基于单片机控制的软开关式逆变TIG焊机的研制的思路与方法.

1万 · 2011-10-31 08:46

本帖最后由 chuxh 于 2011-10-31 08:55 编辑

1万 · 2011-10-31 08:55

目前逆变焊机存在的最主要问题之一是可靠性较差，其主要原因是逆变焊机的主电路多采用PWM硬开关工作模式，即功率开关管在高电压下开通，大电流时关断。本文采用软开关技术使功率开关管在开关过程瞬间电流轨迹和管压降轨迹错开，解决了功率开关管开关损耗和开关应力过大的问题，减少了电磁干扰。本文功率电路采用饱和电感式FB-ZVZCS-PWM变换器拓扑，超前桥臂实现零电压开关，滞后桥臂实现零电流开关。控制系统采用主从单片机结构，主控单片机实现整个控制系统的参数设定、时序控制等功能，并分别与表头单片机、遥控器单片机实现通信，表头单片机使表头显示参数总共达到13个，遥控器单片机实现焊机的远距离参数设定和显示。本文针对传统逆变焊机采用电压模式单闭环控制系统响应较慢的特点，采用以UC3846为核心芯片的峰值电流模式控制，内环控制功率器件每个开关周期的峰值电流，实现功率器件电流限制和自动纠正偏磁并大大提高了系统的响应速度；外环控制焊机输出的平均电流。本文根据设计的单片机硬件电路相应地进行了软件程序设计，软件程序采用模块化设计，分为主程序模块和功能子程序模块两部分。主程序模块包括主控单片机程序模块、表头单片机程序模块和遥控器单片机程序模块；功能子程序模块包括焊条焊一元化子程序模块、脉冲两步子程序模块和脉冲四步子程序模块；并设计了单片机之间的通信子程序模块。由于逆变焊机工作环境恶劣、TIG焊高频引弧时会产生高频干扰，可能会影响单片机控制系统正常工作。本文分别从硬件和软件两大方面进行了焊机的抗干扰设计，极大地提高了系统的抗干扰能力。