基于soc精密软开关逆变点焊电源

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1、第44卷第2期电力电子技术Vo1．44．No．22010年2月PowerElectronicsFebruary，2010基于SOC的精密软开关逆变点焊电源李远波，杨仕桐，郭钟宁’(1．广东工业大学，广东』一州510006；2．广I、I'1微点焊设备有限公司，广东广州510385)摘要：研制了一种基于系统芯片(SystemonChip，简称SOC)的精密软开关逆变点焊电源，可用于微型工件的点焊。给出了一种采用饱和电感拓宽零电压软开关范围的电路拓扑，并分析了其控制原理；设计了以SOC型C8051F020单片机为核心的双闭环控制电路，给

2、出了系统控制程序流程图。实验结果证明，所研制的精密软开关逆变点焊电源焊接性能优良，响应速度快。控制精度高。关键词：点焊；电源；软开关；双闭环控制中图分类号：TG434．4文献标识码：A文章编号：1000一lOOX(2010)02—0074一O3PreciseSoft—switchingResistanceSpotWeldingInverterBasedonSOCLIYuan—bo，YANGShi—tong，GUOZhong—ning(1．GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou510006

3、，China；2．GuangzhouMicroWeldingEquipmentCo．，Ltd，Guangzhou510385，China)Abstract：Aprecisesoft—switchinginverterspotweldingpowerbasedonSOCforminiatureworkpieceisintroduced．ThePS—FB—ZVStopologybyadoptingsaturableinductortowidensoft-switchingrangeisproposedandthecontrolprin

4、cipleisanalyzed．ThecontrolcircuitbasedonSOCC8051F020isdesignedandthesystemprogramflowcharispresented．Theex—perimentalresultsshowthatsoft—switchinginve~erspotweldingpowerhasfastdynamicresponsibility，highaccuracyandfullrangesoft—switching．Keywords：spotwelding；powersuppl

5、y；soft—switching；double—loopcontrolFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．50775046)1引言移相脉宽调制与隔离驱动、保护电路、通讯电路等，在电子器件、医疗器械、传感器等产品的制造过由变压器初级峰值电流反馈和输出电流反馈组成．程中．涉及到大量微型零件的电阻点焊。由于这些零双闭环恒流控制．并通过移相控制零电压软开关换件尺寸微小．使得焊接较为困难，因此要求电阻点焊流。移相PWM单片集成电路极大

6、地简化了移相控电源的输出更加精密，同时动态响应速度较快，有的制电路的设计和调试工作，并使电源的可靠性显著甚至需要进行输出波形控制l】1。目前，软开关技术在提高。由图l可知，基于峰值电流控制模式的双闭逆变点焊电源中的应用已取得了初步成果，但由于环控制系统在设计时主要涉及3个关键问题：①峰多采用次级输出反馈控制模式。使系统动态响应速值电流信号的检测和处理：②峰值信号的斜率补度缓慢，不能对主电路功率器件进行实时电流控偿：③次级输出电流信号的检测电路，主要涉及电制。无抗偏磁能力。文中研制了一种双闭环控制的流有效值转换。1kA／4kHz的软

7、开关逆变点焊电源．其内环采用峰值电流模式进行实时控制，以提高系统动态响应速度。消除变压器偏磁现象；外环采用基于系统芯片(soc)的单片机C8051F020控制输出电流有效值恒一坚l移相回墼脉宽调制变压器定，保证输出点焊电流的精度和系统的可靠性圄。和调试厂———————]JTAGC805F020Uf2系统结构及工作原理IltJARTk=图1示出系统总体结构图。硬件结构由主电路和控制电路两部分组成。前者包括输入整流、全桥零l!!垫垡I电压中频逆变、功率变压器、输出整流和输出滤波电图1系统总体结构图路等；后者包括C8051F020单片机

8、、采样调理电路、3软开关主电路针对基本移相控制ZVS全桥软开关电路存在的缺点．并考虑在拓宽滞后桥臂开关管IGBT的软开关基金项目：国家自然科学基金资助项目(50775046)范围同时又不增加系统的换流能量。文中采用图2定稿日期：2009一l1—25