基于单片机的直流斩波电路的设计说明
直流降压斩波电路的设计.
直流降压斩波电路的设计摘要: 本实验设计的是Buck降压斩波电路，采用全控型器件IGBT。
根据降压斩波电路设计任务要求设计主电路、控制电路、驱动及保护电路。
关键词:降压斩波，主电路、控制电路、驱动及保护电路。
引言：直流传动是斩波电路应用的传统领域，而开关电源则是斩波电路应用的新领域，是电力电子领域的一大热点。
DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。
直流变换电路的用途非常广泛，包括直流电动机传动、开关电源、单相功率因数校正，以及用于其他领域的交直流电源。
斩波器的工作方式有：脉宽调制方式，频率调制方式和混合型。
脉宽调制方式较为通用。
当今世界软开关技术使得DC/DC变换器发生了质得变化和飞跃。
美国VICOR公司设计制造得多种ECI软开关DC/DC 变换器，最大输出功率有300W、600W、800W等，相应得功率密度为（6.2、10、17）W/cm3，效率为（80—90）%。
日本NemicLambda公司最新推出得一种采用软开关技术得高频开关电源模块RM系列，其开关频率为200—300KHz,功率密度已达27W/cm3，采用同步整流器（MOS-FET代替肖特基二极管），使整个电路效率提高到90%。
1设计目的直流斩波电路（DC Chopper）的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直接直流—直流变换器（DC/DC Converter）。
直流斩波电路一般是指直接将直流电变为另一直流电的情况，不包括直流—交流—直流的情况，其中IGBT 降压斩波电路就是直流斩波中最基本的一种电路，是用IGBT作为全控型器件的降压斩波电路，用于直流到直流的降压变换。
IGBT是MOSFET与GTR的复合器件。
它既有MOSFET 易驱动的特点，输入阻抗高，又具有功率晶体管电压、电流容量大等优点。
其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工作于几十千赫兹频率范围内，故在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。
直流斩波电路原理实验
直流斩波电路原理实验一、实验目的(1)加深理解斩波器电路的工作原理。
(2)掌握斩波器主电路、触发电路的调试步骤和方法。
(3)熟悉斩波器电路各点的电压波形。
二、实验所需挂件及附件序号型号备注1 DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。
2 DJK05直流斩波电路该挂件包含触发电路及主电路两个部分。
3 DJK06 给定及实验器件该挂件包含“给定”等模块。
4 D42 三相可调电阻5 双踪示波器自备6 万用表自备三、实验线路及原理本实验采用脉宽可调的晶闸管斩波器，主电路如图3-24所示。
其中VT1为主晶闸管，VT2为辅助晶闸管, C和L1构成振荡电路,它们与VD2、VD1、L2组成VT1的换流关断电路。
当接通电源时，C经L1、VD1、L2及负载充电至+U d0，此时VT1、VT2均不导通，当主脉冲到来时，VT1导通，电源电压将通过该晶闸管加到负载上。
当辅助脉冲到来时，VT2导通，C通过VT2、L1放电，然后反向充电，其电容的极性从+U d0变为-U d0，当充电电流下降到零时，VT2自行关断，此时VT1继续导通。
VT2关断后，电容C通过VD1及VT1反向放电，流过VT1的电流开始减小，当流过VT1的反向放电电流与负载电流相同的时候，VT1关断；此时，电容C继续通过VD1、L2、VD2放电，然后经L1、VD1、L2及负载充电至+U d0，电源停止输出电流，等待下一个周期的触发脉冲到来。
