数设计、绘制电路图；（3）短路保护实现方法（4）掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法（5）撰写设计报告。 3．设计注意：（1）电源变压器、整流二极管、滤波电容、调整三极管或集成稳压块等元件只做选择性设计；（2）完成全电路元器件参数设计、绘制出整体电路图；（3）撰写设计报告要符合下列格式并按时上交，逾期将延与下届。一、书写要求二、上交时间要求上交书面及电子稿发至邮箱：

撰写设计报告格式：（仅供参考，不要全部抄龚）见附录一集成直流稳压电源的设计与制作姓名 1 绪言随着半导体工艺的发展，稳压电路也制成了集成器件。由于集成稳压器具有体积小，外接线路简单、使用方便、工作可靠和通用性等优点，因此在各种电子设备中应用十分普遍，基本上取代了由分立元件构成的稳压电路。集成稳压器的种类很多，应根据设备对直流电源的要求来进行选择。对于大多数电子仪器、设备和电子电路来说，通常是选用串联线性集成稳压器。而在这种类型的器件中，又以三端式稳压器应用最为广泛。 2 设计要求

1.初始条件：（1）集成稳压器选用LM317与LM337或其他芯片，性能参数和引脚排列请查阅集成稳压器手册。（2）电源变压器为双15Ｖ／25Ｗ。（3）其参考电路之一如图1所示图1 ±1.25V-±15V连续可调直流稳压器参考电路原理图 2.主要性能指标：（1）输出电压Vo：±1.25 - ±12V连续可调。（2）最大输出电流Iomax=800mA （3）纹波电压ΔVop-p≤5mV （4）稳压系数Sv≥3X10-3 3.设计要求：（1）依据已知设计条件确定电路形式。（2）计算电源变压器的效率和功率。（3）选择整流二极管及计算滤波电容（4）安装调试与测量电路性能，画出实际电路原理图。（5）按规定的格式，写出课程设计报告。 3 总体设计思路在本次课程设计中我准备采用串联型稳压电路，集成稳压器选用LM317与LM337，电源变压器选用双15Ｖ／25Ｗ。由于输入电压u1发生波动、负载和温度发生变化时，滤波电路输出的直流电压U I会随着变化。因此，为了维持输出电压U I稳定不变，还需加一级稳压电路。

较大功率直流电机驱动电路的设计方案

1 引言直流电机具有优良的调速特性，调速平滑、方便、调速范围广，过载能力强，可以实现频繁的无级快速启动、制动和反转，能满足生产过程中自动化系统各种不同的特殊运行要求，因此在工业控制领域，直流电机得到了广泛的应用。许多半导体公司推出了直流电机专用驱动芯片，但这些芯片多数只适合小功率直流电机，对于大功率直流电机的驱动，其集成芯片价格昂贵。基于此，本文详细分析和探讨了较大功率直流电机驱动电路设计中可能出现的各种问题，有针对性设计和实现了一款基于25D60-24A 的直流电机驱动电路。该电路驱动功率大，抗干扰能力强，具有广泛的应用前景。 2 H 桥功率驱动电路的设计在直流电机中，可以采用GTR 集电极输出型和射极输出性驱动电路实现电机的驱动，但是它们都属于不可逆变速控制，其电流不能反向，无制动能力，也不能反向驱动，电机只能单方向旋转，因此这种驱动电路受到了很大的限制。对于可逆变速控制， H 桥型互补对称式驱动电路使用最为广泛。可逆驱动允许电流反向，可以实现直流电机的四象限运行，有效实现电机的正、反转控制。而电机速度的控制主要有三种，调节电枢电压、减弱励磁磁通、改变电枢回路电阻。三种方法各有优缺点，改变电枢回路电阻只能实现有级调速，减弱磁通虽然能实现平滑调速，但这种方法的调速范围不大，一般都是配合变压调速使用。因此在直流调速系统中，都是以变压调速为主，通过PWM(Pulse Width Mo dulation)信号占空比的调节改变电枢电压的大小，从而实现电机的平滑调速。 2.1 H 桥驱动原理要控制电机的正反转，需要给电机提供正反向电压，这就需要四路开关去控制电机两个输入端的电压。当开关S1 和S4 闭合时，电流从电机左端流向电机的右端，电机沿一个方向旋转;当开关S2 和S3 闭合时，电流从电机右端流向电机左端，电机沿另一个方向旋转， H 桥驱动原理等效电路图如图1 所示。

±12V简易直流稳压电源课程设计设计

电工与电子技术课程设计直流稳压电源设计专业班级姓名指导教师日期_ __

前言主要内容: 课题名称与技术要求：设计课题：串联型晶体管稳压电源 <1>输出直流电压Uo=12V,且连续可调，调节范围±2V <2>最大输出电流Ilm≤200mA <3>稳压系数Sr<10% <4>具有过流保护功能资料收集与工作过程简介: 在这次课程设计的过程中，我仔细看了课程设计的要求，去逸夫图书馆借了相关的资料，查阅了设计论文的格式样本，比较了各种设计方案的优劣，最终把自己觉得最好的方案的相关参数计算出来。自从上个学期开始，我们就开始学电工，这学期的模电在实际生活中十分有用，在设计过程中我也发现了许多问题，正如参加飞思卡尔设计电路焊板子一样，我还有很多不足之处。通过了对该电路的设计，调试，我学会了用整流变压器，整流二极管，滤波电容以及集成稳压器等元件设计直流稳压电源。这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

