基于單片機(jī)控制的直流穩(wěn)壓電源的畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、天津大學(xué)仁愛學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告課題名稱靜電除塵電源單片控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系 名 稱信息工程系專業(yè)名稱自動(dòng)化學(xué)生姓名指導(dǎo)教師一、課題來源及意義 隨著社會(huì)的發(fā)展，空氣污染越來越嚴(yán)重而各類工業(yè)排放的煙塵又是空氣污染的主要來源。因此，煙氣的清除對(duì)環(huán)境保護(hù)有著重要的意義。靜電除塵電源控制系統(tǒng)是除塵設(shè)備中的重要組成部分，所以它的質(zhì)量的好壞直接影響到除塵效果和穩(wěn)定性。二、高壓靜電除塵電源國內(nèi)外的發(fā)展及現(xiàn)狀我國是個(gè)靜電除塵器大國，我國靜電除塵器使用的電源過去和現(xiàn)在基本上都是工頻50Hz晶閘管相控整流供電。工頻整流電源效率低，輸出文波大，不利于節(jié)能減排，消耗大量銅和鐵，不利于可持續(xù)發(fā)展。而高頻開關(guān)電

2、源供電電源能夠克服上述缺點(diǎn)，歐美發(fā)達(dá)國家都已采用高頻開關(guān)電源給靜電除塵器供電。近年來國內(nèi)的靜電除塵企業(yè)也意識(shí)到節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的重要性，也已紛紛開展高頻化靜電除塵電源的研制，并有企業(yè)開始小批量生產(chǎn)。武漢某公司自主研發(fā)的靜電除塵高頻高壓電源在國內(nèi)屬領(lǐng)先水平。該類產(chǎn)品采用三相整流后IGBT全橋軟開關(guān)諧振逆變在經(jīng)變壓器升壓和高壓整流的基本拓?fù)洌敵鲭妷?0-70KV，輸出電流20-800mA,輸出額定功率56KW，電源轉(zhuǎn)換率大于93%，開關(guān)頻率為20KHz。該公司的產(chǎn)品的產(chǎn)品已經(jīng)在國內(nèi)多個(gè)電廠和鋼廠使用。整體看來國內(nèi)企業(yè)所研制的高頻靜電除塵電源輸出功率都不高，因?yàn)轭~定功率越大,制造工藝和控制技術(shù)

3、的難度也越大，因此國內(nèi)研發(fā)的產(chǎn)品僅局限于小功率等級(jí)的除塵電源。國外在高頻金電除塵電源方面有比較大的技術(shù)優(yōu)勢，如美國的GE公司、丹麥的F.L.SMITH公司和法國的ALSTOM等公司都有相應(yīng)的產(chǎn)品。法國的ALSTOM公司的新產(chǎn)品開關(guān)集成整流器SIR（Switched Integrated Rectifier ）是高頻靜電除塵電源的代表之作，具有業(yè)界較領(lǐng)先的水平，相對(duì)于傳統(tǒng)的電源能夠在相同的封裝空間內(nèi)傳輸大得多的功率。ALSTOM全球范圍在役SIR電源有800多臺(tái)，最大規(guī)格1.7A/70KV，在中國境內(nèi)推廣的實(shí)際規(guī)格只有0.4A/72kV和0.8A/72kV，目前ALSTOM公司的這類產(chǎn)品單價(jià)為4

4、0多萬，是單相工頻整流電源的5倍還多，相對(duì)較貴，因此應(yīng)用也比較局限。 三、研究目標(biāo)利用單片、計(jì)算機(jī)通訊、電力電子技術(shù)，以及電子電路設(shè)計(jì)的基本能力來完成高壓靜電除塵系統(tǒng)的單片控制系統(tǒng)部分設(shè)計(jì)。從而達(dá)到輸出高壓10萬伏，輸出電流0.5安，并采用51單片機(jī)為核心通過霍爾傳感器采集主電路的電壓電流對(duì)主電路控制并實(shí)現(xiàn)保護(hù)；對(duì)IGBT模塊實(shí)現(xiàn)觸發(fā)控制；對(duì)電源模塊進(jìn)行管理。四、研究內(nèi)容1、設(shè)計(jì)電除塵電源控制部分電路。設(shè)計(jì)合理的硬件電路來實(shí)現(xiàn)所需要的測量功能，其中包括霍爾傳感器的設(shè)計(jì)，A/D轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)，單片機(jī)（51）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。2、編寫電除塵電源控制部分的控制程序。3、對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試，實(shí)現(xiàn)電源控制的目的。五