VD3为续流二极管，为反电势负载提供放电回路。
图3-24 斩波主电路原理图从以上斩波器工作过程可知，控制VT2脉冲出现的时刻即可调节输出电压的脉宽, 从而可达到调节输出直流电压的目的。
VT1、VT2的触发脉冲间隔由触发电路确定。
斩波器触发电路如图1-27所示，其原理可参见1-3节内容。
实验接线如图3-25所示，电阻R用D42三相可调电阻，用其中一个900Ω的电阻；励磁电源和直流电压、电流表均在控制屏上。
图3-25 直流斩波器实验线路图四、实验内容(1)直流斩波器触发电路调试。
单片机第三章直流斩波电路n
滤波原理
直流斩波电路通过滤波电路对 高频脉冲进行滤波，得到稳定 的直流输出。
控制原理
直流斩波电路通过控制器对开 关元件的控制信号进行调节， 实现对输出的精确控制。
直流斩波电路的基本结构
控制器
控制器负责生成开关元件的控制 信号，用于调节电源的输出。
开关元件
滤波电路
开关元件是直流斩波电路的核心 部分，负责快速切换电源的输出。
优点
• 高效率 • 精确控制 • 能量回收
局限
• 电磁干扰 • 纹波幅度 • 成本较高
直流斩波电路的未来发展趋势
随着电力电子技术的不断进步，直流斩波电路将进一步提高电压和电流的调 节精度，降低纹波幅度，并应用于更广泛的领域，如新能源和电动汽车。
直流斩波电路的作用
电压/电流调节
直流斩波电路能够调节直流电源的输出电压或电流，满足特定的需求。
能量回收
直流斩波电路可实现电能的回收利用，减少能源的浪费。
电机驱动
直流斩波电路可用于控制电机的速度和转向，实现高精度的电机控制。
直流斩波电路的原理
切换原理
直流斩波电路通过开关元件的 快速切换，将直流电源的输出 转换为高频脉冲。
直流斩波电路
直流斩波电路是一种用于调节直流电源输出的电路，通过切换电源的开关来 改变输出电压或电流。
直流斩波电路的定义
1 调节直流电源
直流斩波电路可通过高频开关路由，调节直流电源的输出电压或电流。
2 重要组成部分
直流斩波电路主要由控制器、开关元件和滤波电路组成。
3 作为电源变换器
直流斩波电路也可以将直流电源转换为交流电源。
滤波电路对高频脉冲进行滤波， 使输出稳定且纹波尽可能小。
直流斩波电路的应用示例
直流斩波电路实验
实验四直流斩波电路实验一．实验目的1．加深理解斩波器电路的工作原理2．掌握斩波器的主电路，触发电路的调试步骤和方法。
3．熟悉斩波器各点的波形。
二．实验内容1．触发电路调试2．斩波器接电阻性负载。
3．斩波器接电阻—电感性负载。
三．实验线路与原理本实验采用脉宽可调逆阻型斩波器。
其中VT1为主晶闸管，当它导通后，电源电压就加在负载上。
VT2为辅助晶闸管，由它控制输出电压的脉宽。
C和L1为振荡电路，它们与VT2、VD1、L2组成VT1的换流关断电路。
斩波器主电路如图4-14所示。
接通电源时，C经VD1，负载充电至+Udo，VT1导通，电源加到负载上，过一段时间后VT2导通，C和L1产生振荡，C上电压由+Vdo变为-Vdo，C经VD1和VT1反向放电，使VT1、VT2关断。
从以上斩波器工作过程可知，控制VT2脉冲出现的时刻即可调节输出电压的脉宽，从而达到调压的目的，VT1、VT2的脉冲间隔由触发电路决定。
四．实验设备及仪器1．MCL系列教学实验台主控制屏。
2．MCL—18组件（适合MCL—Ⅱ)或MCL—31组件（适合MCL—Ⅲ）。
3．MCL—33组件或MCL—53组件（适合MCL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ）。
4．MCL—06组件或MCL—375．MEL—03三相可调电阻器(或自配滑线变阻器450 ，1A)6．双踪示波器7．万用表五．注意事项1．斩波电路的直流电源由三相不控整流桥提供，整流桥的极性为下正上负，接至斩波电路时，极性不可接错。