目录摘要---------------------------------------------------------------------4 设计要求---------------------------------------------------------------6 主要器件选择---------------------------------------------------------9 单元电路设计原理，参数计算------------------------------------12 结论与心得体会-----------------------------------------------------17 参考文献--------------------------------------------------------------18 元器件明细表--------------------------------------------------------19

数字式PWM可逆直流调速系统

一、设计要求： 1、调速范围D=20，静差率S ≤5%。再整个调速范围内要求转速无极、平滑可调； 2、动态性能指标：电流环超调量 δ≤5%：空载启动到额定转速时转速超量δ≤10% 直流电动机的参数：直流电动机型号（KW ） Z2—32 额定容量（KW ） 2.2 额定电压（V ） 220 额定电流（A ） 12.5 最大电流（A ） 18.75 额定转速（rpm ） 1500 额定励磁（A ） 0.61 GD 2 (kg m 2 ) 0.105 电动机电枢电阻RA （） 1.3 电动机电枢电感la （Mh ） 10 名称数值整流侧内阻Rn （Ω） 0.037 整流变压器漏感Lt （mH ） 0.24 电抗器直流电阻Rh （Ω） 0.024 电抗器电感Lh （mh ） 3.2 2.1控制系统的整体设计直流双闭环调速系统的结构图如图1所示，转速调节器与电流调节器串极联结，转速调节器的输出作为电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制PWM 装置。其中脉宽调制变换器的作用是：用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电机转速，达到设计要求。总体方案简化图如图1所示。 ASR ACR U *n + - U U i U * i + - U c TA V M + U d I d UPE L - M

2.2桥式可逆PWM变换器的工作原理脉宽调制器的作用是：用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定宽度可变的脉冲电压序列，从而平均输出电压的大小，以调节电机转速。桥式可逆PWM 变换器电路如图2所示。这是电动机M两端电压的极性随开关器件驱动电压的极性变化而变化。图2 桥式可逆PWM变换器电路

单闭环可逆直流调速系统

运动控制系统课程设计课题：单闭环可逆直流调速系统系别：电气与信息工程学院专业：自动化姓名：学号：成绩：河南城建学院 2015年12月31日

目录一、设计目的 (2) 二、设计任务及要求 (2) 三、总体方案设计 (2) 四、硬件电路设计 (3) 4.1.1 直流调速系统稳态性能分析 (3) 4.1.2静态性能指标 (4) 4.1.3 基于稳态性能指标闭环直流调速系统设计 (5) 4.1.4 直流调速系统动态性能分析 (6) 4.1.5基于动态性能指标及系统动态稳定性反馈控制闭环直流调速系统设计 (9) 4.2、控制系统动、静态数学模型的建立 (10) 4.2.1 双极性控制的桥式可逆PWM变换器的工作原理 (10) 4.2.2桥式可逆PWM变换器 (10) 五、计算机仿真 (13) 六、设计总结 (14) 参考文献 (16)

一、设计目的在电力拖动系统中，调节电压的直流调速系统是应用最为广泛的一种调速方法，除了利用晶闸管获得可控的直流电源外，还可以利用其他可控的电力电子器件，采用脉冲调制的方法，直接将恒定的直流电压调制为极性可变、大小可调的直流电压，用以实现直流电机电枢电压的平滑调节，构成脉宽直流调速系统。本设计采用了PWM 脉宽调制的方法，完成了带转速负反馈的单闭环直流调速系统的设计及实验。本设计重点介绍了单闭环可逆直流调速系统的总体结构、设计原理及参数优化设计方法，提供了通过matlab 仿真进行实验效果预分析和校正处理，得到较为理想结果后进行实际操作和调试的实验思路。二、设计任务及要求本次运动控制课程设计要求自拟控制系统性能指标的要求（调速范围、静差率、超调量、动态速降、调节时间等）设计系统原理图，完成元器件的选择，选择调节器并计算调节器参数，并进行仿真或实验验证系统合理性。为了进行定量的计算，选一组电机参数：功率kw P N 18=，额度电压 v U N 220=，额定电流A I N 94=,额定转速min /1000r n N =，电枢电阻Ω=15.0a R ，主电路总电阻Ω=45.0R ，40=s k 。最大给定电压V U nm 15*=，整定电流反馈电压 V U im 10=.要求系统调速范围20=D ,静差率%10≤,N dbt I I 5.1=,N dcr I I 1.1=。三、总体方案设计为了提高直流系统的动静态性能指标，通常采用单闭环控制系统。对调速系统的要求不高的场合，采用单闭环系统，而对调速系统指标要求高的采用多闭环系统。按反馈的方式不同可分为转速反馈、电流反馈、电压反馈等。在单闭环系统中，转速单闭环运用较多。在本设计中，转速单闭环实验是将反应转速变化的