基于dsp变极性tig电源的控制系统

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1、基于DSP变极性TIG电源的控制系统摘要本文提出了一种基于DSP的变极性TIG逆变焊接电源。讨论了用DSP芯片控制焊接电源的硬件设计和软件设计，对主电路和控制电路进行了matlab仿真实验，实验证明了该电源工作稳定可靠，较好地满足了工艺性能。根据变极性TIG焊电流的各参数正负电流幅值比、正负电流时间比及二次逆变频率对焊接工艺性能的不同影响机理，设计出符合条件的电流波形。关键字：变极性TIG焊接电源；DSP；matlab；二次逆变AbstractProposedonekindbasedontheDSPvariablepolarityTIGinv

2、erterweldingpowersource.DiscussedtheuseofDSPchipcontrolweldingpowerhardwaredesignandsoftwaredesign,themaincircuitandcontrolcircuitoftheMATLABsimulationexperiments,theexperimentalresultsshowthatthepowersupplyisstableandreliable,cansatisfytheprocessperformance.Accordingtothev

3、ariablepolarityTIGweldingcurrentparametersofpositiveandnegativecurrentamplituderatio,positiveandnegativecurrenttimeratioandthetwoinverterfrequencyonweldingperformanceofdifferenteffectsmechanism,designedtomeettheconditionsofthecurrentwaveform.Key：variablepolarityTIGpower；DSP

4、；matlab；dualinversion随着计算机和信息产业的飞速发展，特别是数字信号处理器（DSP）的诞生于开速发展，使各种数字信号处理算法得以实现。由于DSP具有丰富的硬件资源、改进的并行结构、高速数据处理能力和强大的指令系统，已经成为世界半导体产业中紧随微处理器与微控制器之后的又一热点，在工业控制各个领域得到了广泛应用。变极性TIG逆变电源是焊接电流频率正、负半波变流复制可调。由于传统的控制电路过于复杂，而基于DSP控制系统功能强大，控制精度高，所以选用DSP为变极性TIG焊的控制系统。一、硬件设计（一）主电路设计所研究的变极性TIG

5、焊接电源主电路如图1所示。图中Ql～Q4、T1、T2为六个开关管IGBT，Dl～D4为IGBT内部并联的反向二极管。两组整流电路独立工作。Tl为中频变压器，与四个IGBT组成一次逆变器，通过逆变变压器T的功率传输，经过D1～D4整流后（Dl和D2组成一组全波整流电路，D3和D4组成另一组全波整流电路），为二次逆变提供恒流源。二次逆变主电路选用耦合电感型半桥拓扑结构，此电路的优点在于采用半桥方式提高了整机效率，耦合电感拉动换向速度并使得谐振尖峰减小。图1变极性TIG电源主电路（二）控制系统设计变极性TIG焊电源控制系统实时采集电弧电流和电弧电压

6、，经中央CPU运算处理，产生脉冲，控制IGBT的开关占空比，从而控制焊接电弧参数。为实现以上功能，本系统选用数字信号处理器DSP(digitalsignalprocessing)作为中央CPU，实现单芯控制。系统设计了多种保护电路，包括过流保护电路、短路保护电路、过/欠压保护电路以及过热保护电路等，保证了主电路的稳定运行。1、DSP的选择数字化电源对控制芯片的最大要求就是：内存大、接口多、频率高、精度高、运行稳定、数字处理能力强等。而专为工业控制而研发的数字信号处理器DSP恰好符合以上条件。本系统选用TI公司的24系列DSP(TMS320LF

7、2407)作为主控制芯片。2、控制系统结构框图基于DSP的变极性双逆变TIG焊接电源有供电系统、电子开关系统、变压器、滤波电感以及焊接电弧等组成。供电系统把工频交流变成直流向电子开关系统供电，电子开关受DSP信号控制进行DC-AC逆变过程，然后通过中频变压器降压和二次整流，获得低电压大电流信号。最后通过二次逆变进行焊接，其主要框架见图2。图2控制系统结构框图（三）保护电路设计如图3中，当发生过压、过热、过电流及欠压时，相应的晶闸管和三极管将被触发导通，相应的发光二极管被点亮，指示障碍的原因;同时导通，IC4B输出高电平，一路去触发脉冲电路去封

8、锁一次逆变器，一路经过IC6、IC4A后，送入TMS320LF2407的捕捉端口CAP1，产生中断，进行异常信号处理。此时需重新开机，才能继续工作。但是，当发生欠电