大功率脉冲发生器的设计-答辩稿

大功率脉冲发生器的设计 摘要 传统的金属热处理将金属器件放到一定的介质中加热到适宜的温度。热处理不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微结构，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。而本设计是在此基础上，利用电功率来加速其内部显微结构的变化，达到快速热处理的目的。实施方法就是通过函数发生器产生波形，将信号波送入功率放大器中进行放大，产生大功率脉冲，利用大功率对金属内部显微结构进行作用。在对输出波形的频率显示上，采用 89过译码器和移位寄存器同单片机的相互连接，最后经数码管显示。 设计方案 方案一 电流法。采用集成函数发生器 角波和方波，且输出频率从 20后将输出接至功率放大电路进行功率放大，产生大功率，最后将金属器件接入电路形成闭合回路，达到改变金属器件内部显微结构的目的。 方案二 电压法。采用集成函数发生器 角波和方波，且输出频率从 20后将输出接至功率放大电路进行功率放大，产生大功率，然后引出两根线分别接至两块金属板，将金属器件放在两块金属板之间，利用电场对金属器件内部显微结构进行改变。 总体电路框图 总体电路框图如下： 函数发生模块 功率放大模块 单片机控制 频率显示模块 热处理金属器件 单片函数发生器 1V R 2V R 4V R 3V R 6V R 5V R 7 8 03 8L F 3 5 6+ 12 74至 7 K 0 0 7 0 474 70 P 0 K 1 00 K 1 00 u 7 K 4 111 0K 2 70 U 带有差分输入级的甲乙类多级功率放大电路 R e 1 1 1R 1 6 R 1 10R 2 6R 2 4R 1 8R 2 8R 2 2 R 2 10R 2 1 R 2 3 R 2 5R 1 4R 1 2R 1 9R 1 7R 1 5R 1 3R c 1 12T 113 7 4 8 T 10R 2 7 90 V+ 40 34471K 11 06 801 1K 1K 1K 1K 1K 10 U 本模块以单片机为核心，译码器为位选部分，移位寄存器为段选部分。 脉冲形成电路 单片机 频率显示硬件电路 L S 1 45E A /V A L 119X T A L 218R E S E 012 113. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78P 0. 039P 0. 138P 0. 237P 0. 336P 0. 435P 0. 534P 0. 633P 0. 732P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728P S E E / c C 5 1V C p p H z+1u L S 1 64 1D 1 2D 2 3D 3 4D 4 5D 5 6D 6 7D 7 8D 0 1V C 2176 频率显示程序： 开始 清内存 设置堆栈指针 计数初值 开始定时 、 计数 、 设定中断 1 停止计数 清除定时器运行控制位 存储数据 调用二进制转换十进制程序 调用数字分离子程序 调用显示子程序 供电电源电路 2 20 40 1 2 7 80 51 2V 50 U 0 0 U 0 0 U F 总电路图 1V R 2V R 4V R 3V R 6V R 5V R 7 8 03 8L F 3 5 6+ 12 74L S 1 45E A /V A L 119X T A L 218R E S E 012 113. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78P 0. 039P 0. 138P 0. 237P 0. 336P 0. 435P 0. 534P 0. 633P 0. 732P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728P S E E / c C 5 15p p H z+1u L S 1 64 1D 1 2D 2 3D 3 4D 4 5D 5 6D 6 7D 7 8D 0 15 2176 e 1 1 1R 1 6 R 1 10R 2 6R 2 4R 1 8R 2 8R 2 2 R 2 10R 2 1 R 2 3 R 2 5R 1 4R 1 2R 1 9R 1 7R 1 5R 1 3R c 1 12T 113 7 4 8 T 10R 2 7 90 V+ 40 3447至 2 20 40 1 2 7 80 51 2V 57 K 0 0 7 0 474 70 P 0 K 1 00 K 1 00 u 7 K 4 111 0K 2 70 U 0 U 0 0 U 0 0 U 1 06 8010 U 1 K 1K 1 电流方案需要大功率，由于金属器件本身电阻阻值很小，在导通过程中会产生大电流，进而对金属器件进行热处理。该热处理可以在传统热处理的基础上进行，从而加速金属内部显微结构的变化或者化学成分的变化；也可以单独进行热处理，无论是那一种热处理金属内部结构的变化情况是肉眼不能察觉的。而电压方案完全可以采用较小的功率实现，且直接用电场对其进行金属热处理，隔开了金属器件与电路的连接 。 在产生三种波形时，我选择了集成芯片 芯片很方便的产生正弦波、三角波和方波，且输出的频率可调，在调节其频率时，可以利用硬件也可以利用软件。当然如果利用单片机也可以产生波形，只是要利用单片机产生波形，需要扩展外围电路，同时精度不够，不如集成芯片好。本设计利用电位器调节的方法来对频率进行调节。而功率放大电路采用甲乙类双电源功率放大，通过多次重复性功率放