轿车车身螺柱焊逆变电源

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1、轿车车身螺柱焊逆变电源

2、第1内容显示中第1李新林　邓占峰**€€　孙威威**€€河北科技大学材料科学与工程系　石家庄　050054摘　要：　设计了轿车车身螺柱焊专用微机控制单端式逆变电源，该电源能够输出所需调幅电流波形，并给了焊机的典型电流电压输出波形图，同时介绍了该电源的抗干扰措施。关键词：　逆变电源；焊机；计算机控制焊机；IGBT逆变电源；抗干扰措施《中国图书资料分类法》分类号　TG434.1InverterPoentofMaterialScience＆Engineering，HebeiUniversityofScienceandTechnology，

3、Shijiazhuang，050054Abstract：Thispaperpresentsasingle-ended，puter-operatedinverterpoplitudemodulationcurrent．Inaddition，afigureoftypicalofoutputcurrentandvoltageofethodsinthepoachine；putercontrol；IGBTinverterpoethods　　目前，为较好地防锈防腐蚀，轿车车身多采用镀锌钢板。但是镀锌钢板的焊接性较差，为提高焊接质量，采用焊接电流波形调幅工艺，即首先通过

4、小电流熔烧掉镀层，再用大电流进行焊接，必要时输出焊后回火电流。螺柱焊比凸焊有较高的效率。电容储能式螺柱焊虽然也有较高的效率，但其电流波形控制功能有限，不适于带镀层的轿车车身螺柱焊。逆变电源以其节能效果显著，响应快和动特性好等优点成为目前焊接电源发展的方向。微机控制软件丰富灵活，实时性强，从软件和硬件上均能采取提高逆变电源可靠性的措施。微机控制逆变电源无论从提高电源质量，还是在增强电源的功能上，都具有明显优势。因此，微机控制逆变焊接电源应用于轿车车身螺柱焊是理想的，既能输出多种电流波形保证不同材料螺柱的焊接质量，又可与送料机配合进行自动焊接1　微机控制逆变电

5、源的主电路设计　　主电路采用逆变频率为20kHz的双IGBT单端正激电路，如图1所示。单端电路虽然容量小，但由于螺柱焊电源负载持续率较低，一般只有15%左右。因此仍能在短时间内输出最大电流可达1000A，完全满足轿车螺柱焊接生产。本机采用双IGBT的单端正激电路，控制脉冲同时开通与关闭两个IGBT，既能简化控制电路，又降低单管耐压量，增加了焊机的可靠性。2　微机控制系统原理　　微机控制系统由8031单片机最小系统、外围电路、P电路［1］及IGBT驱动电路等组成，如图2所示。2．1　外围电路　　外围电路分成4部分：I／O接口、D／A转换器、A／D转换器［2］

6、和串行通讯器。I／O接口主要实现大小电流切换；A／D转换器在焊接过程中分别对焊接电流I、焊接电压U进行检测，用于显示和质量控制；串行通讯用于接收的焊接参数，并把实现焊接参数送往输入显示系统显示。2．2　P电路及控制原理　　根据螺柱焊的要求，该电源必须能够输出包括小电流，大电流及回火电流三个阶段的调幅电流波形。从该设计任务出发设计了以SG3525为核心器件的P电路原理。如图3所示。利用P技术进行波形调制，P电路具有功率放大作用，即输出与给定信号具有相同的波形，因此只要控制给定信号波形，即可控制焊机输出电流波形。对于大电流进行PI调节，对小电流进行P调节。现就

7、具有小电流和大电流的电流波形产生原理分析如下：当焊接开始时，系统扩展芯片8155的PB3脚输出高电平，通过双稳态触发器使模拟开关K1导通，同时8155的PB1脚输出高电平，使多路模拟开关4051选通X2路，预热电弧的给定量通过放大器作用在SG3525的同相输入端，控制焊机输出预热电流。当预热电弧时间终了后，8155的PB3脚输出低电平而PB2脚输出高电平，经双稳态触发器使模拟开关K2闭合，K1断开。同时PB1输出低电平，使多路模拟开关4051选通X1路，微机转换出的D／A加在SG3525的同相输入端，使焊机输出焊接电流。4052截止，进行积分调节然后根据焊

8、接电流波形，经微机运算出回火电流给定信号作用于4051的X1路，进行焊后回火处理。当预热电流结束后，8155的PB2脚输出的高电平触发主电路中可控硅SCR3导通，将大电感L1短路，实现大电流输出，直到焊接过程结束。2．3　驱动电路　　本系统＋15　V，－15　V双电源进行驱动保证了IGBT关断，导通的可靠性。并且用保护电路进行过流保护，其原理图如图4所示。当电流过大时，IC1输出高电平。IC2翻转输出高电平。MOSFET管导通，把输入的脉冲封锁。2.4保护电路　逆变电源保护电路还具备过热保护、高频变压器及IGBT的阻容吸收电路、高频变压器与开关可控硅的过压

9、保护、缺相保护和输入软启动等功能，保证焊接电源可靠地工作。3　软件