基于STM32的逆变电源设计Word文件下载.docx
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[5]谭浩强《C语言程序设计》清华大学出版社2004年.
[6]李宁《基于MDK的STM32处理器的开发应用》北京航空航天大学出版社出版2008年.
[7]丁卫东,郭前岗,周西峰.一种基于FPGA的SPWM波的实时生成方法[J].计算机技术与发展,2001.21
(2):
211-214.
[8]徐健,赵冬娥,邓均,等.复杂可编程器件和单片机在坐标测试中的应用[J].探测与控制学报,2010,32(3):
61-64.
[9]STM32F407系列参考手册高性能数字信号控制器.
4.毕业论文(设计)应完成的主要内容
1)查阅与课题有关的近五年的文献并做好记录。
2)阅读与研究课题有关的英文参考资料不少于5万印刷符,写出3千字左右汉文译文。
3)写出3千汉字以上的开题报告。
4)完成不少于1.2万字的毕业论文。
5.毕业论文(设计)的目标及具体要求
a)掌握STM32F407单片机的工作原理,并完成基于STM32F407单片机的控制器的设计。
b)学习并熟悉感应加热电源工作原理。
c)深入理解并掌握感应加热电源的逆变部分工作原理。
d)根据系统的实现框图,完善好硬件的设计。
e)完成以逆变电源数字控制部分为主的总体方案设计。
6、完成毕业论文(设计)所需的条件及上机时数要求
1)相关图书资料。
2)实验室的实验设备。
3)上机学时为100个小时。
任务书批准日期2014年2月20日教研室(系)主任(签字)
任务书下达日期2014年2月27日指导教师(签字)
完成任务日期2014年5月30日学生(签名)
辅导教师叶献方/副教授
开题报告日期2014年3月15日
导师现有课题。
一、研究目的与意义
近些年来,随着光伏并网发电系统和风力发电系统、车载电源等多种供电技术的发展,蓄电池等储能设备逐渐成为主要的供电装置,而上述系统一般为交流工频供电负载,因此,需要逆变电源将蓄电池的直流电能变换成交流电。
此外,在交流不间断电源、变频调速器、应急电源EPS(EmergencePowerSupply)、岸电电源SPS(ShorePowerSupply)等电源系统中,逆变电源也被广泛应用。
逆变电源控制信号电路作为逆变电源的核心电子系统,其性能优劣、成本高低等直接影响整个电源系统的性能。
基于STM32的逆变电源是数字化IGBT感应加热电源的一部分。
利用STM处理器高速特性,取代锁相环器件,实现逆变频率的跟踪功能,以及对IGBT的软关断功能。
数字化后的IGBT电源能提高系统可靠性、并增加控制功能。
本文采用STM32为主控制芯片,具有控制灵活、稳定的特点,而且成本相对于以往的硬件电路低得多。
具有很大的发展前景。
二、国内主要参考文献及资料名称
三、国内外现状和发展趋势与研究主攻方向
感应加热电源的发展与电力电子学及电力半导体器件的发展密切相关。
50年代末半导体硅晶闸管的出现标志着以固态半导体器件为核心的现代电力电子学的开始。
由此引起了感应加热电源技术以至整个电力电子学的一场革命,感应加热电源及其应用得到了飞速发展。
感应加热电源技术的发展与功率半导体器件的发展密不可分,随着功率器件的大容量化、高频化发展,感应加热电源必将向着如下方向发展:
大容量化、高频化、高功率因数、低谐波、应用范围扩大化、数字化、智能化控制。
其中智能化指的是功率半导体集成电路本身。
包括过电压、欠电压、过电流、过热等检测与保护功能。
随着数字集成芯片,单片机,ARM,FPGA的发展,电源的控制已经由模拟控制,模数混合控制,进入到全数字控制阶段。
且随着感应加热处理生产线自动化控制程度及对电源可靠性要求的提高,感应加热电源正向智能化控制方案发展,具有计算机智能接口远程控制、故障自动诊断等控制性能的感应加热电源正成为下一代发展目标。
而本文采用STM32为主控制芯片,具有控制灵活可以根据输出要求改变输出的幅值、频率以及功率因数等等,而且硬件电路简单、设备体积小、成本相对于以往的设计要低得多。
STM32F4系列32位闪存微控制器使用了ARM公司最新的Cortex-M4内核,该内核集高性能、低功耗、低成本于一体,能够应用于诸多嵌入式领域。