2．实验时，每次合上主电源前，须把调压器退至零位，再缓慢提高电压。
3．实验时，若负载电流过大，容易造成逆变失败，所以调节负载电阻，电感时，需注意电流不可超过0.5A。
4．若逆变失败，需关断主电源，把调压器退至零位，再合上主电源。
5．实验时，先把MCL-18的给定调到0V，再根据需要调节。
六．实验方法1．触发电路调试打开MCL—06面板右下角的电源开关（或接人MCL—37低压电源）。
调节电位器RP，观察“2”端的锯齿波波形，锯齿波频率为100Hz左右。
直流斩波电路工作原理分析
直流斩波电路工作原理分析直流斩波电路的主要是实现直流电能的变换，对直流电的电压或电流进行控制。
按照输入电压与输出电压之间的关系，可以分为六种不同的形式，分别为降压斩波电路（BUCK ）、升压斩波电路（BOOST ）、升降压斩波电路（BUCK-BOOST ）、Cuk 斩波电路、Sepic 斩波电路和Zeta 斩波电路。
下面分别对它们的工作原理进行简单的介绍。
一．降压斩波电路降压斩波（BUCK ）电路的拓扑结构图如1-1所示。
U io图1-1 BUCK 电路拓扑结构分析在开关器件导通和关断时，电路的动态工作过程。
图1-1中实线部分表示开关器件导通时的回路，虚线部分表示器件关断时的续流回路。
在续流过程中，根据电感中的电流的不同分为，电感电流连续（CCM ）和断续（DCM ）两种情况。
由此可以得到降压斩波电路的动态工作过程如图1-2所示。
U ioa) S 导通时等效电路oCob) S 关断，i L ≠0时等效电路c) S 关断，i L =0时等效电路图1-2 BUCK 电路动态工作过程在工作过程中，驱动信号以及电感上的电压和电流波形如图1-2所示。
u Su Li Li La) 电感电流连续时波形b) 电感电流断续时波形图1-3 BUCK 电路的工作原理图由电感器件的伏秒平衡原理，可以得出在电流连续和断续两种情况下，BUCK 斩波电路的输出电压。
a) 电感电流连续时，有()(1)0i o o U U D U D ---= （1-1）化简可得o i U DU = （1-2）b) 电感电流断续时，有1()0i o o U U D U --∆= （1-3）化简可得1o i DU U D =+∆ （1-4） 由此可以看出，电感电流断续情况下的输出电压更高。
二．升压斩波电路升压斩波（BOOST ）电路的拓扑结构如图2-1所示。
U iLo图2-1 BOOST 电路拓扑结构在图2-1中，实线部分表示开关器件导通时的回路，虚线部分表示开关器件关断时的回路，由此可以得到升压斩波电路的动态工作过程如图2-2所示。
单片机控制地直流斩波器设计
标准文案大全本科毕业设计（论文）题目单片机控制的直流斩波器院系专业名称电子信息工程年级班级学生姓名指导教师年月日摘要传统开关电源是模数结合的硬件为主的控制方式，其控制精度、响应速度等都由电路拓扑结构和器件本身的参数决定，很难进一步提升其性能。
随着微处理器处理技术的日趋成熟，开关电源的软硬件结合的控制技术得到了广泛的关注，它呈现出纯硬件控制方式无法比拟的优点。
本论文以单片机为控制核心对开关电源进行了可编程控制的设计。
首先介绍了开关电源数控技术的研究现状及趋势；对整个系统的硬件电路进行了各模块的设计及对应器件的选型；在此基础上，对软件部分实现过程进行了详细阐述。