5、、研究方法與手段1、設(shè)計(jì)方案：交流輸出A/D轉(zhuǎn)換89S51單片機(jī)RAM.ROM接口時(shí)鐘報(bào)警保護(hù)信號(hào)輸出電路霍爾傳感器霍爾傳感器功能：主電路電壓電流信號(hào)的采集。A/D轉(zhuǎn)化模塊功能：將輸入的電壓轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量輸出。單片機(jī)控制系統(tǒng)模塊功能：對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，主電路的控制、保護(hù)控制命令。2、設(shè)計(jì)要求：首先由霍爾傳感器對(duì)進(jìn)來的有關(guān)參數(shù)，如電流、電壓進(jìn)行檢測，然后這些參數(shù)經(jīng)轉(zhuǎn)換電路變換為所需要的電流電壓標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)，這些模擬信號(hào)由采樣-保持電路將模擬信號(hào)按周期，依一定次序逐個(gè)采入，經(jīng)放大器、A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量信號(hào)，再將數(shù)字信號(hào)傳輸給單片機(jī)，然后運(yùn)行相應(yīng)程序?qū)Σ杉男畔⑦M(jìn)行綜

6、合分析、計(jì)算。實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備：EL-MUT-III型單片機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱六、進(jìn)度安排1、2009.12.07-2010.03.15 查找資料，了解了靜電除塵的意義來源以及工作原理，單片機(jī)的原理及應(yīng)用，霍爾傳感器的原理，完成開題報(bào)告。2、2010.03.16-2010.03.31 設(shè)計(jì)電除塵電源控制部分的電路3、2010.04.01-2010.04.15 編寫控制系統(tǒng)程序4、2010.04.16-2010.05.09 對(duì)系統(tǒng)軟件進(jìn)行調(diào)試5、2010.05.10-2010.06.01 撰寫論文，準(zhǔn)備答辯。八、參考文獻(xiàn)1 陽憲惠工業(yè)數(shù)據(jù)通信與控制網(wǎng)絡(luò) M北京：清華大學(xué)出版社，20032 陽憲惠現(xiàn)場總線技

7、術(shù)及其應(yīng)用M 北京：清華大學(xué)出版社，19993 余永權(quán)ATMEL89系列單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20024 劉志剛電力電子學(xué) M北京：清華大學(xué)出版社，20045 李剛，林凌與8051兼容的高性能、高速單片機(jī)C8051Fxxx M北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20026 趙晶電路設(shè)計(jì)與制版Protel99高級(jí)應(yīng)用 M北京：人民郵電出版社，20007 閻石數(shù)字電子技術(shù)基本教程 M北京：清華大學(xué)出版社，20078 王兆安，黃俊電力電子技術(shù) M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20009 吳功宜計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) M北京：清華大學(xué)出版社，200710 王化祥自動(dòng)檢測技術(shù) M北京：化學(xué)工業(yè)出版社，200911 倪志蓮劉軍單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) M北京：北京理工大學(xué)出版社，201010 劉軍，石健將.靜電除塵電源的發(fā)展J.環(huán)境工程,2008, 26(5):44-47.11 劉濤,王敦慶，常陽光.基于單片機(jī)的靜電除塵控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.單片機(jī) 開發(fā)與應(yīng)用，2008，24（9-2）:51-53.12 魯光輝.霍爾電流傳感器的性能及應(yīng)用J.四川文理學(xué)院學(xué)報(bào)，2007,17（2）:40-4213 無.單片機(jī)控制的靜電除塵電源調(diào)壓系統(tǒng)BD., 2010