半桥软开关逆变手工电弧焊机控制软件用户说明书

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1、半桥软开关逆变手工电弧焊机控制软件用户说明书华意隆电气股份有限公司研发中心研制的半桥软开关逆变手工电弧焊机控制软件是基于美国意法半导体（ST公司）的高性能ARMCortex-M3系列中的STM32F103RC处理器而开发的全数字绝缘栅场效应电力开关器件半桥软开关逆变式手工电弧焊机的控制软件，实现了直流手工电弧焊机在空载和满载全负载范围内的软开关PWM逆变的软件控制。显示界面采用LCD图形点阵128X64液晶显示模块，界面清晰直观。内置专家参数库及一元化控制模式；焊接参数也可作精确设定，满足高品质焊接需求。具有手工电弧

2、焊焊接电流参数存储功能，使用简单方便，保证最佳工艺参数的控制。参数设置采用编码器及轻触开关，调整快捷准确，手感好。一、硬件电路介绍：图一为半桥软开关逆变手工电弧焊机硬件电路。电网电压经电源开关S1，输入滤波电路和整流桥BR1后被整流成直流电压储存在电容C1,C2上。半桥软开关逆变电路由两组绝缘栅场效应电力开关器件Q1，Q2组成半桥主逆变电路，另两组绝缘栅场效应电力开关器件Q01和Q02组成辅助开关电路，R1、R2、R3、R4分别为四只绝缘栅场效应电力开关器件的栅极串联驱动电阻。辅助开关电路的两组绝缘栅场效应电力开关器

3、件Q01和Q02反向串联后一边接到两组绝缘栅场效应电力开关器件Q1，Q2组成的半桥桥臂的中点，另一边则接到直流母线串联谐振电容的中点。绝缘栅场效应电力开关器件Q01，Q02和电容C3，C4以及饱和电感L2组成软开关辅助谐振电路。以保证主开关Q1，Q2零电流导通，零电压关断。从控制板输出的相位相差180度的非调制驱动脉冲信号送到两组绝缘栅场效应电力开关器件Q01和Q02上；从控制板输出的相位相差180度的PWM驱动脉冲信号送到两组绝缘栅场效应电力开关器件Q1和Q2上。隔离变压电路由具有一次侧绕组和二次侧绕组的中频变压器

4、T1担当，隔离变压电路一次侧一头接电容桥臂C7、C8的中点，另一头穿过一次侧电流互感器T2后接主逆变电路半桥桥臂中点。二次侧接到二次侧整流电路。二次侧整流滤波电路由快恢复整流二极管D1、D2滤波电感L3等组成。软件的主要功能以及使用说明：一、半桥软开关逆变手工电弧焊机硬件电路的控制：硬件电路的控制的工作原理是：ARM+MCU组成的单片机系统，采集用户界面给定的信号、一次侧互感器T2的电流信号、电力半导体模块器件温度信号、二次侧输出电流/电压信号等，通过预算后输出适当宽度相位相差180度的PWM主开关驱动信号，和固定宽

5、度相位相差180度的辅助开关驱动信号。通过驱动电路放大整形后分别送到主开关器件的门极和辅助开关器件的门极，驱动四组绝缘栅场效应电力开关器件按一定规律开通关断，达到软开关工作状态。具体的开关脉冲时序波形见图二Q1和Q01同时开通，Q1PWM关断，而Q01固定脉宽关断；Q2和Q02同时开通，Q2PWM关断，而Q02固定脉宽关断；Q1、Q01和Q2、Q02相位相差180度。这样的开关时序就使得主开关器件Q1和Q2工作在零电流导通、零电压关断状态；辅助开关器件Q01和Q02工作在零电流导通、零电流/零电压关断状态。二、工电弧

6、焊工艺和保护动作的控制本软件集成了直流手工电弧焊所有控制功能：如防起弧粘条功能、VRD功能、短路推力电流功能、过压保护功能、欠压保护功能及过流/过热保护功能等功能。本软件控制电弧焊机电源具有下降特性的输出静特性。具体控制原理简述：1，防粘条功能开启时：当焊条与工件有短路发生的趋势时，焊接电源输出电流将骤降至5安培，避免粘条现象的发生。2，加推力开启时：当焊条与工件比较接近，使得弧压小于15伏特以下时，焊接电流自动上升，产生推力电流。3，当电网电压出现过压、欠压以及逆变电路一次侧出现过流现象或逆变电力半导体开关器件过热

7、时，本软件将控制焊接电源停止工作，推出逆变工作模式，以保护电路硬件不受到损坏。三、用户操作界面该软件设计有非常友好的用户操作界面，用户可以很直观的了解操作界面，方便地使用焊机的各项功能学会设定实时调节焊接参数值，存储和调用焊机的工艺参数。该控制软件使用LCD图形点阵128X64液晶显示模块作为用户界面，可显示焊机的工作电流及其他各项可调电弧参数值。面板布局如图三所示。图三.半桥软开关逆变手工电弧焊机面板布局图控制面板及按键功能的定义表：（1）Mode键：焊接模式选择键（2）Setup键：焊接参数设置键（3）左移键：左

8、移功能键（4）右移键：右移功能键（5）Esc键：放弃功能键（6）Enter键：确认功能键（7）编码器带轻触开关：参数调整选择（8）LCD图形点阵128X64液晶显示模块：显示界面三、LCD显示说明表：LCD液晶显示器分成上下两个部分，分别为焊接模式显示及参数设置栏。1，焊接模式显示栏：左边显示当前焊机所处的焊接模式，右边显示焊机状态提示，如VR