【关键词】单片机，开关电源AbstractConventional switching power supply is combined with hardware-based module control mode, the control accuracy, response speed by the circuit topology and device parameters of the decision itself, it is difficult to further improve its performance. With the microprocessor processing technology matures, switching power supply control software and hardware combination technology has been widespread concern, it presents a pure hardware control mode can not match advantage.In this thesis, the core of the microcontroller for the control of switching power supply for the programmable control of the attempt. First introduced the technique of switching power supply CNC status and trends; on the whole system has briefly introduces the hardware design and partial implementation of the software process described in detail.Key words： microcontroller, switching power supply目录目录 (3)第一章前言 (5)1.选题目的和意义 (5)2.国内外综述 (5)第二章系统硬件设计 (1)2.1系统原理 (1)2.2硬件的选取 (2)2.3半桥输出的PWM波产生电路 (3)2.4A/D采样及调理电路 (4)2.41电压采样电路 (4)2.42 电流采样调理电路 (5)2.5矩阵键盘电路 (5)2.6液晶LCD显示电路 (7)2.61 液晶1602显示器介绍 (7)2.62本系统中1602的应用 (8)第三章系统软件设计 (1)3.1软件设计总体思路 (2)3.2系统主程序模块 (2)3.21 始初化模块 (3)3.22 PWM波发生模块 (3)3.23 A/D转换模块 (7)3.24 PID算法处理模块 (11)3.25 LCD液晶显示模块 (13)3.26 按键处理模块 (14)3.3中断服务程序模块 (15)3.31 中断程序原理及框图 (15)3.32 数字滤波算法 (16)第四章结论 (18)致谢 (20)参考文献 (21)附录 (23)目录？前言1.选题目的和意义直流斩波电路（DC Chopper）的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。
实验三 直流斩波电路
示波器使用注意：如两个波形不共地，不能同时测量，根据波形幅值大小，有的波形需要选择*10档。
实验三直流斩波电路(设计性)的性能研究一．实验目的熟悉六种斩波电路（buck chopper 、boost chopper 、buck-boost chopper、cuk chopper、sepic chopper、zeta chopper)的工作原理，掌握这六种斩波电路的工作状态及波形情况。
二．实验内容1 SG3525芯片的调试2 斩波电路的连接3 斩波电路的波形观察及电压测试三．实验设备及仪器1 电力电子教学试验台主控制屏2 MMCL-22组件3 示波器4 万用表四．实验方法按照面板上各种斩波器的电路图，取用相应的元件，搭成相应的斩波电路即可.1. SG3525性能测试先按下开关s1（1）锯齿波周期与幅值测量(分开关s2、s3、s4合上与断开多种情况）。
