等离子热处理用脉冲电源设计
本题目以热处理用脉冲电源为设计对象，通过对其工作原理和控制方式的分析，利用所学过的专业知识，设计基于单片机控制的脉冲电源系统。
题目涉及到知识内容包括：电力电子技术、模拟电子及数字电子技术、电气控制技术、单片机控制技术及自动控制原理等。培养学生具备综合运用所学知识，分析和解决电力电子系统设计方面的技术问题的能力；为以后从事相关工作和研究打下基础。
课题要求：详细了解离子渗氮、离子氮碳共渗等热处理工艺对脉冲电源的基本要求；根据等离子热处理用脉冲电源的主要功能与技术指标，初步拟定设计方案，并对所选方案进行技术经济分析与论证，确定最终设计方案；设计出脉冲电源主电路，确定主电路拓扑，对主电路电气装置及电器元件的选型要有详细的计算书；设计出能达到要求的控制电路（包括控制电路硬件设计与软件设计），对控制电路元器件选型要有详细的计算书。
具备条件:指导教师提供具体设计参考资料；校图书馆可以借阅电气控制设计资料；本院实验室有电力电子实验设备可以做模拟实验；学校安排固定设计场所。
1.毕业设计说明书一份，内容主要包括2万字左右，另附300~500字左右的中文摘要，并将其严格对照翻译成英文；
2.设计中的图纸一律使用CAD软件制图，图纸尺寸3#；
3.答辩资料（主电路图1#图纸，控制电路图1#图纸，答辩用PPT）。
4.开题报告一份。
1.选题的意义 ：
等离子热处理工艺如离子渗氮、离子氮碳共渗等，能显著提高零部件的表面硬度、增强抗磨损力和咬合力、提高疲劳强度,从而提高零部件、工模具的质量和使用寿命。采用脉冲电源辉光放电技术进行离子渗氮，可以克服以往直流电源离子渗氮带来的空心阴极效应,避免造成局部温度过高、硬度下降,对于诸如模具等复杂的工件可以获得均匀的渗氮层，提高工件表面硬化质量。设计大功率、高性能的热处理用脉冲电源对于改善表面热处理工艺具有积极意义。
2.毕业设计(论文)的内容和要求(包括技术要求、图表要求以及工作要求等)：
（1）设计内容
①掌握脉冲电源系统设计的思路和一般方法；
②掌握搜集、查阅以及整理科技文献的方法；
③学习CAD软件绘制电气图；
④单片机及主要元器件的选择；
⑤硬件电路设计；
⑥软件设计；
⑦总结。
（2）设计要求(包括技术要求、图表要求以及工作要求等)：
①技术要求
等离子热处理用脉冲电源的主要功能与技术指标：
输入参数
电压：三相交流 380V 50HZ
输出参数
脉冲频率：500~2000Hz连续可调
脉冲电压幅值： 0~1000V 连续可调
脉冲占空比： 15%~85% 连续可调
脉冲电流峰值：100A
脉冲电源装置具备以下保护功能：
输入电压缺相、欠压、过压保护；
过电流保护；
②图表要求
要求设计图纸，图形符号和文字符号标注正确，图面布局合理，各部分比例恰当。设计中的图纸一律使用CAD软件制图，图纸尺寸A3，对折装订于说明书的附录中；
设计说明书中的表格要符合设计说明书的写作规范要求。
③工作要求
要求详细了解等离子热处理用脉冲电源的基本原理和技术性能指标，根据已经给定的工艺参数和控制要求选择合适的单片机；深入分析设计任务要求，拟定合理的主电路方案与控制方案；详细阐述选择的控制设备具备的功能及应用方法；画出正确的硬件图；编写出正确的单片机控制程序，并对程序进行调试。
3.毕业设计应完成的技术文件：
（1）毕业设计说明书一份，内容2万字左右，另附300~500字左右的中文摘要，并将其严格对照翻译成英文；
（2）设计中的图纸一律使用CAD软件制图，图纸尺寸A1；
（3）答辩资料（主电路图1#图纸，控制电路图1#图纸，答辩用PPT）;
（4）开题报告一份。
4.主要参考文献：
[1] 王兆安,刘进军.电力电子技术 第5版[M].机械工业出版社，2009.
[2] 程周.电气控制与PLC原理及应用［M]. 北京：电子工业出版社，2003.
[3] 李序葆，赵永键 .电力电子器件及其应用[M].机械工业出版社，2006.
[4] 卢今生，顾敏，王红伟，高辛树.离子渗氮用脉冲电源的研制[J].江苏机械制造与自动化,2001年第3期
[5] 苏家健.自动检测与转换技术[M].北京. 电子工业出版社，2006.
[6] 王兆安,张明勋.电力电子设备设计和应用手册[M].中国电工技术学会电力电子学会组编北京：机械工业出版社，2002.
[7] 侯进.脉冲电镀及其电源[J].电镀与环保，2011,31（4）：4-9.
[8] 钟炎平.电力电子电路设计 [M].华中科技大学出版社，2010.
