单片机控制脉冲TIG焊设备斩波电路研究

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1、检测与控制2013年第4期(第26卷，总第126期)·机械研究与应用·单片机控制脉冲TIG焊设备斩波电路研究许芙蓉(兰州石化职业技术学院，甘肃兰州730060)摘要：采用时代逆变为前级恒流源，选用绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为斩波电路的开关管。控制电路以8位高性能单片机AT89C2051为核心，对整个电源进行实时精确控制。产生的脉冲信号，再经IGBT专用驱动模块2SD315AI一33进行功率放大触发IGBT，以实现功率的输出。通过调试和试验，测出了一系列的波形，并对这些波形进行分析。试验表明，该逆变电源的主电路和

2、控制系统设计合理，运行可靠，实现了脉冲TIG焊功能。关键词：逆变电源；IGBT；单片机；脉冲TIG焊中图分类号：FH122文献标志码：A文章编号：1007—4414(2013)04一O188—03StudyonMicrocomputerControlforPulsedTIGWeldingEquipmentChopperCircuitXUFu—rong(LanzhouPetrochemicalCollegeofVocationalTechnology，LanzhouGansu730060，China)Abstract

3、：TimeinverterisappliedtoformerstepconstantcurrentpowersourceandtheInsulatedGateBipolarTransistor(IG·BT)isselectedinthispaper．Inordertoobtainaccurateandreal—timecontrol，highperformance8一bitsingle—chipmicro—computerAT89C205lisadoptedforcontrolkerne1．Thepulsesign

4、alfromsingle—chipmicrocomputerareusedtospringIGBTaftertheyaremagnifiedbydrivingmodule2SD315AI-33．Aseriesofwavesaremeasuredandanalyzedbytestingandexperi—ments．Someconclusionsaredrawnfromthosewaves．Itisshowninthispaperthatthemaincircuitandthecontrollingsys—tenlw

5、orkwellintheweldingprocess，andpulseTICweldingisrealized．Keywords：inverterpowersource；IGBT；single-chipmicrocomputer；pulseTIGwelding1引言波为脉冲电流输出。笔者研究采用的是某公司的脉冲TIG焊是一种应用非常广泛的焊接方法，其WS一400逆变直流弧焊电源，为前级恒流源。焊缝表面质量好，内部组织细密，焊缝组织性能好。电弧能量易于控制，在高热敏感性材料和薄板焊接方L』_I．f面有独特的优越性¨J

6、。特别是随着铝，镁及其合金且ITIl1材料在车辆、建筑、航空航天等工业中的大量应用，使前级恒流源2S0315A1-33I亡脉冲TIG焊得到了进一步的推广。f脉冲TIG焊有许多独特的优点，但通常的脉冲厂f墨：丝至垄fTIG焊电源控制元器件多，电路复杂，很大程度上影响了其可靠性。将单片机用于脉冲TIG焊有许多优点l1：如控制电路简化，提高规范调节的准确性，并图1脉冲电源的总体电路能避免出现不合理的焊接规范，易于实现～机多功能。采用单片机控制可在不改变电源硬件的情况下，3后级斩波电路的研究通过调整软件实现多种功能，为电源

7、的后续开发提供(1)斩波电路开关元件和驱动模块的选择IG．有利条件。BT是MOSFET与双极晶体管的复合器件，它兼有2脉冲电源主电路工作分析MOSFET易驱动和功率晶体管电压、电流容量大的优笔者设计的脉冲电源的总体电路结构如图1所点。其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，示，整个电路主要由三大部分组成：前级恒流源，后级可正常工作于几十千赫兹频率范围内，在较高频率的IGBT斩波电路，单片机控制电路。大中功率应用中占据了主导地位。故而，选用IGBT电源的主电路主要包括前级恒流源，后级IGBT作为本电路主控开关功率

8、器件。斩波电路。前级恒流源用于调节整个电源的静特性由于常用的IGBT驱动模块EX841、M57959等及动特性，后级斩波电路主要是把前级输出的直流斩收稿日期：20l3—05—25作者简介：许芙蓉(1983一)，女，湖北荆门人，硕士，讲师，主要从事焊接电弧物理，焊接自动化及有色金属焊接方面的研究工作。-188·