测量“1”端。
记录不同频率时锯齿波的周期及幅值。
（2）输出最大与最小占空比测量。
测量“2”端。
2．buck chopper(1)连接电路。
将UPW(脉宽调制器)的输出端2端接到斩波电路中IGBT管VT的G端, 4端接到斩波电路中IGBT管VT的E端。
分别将斩波电路的1与3，4与12，12与5，6与14，15与13，13与2相连，照面板上的电路图接成buck chopper斩波器。
(2)观察负载电压波形。
经检查电路无误后,按下开关s1、s8，用示波器观察VD1两端12、13孔之间电压，调节upw的电位器rp，即改变触发脉冲的占空比，观察负载电压的变化，并记录电压波形(3)观察负载电流波形。
用示波器观察并记录负载电阻R4两端波形(4)改变脉冲信号周期。
在S2、S3、S4合上与断开多种情况下,重复步骤(2)、(3)(5)改变电阻、电感参数。
可将几个电感串联或并联以达到改变电感值的目的，也可改变电阻，观察并记录改变电路参数后的负载电压波形与电流波形，并分析电路工作状态。
直流斩波电路研究实验报告
直流斩波电路研究实验报告直流斩波电路研究实验报告引言直流斩波电路是一种常见的电子电路，它可以将直流电转换为可变的脉冲电流。
在本次实验中，我们将研究直流斩波电路的原理和性能，并通过实验验证其工作效果。
一、实验目的本次实验旨在通过搭建直流斩波电路，研究其工作原理和性能，并通过实验结果验证理论分析的正确性。
二、实验原理直流斩波电路由三个主要部分组成：输入直流电源、可变电阻和输出负载。
当输入直流电压经过可变电阻调节后，通过开关控制，形成一系列脉冲电流，最后通过输出负载得到所需的电压波形。
三、实验步骤1. 搭建直流斩波电路：将输入直流电源与可变电阻相连，并接入开关和输出负载。
2. 调节可变电阻：通过调节可变电阻的阻值，控制输出电压的大小。
3. 控制开关：通过控制开关的开关频率和占空比，调节输出脉冲的频率和宽度。
4. 观察输出波形：使用示波器观察输出波形，并记录实验数据。
四、实验结果与分析通过实验观察和数据记录，我们得到了直流斩波电路的输出波形。
根据理论分析，我们可以得出以下结论：1. 输出波形的频率和宽度与开关的开关频率和占空比有关。
当开关频率较高且占空比较大时，输出波形的频率较高且宽度较宽。
2. 输出波形的幅值与输入直流电压和可变电阻的阻值有关。
当输入直流电压较高且可变电阻的阻值较小时，输出波形的幅值较大。
五、实验结论通过本次实验，我们验证了直流斩波电路的工作原理和性能。
我们发现，通过调节可变电阻和控制开关，我们可以得到不同频率、宽度和幅值的输出波形。
这种电路在实际应用中具有广泛的用途，例如在电力变换、电子通信和电动机控制等领域都有重要的应用。
六、实验总结通过本次实验，我们对直流斩波电路有了更深入的了解。
我们通过实验验证了理论分析的正确性，并掌握了搭建和调节直流斩波电路的方法。
在实验过程中，我们还学会了使用示波器观察和记录波形数据的技巧。
这些实验技能对我们今后的学习和研究都具有重要的意义。
七、参考文献[1] 张三, 李四. 直流斩波电路原理与应用[M]. 北京：电子工业出版社，2010.[2] 王五, 赵六. 电子电路实验指导[M]. 北京：高等教育出版社，2015.以上为直流斩波电路研究实验报告的主要内容。
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基于单片机的直流斩波电路的设计本文介绍了基于单片机的直流斩波电路的基本方法，直流斩波电路的相关知识以及用单片机产生ＰＷＭ波的基本原理和实现方法。
重点介绍了基于MCS 一51单片机的用软件产生PWM 信号以及信号占空比调节的方法。
对于实现直流斩波提供了一种有效的途径。
本次设计中以直流降压斩波电路为例。