对于PWM控制,STM32具有独特的优势,即定时器可产生6路PWM输出,具有互补输出和死区控制;
具有硬件上的乘法和除法单周期指令;
STM32的嵌套向量中断控制器把中断之间延迟降到6个CPU周期等。
四、主要研究内容、需重点研究的关键问题及解决思路
5.1主要研究内容
以ARM系列STM32F407为主控芯片,利用芯片的定时\计数器、AD转换功能实现对IGBT逆变电路进行实时可控的驱动,以及实时的输出检测,达到逆变部分有较高功率因数而且稳定的输出要求。
最终要达到通过按键控制,来改变输出波形的幅值和周期,并通过LCD显示相关参数。
5.2需要重点关注的问题解决思路
需重点研究STM32单片机的硬件结构和编程方法及最小系统;
以及IGBT硬件电路接法和滤波整形电路的设计。
5.3解决思路
努力学习STM32单片机在IAR环境下的编程技巧以及各外设的使用方法,查找相关文献数籍,以实际效果为标准,去设计更好的硬件电路。
五、完成毕业设计所必须具备的工作条件及解决办法
实验设备;
8051STM32最小系统板;
电脑(可以连接到校内网)、键盘、显示器件、IARFORARM软件、Proteus仿真软件
解决办法:
在校图书馆借相关的书籍,向学校实验室借用设备,购买相关器材,主动寻求老师和同学帮助
六、工作的主要阶段与时间安排
安排在考研结束后,计划四月初开始.先利用开发板跑跑程序,学习一些运用STM32的必备知识;
开始硬件电路的设计;
编写程序:
仿真:
做成实物.
可工作分为三个阶段:
一是整体规划阶段,包括搜集材料、构思结构框架、学习熟悉所用的软件;
二是上机的具体设计阶段,包括程序设计及代码的编写;
三是例题验证阶段。
工作的进度与时间安排如下表:
时间安排(周)
工作进度安排
第一周
制定毕业设计安排;
查询毕业设计开题报告的有关要求;
搜集相关资料。
第二周
撰写毕业设计开题报告;
查询英文翻译原稿。
第三周
完成毕业设计开题报告;
完成英文翻译资料初稿;
根据导师审定意见进行修改。
第四周
交英文翻译原稿;
毕业设计方案审定。
第五、六周
学习STM32在IAR环境下的编程,做英文翻译。
第七周
设计并实验硬件电路,继续学习STM32单片机的相关外设应用和最小系统板的设计
第八、九周
编写相关程序,并且进行调试、仿真。
第十周
初步完成所设计程序和硬件电路的制作。
第十一周
整体验证自己的设计,完善不足之处。
第十二周
开始写毕业论文。
第十三周
完成毕业论文。
第十四周
毕业设计答辩,整理上交各种资料。
8指导老师审查意见
长江大学毕业论文(设计)指导教师评审意见
评审参考内容:
毕业论文(设计)的研究内容、研究方法及研究结果,难度及工作量,质量和水平,存在的主要问题与不足。
学生的学习态度和组织纪律,学生掌握基础和专业知识的情况,解决实际问题的能力,毕业论文(设计)是否完成规定任务,达到了学士学位论文的水平,是否同意参加答辩。
评审意见:
指导教师签名:
评定成绩(百分制):
_______分
长江大学毕业论文(设计)评阅教师评语
评阅教师
职称
评阅日期
评阅参考内容:
学生掌握基础和专业知识的情况,解决实际问题的能力,毕业论文(设计)是否完成规定任务,达到了学士学位论文的水平,是否同意参加答辩。
评语:
评阅教师签名:
(注:
此页不够,请转反面)
长江大学毕业论文(设计)答辩会议记录
电气11003班
答辩地点
一、答辩小组组成
答辩小组组长:
成员:
二、答辩记录摘要
答辩小组提问(分条摘要列举)
学生回答情况评判
三、答辩小组对学生答辩成绩的评定(百分制):
毕业论文(设计)最终成绩评定(依据指导教师评分、评阅教师评分、答辩小组评分和学校关于毕业论文(设计)评分
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- 特殊限制:
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- 关 键 词:
- 基于 STM32 电源 设计
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