(论文 页数:99 字数:34910 带程序)摘 要:做为现代制造技术的一个重要组成部分和发展方向，精密、超精密加工技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志，而ELID 技术（在线电解修整技术）被世界著名权威机构 CIRP 评价为 21世纪超精密镜面磨削技术的典型代表。
ELID 磨削由磨床、砂轮、电源、阴极、电解液组成，经大量试验研究认为，直流脉冲电源最适宜于 ELID 技术，为此我们研制了直流脉冲电源。该电源由可调压、稳压的电压源和脉冲调制电压源组成。在调压稳压电压源设计中采用二阶工程设计法设计了电压和电流调节器，组成电压、电流双闭环稳压电源，采用集成移相晶闸管模块做为电能变换器件，详细计算了整流主电路主要器件的参数；在脉宽调制部分，采用专用集成电路实现了调频调压，以 IGBT 做为功率变换器件，实现了输出电压的调频调压，并计算了有关参数。
关键词： 直流脉冲电源,IGBT,变频电源,脉宽。
Abstract
Does for a modern manufacture technology important constituent and the development direction, is precise, the ultra precise processing technology has become weighs a country science and technology level of development the important symbol, but the ELID technology (on-line electrolysis repairs and maintains technology) by the world famous authoritative organization CIRP appraisal is the typical representative which the 21st century ultra precision mirror surfaces rubs truncates the technology.
ELID rubs truncates by the grinder, the grinding wheel, the power source, the negative pole, the electrolyte is composed, believed after the massive experimental study, the direct current pulse power source most is suitable to the ELID technology, has developed the direct current pulse power source for this us. the composition voltage, the electric current double closed loop voltage-stabilized source, used the integrated phase shifting crystal thyratron module to do for the electrical energy transformation component, in detail has calculated the rectification main circuit main component parameter; In the pulse-duration modulation part, used the special-purpose integrated circuit to realize the frequency modulation to adjust the pressure, did take IGBT as the power transformation component, realized the output voltage frequency modulation to adjust the pressure, and has calculated the related parameter.
Key word: Direct current pulse power source; IGBT; Frequency conversion power source; Pulse width
目 录
第1章 绪论 1
1.1选题背景及依据 1
1.2本设计研究内容 2
第2章 脉冲电源总体设计 3
2.1 直流脉冲电源整体设计 3
第3章 主电路的设计 4
3．1 系统主电路设计 4
3.2 整流电路的设计 4
3.2.1整流电路方案的确定 4
3.2.2整流变压器的设计 7
3.2.3晶闸管的选择 8
3.2.4晶闸管的保护 9
3.3中间滤波器设计 13
3.4 逆变电路的设计 14
3.4 功率开关器件的选择 16
3.5 IGBT的保护 17
3.6吸收电路参数计算 18
3.6.1 缓冲电容Cs 18
第4章 控制电路的设计 21
4.1单片机概述 21
4.1.1引言 21
4.1.2 PIC系列单片机的优势 22
4.1.4 PIC 8位单片机的分类和特点 23
4.1.5 PIC16F87X的中断源 25
4.1.6 PIC16F87X的中断硬件逻辑 25
4.1.7 中断相关的寄存器 26
4.2同步信号检测电路的设计 26
4.3 过电压过电流保护电路的设计 28
4.4 晶闸管驱动电路的设计 29
4.5 IGBT特性及驱动电路 30
4.5.1 IGBT特性 30
4.5.2 IGBT驱动电路可靠性设计要求 30
4.6辅助电源的设计 31
4.6.1三端集成稳压器的型号及主要参数 31
4.6.2.辅助电源的设计 32
第5章 软件设计 33
5.1晶闸管触发程序的设计 33
5.2 PID控制程序的设计 34
5.3 流程图设计 37
总 结 42
英文原文及翻译 43
参考文献 67
致谢 68
附录 69
附录1元件清单 69
附录2程序清单 74
第1章 绪论
1.1选题背景及依据
脉冲电源是一种非常重要的特种电源，在现代科学研究和医疗、工业生产、环境保护中等获得越来越广泛的应用。材料和材料加工技术是支撑科技进步的两个支柱。人类为探索宇宙奥妙，需要精密的大型仪器，例如哈勃空间望远镜（Hubble Space Telescope），其一次镜是 ?2400 ㎜、900 ㎏的大型镜，可以观测从波长为 0.1μm 的紫外线到波长为10μm 的红外线的波长范围，为了在地面上获得 0.1 角秒的高分辨率，要求达到0.01μm（10nm）的形状精度；把哈勃空间望远镜送入太空，需要发射运载火箭，火箭升空中要经受复杂的环境条件，包括高温、大气腐蚀、剧烈的温差、巨大的压力差等，为满足这些苛刻的要求，就需要能经受高温、高压、耐腐蚀的材料，而这些材料又是公认的难加工材料。为满足人类认识世界改造世界的目的，必须开发高效、低成本、高精度加工技术加工难加工材料，实现人类的梦想。
信息技术是目前世界上发展最迅速的技术，它集当今高端的制造技术、检测
技术、加工技术之大成，而集成电路是信息技术的物质载体。 世界上许多著名的高技术公司如 IBM、 Intel、 AMD 等在集成电路的制造中普遍采用 90nm 工艺，正在研究向 35nm 工艺迈进。集成电路在大批量生产中采用纳米工艺， 提高了集成度，更重要的是集成电路性能指标提高了，产品竞争力增强，市场占有率扩大，提升了企业效益和品牌形象。计算机硬盘的存储容量在很大程度上取决于磁头和存储介质之间的距离（即所谓“飞行高度”，Flying Height）, 距离越近，贮存容量越大，为实现 0.15μm 距离，要求加工出极其平坦、光滑的磁盘基片及涂层，实现高精度磁盘基片及涂层加工的技术是超精密加工技术。为了本国的利益，工业发达国家投入巨资，开发精密及超精密加工技术，抢占技术制高点，以此为契机，发展国家尖端技术及其国防工业，从而带动国内整个工业化水平，保持和发展国家的优势地位，例如日本的高技术探索研究项目
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