关键词：单片机最小系统； PWM ；直流斩波：直流降压斩波电路的原理斩波电路的典型用途之一是拖动直流电动机，也可带蓄电池负载，两种情况下负载中均会出现反电动势，如图3-1中Em 所示 工作原理，两个阶段t=0时V 导通，E 向负载供电，uo=E ，io 按指数曲线上升t=t1时V 关断，io 经VD 续流，uo 近似为零，io 呈指数曲线下降为使io 连续且脉动小，通常使L 值较大数量关系电流连续时，负载电压平均值E E T t E t t t U on off on on o α==+=a ——导通占空比，简称占空比或导通比Uo 最大为E ，减小a ，Uo 随之减小——降压斩波电路。
也称为Buck 变换器（Buck Converter ）。
负载电流平均值R E U I m o o -= （3-2）电流断续时，uo 平均值会被抬高，一般不希望出现斩波电路有三种控制方式：1）保持开关周期T 不变，调节开关导通时间t on ，称为脉冲宽度调制或脉冲调宽型：2）保持导通时间不变，改变开关周期T ，成为频率调制或调频型；3）导通时间和周期T 都可调，是占空比改变，称为混合型。
其原理图为：图3-1降压斩波电路的原理图及波形a）电路图b）电流连续时的波形c）电流断续时的波形驱动电路更加复杂。
设计方案：用单片机为控制核心，以电力电子器件ＩＧＢＴ为主电路关键器件，完成直流斩波器的电路设计，包括控制程序设计、电力电子器件驱动、信号隔离及其它的一些保护部分。
指标要求：输入电压要求：ＡＣ220Ｖ50Ｈz输出电压为0——180Ｖ输出功率：1ＫＷ设计框图本设计总体框图如图所示，系统分为五部分：主电路、控制电路、集中隔离与驱动电路等。
主电路即直流斩波电路，这个电路把输入的220Ｖ电压变为0到180Ｖ的输出电压：控制电路实现变换控制器的实时控制，综合给定和反馈信号，微控制器处理后为斩波开关器件提供开通、判断信号和保护功能；信号隔离驱动电路完成信号的隔离和为斩波开关器件提供驱动信号；采集电压信号，输出电压模拟量，通过ＡＤ转换器转换成微控制吕能处理的数字量；电流保护电路防止系统过电流而损坏器件；低压电源电路为系统提供稳定的工伯电压；续流电路的作用为：当斩波开关关断时，电路中电流能连续流过负载。
主电路形式与控制算法根据设计任务的要求：主电路输入电压为220Ｖ，输出电压为180Ｖ最大，所以采用降压斩波电路。
降压直流斩波电路可以分为隔离型降压直流斩波电路和非隔离型降压直流斩波电路。
隔离型降压直流斩波电路的能量输出是由高频变压器耦合完成的，该变压器可以使斩波的输入电源与负载之间实现电气隔离；非隔离型降压直流斩波电路在工作期间输入源和输出共用一个共同的电流通路。
根据设计任务的要求，本设计选择隔离型ＤＣ－ＤＣ斩波器。
系统的控制核心为微控制器，由于控制新芯片的指令执行速度是一定的，其输出脉冲最小宽度受到限制，因此在控制算法——调整占空比的实施中拟采用保持脉冲宽度不变，而调整脉冲周期的做法。
即斩波开关的关断时间不变，当根据输入电压的要求而相应的改变导通时间，这样同样可以得到通过电压而控制占空比的要求。
ＩＧＢＴ的特性：作为主电路的关键器件，ＩＧＢＴ的特性对于电路的工作有重要的影响。
主电路工作原理与原理图：主电路如图所示，控制电路产生开关信号控制斩波开关ＩＧＢＴ导通与关断，电感电容起到低通虑波的作用，在斩波开关Ｖ关断期间由二极管完成续流。
在实际工作时，当单片机产生的ＰＷＭ脉冲使Ｖ导通后，电容开始充电，输出电压回到负载两端。
在电容充电过程中，电感的电流逐渐增加，储存的磁场能量也逐渐增加，此时，续流二极管因反向偏而关断，经过开通时间后，当控制信号使ＩＧＢＴ关断时，在Ｌ两端产生的感应电势使二极管导通，Ｌ储存的能量便通续流二极管完成续流，同时将能量供给负载，经过关断时间，控制脉冲又使ＩＧＢＴ导通，上述过程重复发生。
设计主电路的参数与选型斩波开关ＩＧＢＴ参数的计算与选型：根据要求输入的220Ｖ交流电，经三相不可控整流后输出的电压为514Ｖ，为了安全器件留有一定的裕量，所以选择ＩＧＢＴ的额定工作电压为正常工作电压峰的2－3倍，即额定电压为ＶＥ＝1000Ｖ，根据功率为1000Ｗ，Ｖmax为180Ｖ，最大输出电流为5.5Ａ，选择ＩＧＢＴ额定电流大于其即可。
经查询相关的数据，选择西门子的ＢＳＭ25ＧＢ120ＤＮ2型ＩＧＢＴ，其最大工作电流为25Ａ，额定工作电压为1200Ｖ，这样器件的安全系数就大。
电感Ｌ的计算:主电路中的Ｌ的作用就是为虑波、能量转换与减小电流变换率的作用，直流斩波电路输入电压最大值为500Ｖ，输出最大为180Ｖ，ＩＧＢＴ开通时间为512us，由以上数据可得最大开关周期＝512/0.35＝1.5ms ，又因为电阻Ｒ为180/5.5＝33欧，根据算行得Ｌ>50mh，所以取Ｌ为50mH.电容Ｃ的计算:电容Ｃ2是虑波电容，它可以使输出电压稳定，通常设计时是按负载的情况来选择电容的大小，使，由上面可知Ｒ＝33欧，Ｔ＝1.5ms，算得Ｃ＝25uf，为使虑波效果更好，我们取Ｃ2＝1000uf。
二极管Ｄ的计算:Ｄ的作用是在ＩＧＢＴ判断时起到续流的作用，迅速的释放电感Ｌ中存储的能量，防止因电感Ｌ的能量无法释放而感应出高电压而击穿开关器件。
主电路的输入电压为514Ｖ，当ＩＧＢＴ导通时Ｄ承受的反向电压即为514Ｖ，为保留一定的裕度，我们取Ｄ的反向电压为1.5*514Ｖ＝700Ｖ，当ＩＧＢＴ判断期间，Ｌ的续流大小为5.5Ａ，可选择型号为ＨＦＡ15ＴＢ60的快速恢复二极管。
控制电路的组成与功能:控制电路如下图所示，控制电路由单片机与ＡＤ转换器加外围电路组成。
控制电路实现变换器的实时控制，综合给定，经处理后为开关器件提供开通、判断信号与保护信号，控制电路实现实时控制，产生ＰＷＭ信号。
控制选用单片机与电钟信号电路与复位电路、报警电路。
电钟电路与复位电路电单片机系统的必要组成，控制单片机的机器周期与功能复位。
由单片机的一个输出位品输出占空比可调的俯冲信号，经三极管进行俯冲放大，用脉冲变压器进行电气隔离，进而控制ＩＧＢＴ的与判断。
控制电路的核心——ＡＤＣ转换单片机系统:由于系统电路工作于高速开关状态，电力电子器件工作于强脉冲电流，电磁干扰严重，因此微处理器选型从如下方面考虑：满足功能要求；满足抗干扰要求；满足速度要求；良好的性价比。
单片微机系统作为自动控制装置的核心，具有功能强、体积小、可靠性高、易开发、易于扩展等优点，尤以ＡＴＭＥＬ公司司生产的89Ｃ51应用比较广泛，89Ｃ51也可以满足上述的要求。
其电路原理图为：控制主电路控制电路其它部分过电流过电压保护电路、过电压过电流报警电路、模数转换电路组成。
过电流与过电压保护电路：保护电路在系统中不可缺少，良好的保护措施可以大提高系统的可靠性。
过电流出现的原因是系统电路或负载不正常，因此必须保证电路中有可靠的过电流保护电路，该电路的作用是防止电路中电流过磊而损坏元件。
过电流判断采用比较器，将输入电流信号和参考信号进行比较，得到过流信号送到单片机的位口Ｐ3.2，单片机作出过流处理响应，判断ＩＧＢＴ，起到过电流保护作用。
过电流保护电路由比较器，二极管、滑动变阻器、电阻组成。
（过电流与过电压保护电路）过电流与过电压保护报警电路过电流过电压报警电路由发光二极管和电阻组成，起到过电流过电压报警的作用，工作原理：通过程序控制单片机Ｉ/Ｏ端口电平的高低，进而控制发光二极管的亮灭。
系统通过对Ｐ1.3与Ｐ1.6端口的置1或置0，控制端口电平的高或低，当端口电平为高电平时，发光二极管两端压差为0，发光二极管不亮；当二极管电平为低时，发光二极管被驱动，灯亮。
（过电流与过电压保护报警电路）模数转换器模数转换器ＡＤＣ0809与单片机89Ｃ51的接口电路如上图所示，ＡＤＣ0809与单片机的接口可以采用查询方式和中断方式。
本系统采用中断方式，这样可使控制参数——占空比紧随输入而变。
当转换结束时，ＥＯＣ输出高电平脉冲，经单片机中断后，读取ＡＤ转换结果并存储到定时器中，随后产生相应的方波，然后启动ＡＤＣ0809的下一次转换。
由于ＡＤＣ0809片无时钟，所以必须外接一个振荡电路提供时钟信号，这里采用单片机的时钟信号。
当选择地址时，给ＡＤＣ一个信号以启动它的转换和转换结束后取相应的数据。
作为改变占空比而设置的输入电压为从0到5Ｖ代表着占空比从0到35%，通过改变可调电阻，ＡＤＣ输入通道ＩＮ0的电压大小不一样，ＡＤＣ将其转换成相应的数字量并送到单片机中进行要示求的产生脉冲信号，进而变成可调占空比的脉冲信号。
在本次设计中当电压达到最大5Ｖ时，代表占空比最大复位电路与时钟电路上电复位电路要求接通电源后，单片机实现复位操作，开机瞬间必须保证ＲＳＴ引脚上出现10了上的稳定电压，单片机就可以进行可靠的复位操作，单片机的复位操作使单片机进入初始化状态，即程序计数器ＰＣ＝0000Ｈ，程序从0000Ｈ地址单元开始。
复位电路还有另一作用即：在发生过电流过电压时，要进行复位退出报警循环，判断电路。
信号隔离与驱动电路如图报示，它由电阻Ｒ1，三极管，变压器，稳压管组成。
脉冲变压器耦合方式其特点为隔离后可以直接驱动ＩＧＢＴ，不必再次充立驱动电路，使电路结构简单。
当单片机的位口Ｐ1.0输出为高电平时，三极管导通，变压器初级得到驱动信号并耦合到次级，进而驱动ＩＧＢＴ：当单片机的位口Ｐ1.0输出为低电平时，三极管不导通，进而判断ＩＧＢＴ。
相关参数的选择：电阻Ｒ8为使三极管的基极限流电阻，为使三极管导通时间可靠的进入饱和状态，应使基极电流为5ma为宜，所以电阻Ｒ＝（5-0.7）/5＝1Ｋ电阻Ｒ6是门极阻尼电阻，作用是使开关器件ＩＧＢＴ更好的导通和判断，减小寄生振荡。
电阻Ｒ可取为10ＩＧＢＴ的栅电压为2~6Ｖ，为此将电压钳制在5Ｖ左右，所以取Ｄ6Ｄ9的电压为5Ｖ。
系统原理图，系统程序系统主电路图. .. .. ..过电流过电压佑护电路过电流过电压报警电路.系统程序：*****ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HLJMP IT0PORG 0013HLJMP IT1PMAIN: MOV SP,#60H ******系统程序初始化****MOV TMOD,#11HSETB IT0SETB IT1SETB EASETB EX1SETB EXOSETB PX0MOV DPTR,#7FF8H **发送ＡＤＣ地址**MOVX DPTR,AWAIT: AJMP WAITIT0P: CLR P1.0 ****过电流电压时佑护程序，判断ＩＧＢＴ** LOOP: CLR P1.3ACALL DELAYSETB P1.3CLR P1.5ACALL DELAYSETB P1.5AJMP LOOPRETIIT1P: CLR P1.0 **产生950us的低电平程序** MOV TL1,#4AHMOV THO,#0FCHSETB TRODLY: JNB TF0,DLYSETB P1.0 **根据输入产生相应时间的高电平*** CLR TR0CLR TFOMOV DPTR,#7FF8HMOVX A,DPTRMOV TL0,AMOV TH0,#0FFHCLR ASETB TR0DLY1: JNB TFO,DLY1CLR TF0CLR TR0MOVX A,DPTRRETIDELAY: MOV TL1,#18H **1ms延时程序**MOV TH1,#OFCHSETB TR1DLY2: JNB TF1,DLYCLR TR1CLR TF1RET设计的心得体会作了一周的课程设计，使我有了很多的心得体会，可以说这次直流斩波电路的性能研究的课程设计是在大家共同努力和在老师的精心指导下共同完成的。