專利名稱：精密逆變電阻點(diǎn)焊電源dsp控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電源控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及逆變電阻點(diǎn)焊電源控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域， 具體是指一種精密逆變電阻點(diǎn)焊電源DSP控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
逆變電阻點(diǎn)焊機(jī)問(wèn)世以來(lái)，與傳統(tǒng)的電阻點(diǎn)焊電源相比，具有良好的工藝性能與動(dòng)態(tài)響 應(yīng)，焊接過(guò)程精密可控，點(diǎn)焊質(zhì)量高，近年來(lái)受到了越來(lái)越廣泛的重視。隨著大功率電力電 子器件、集成電路以及高性能磁性材料的進(jìn)步，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展， 這類設(shè)備的技術(shù)有待進(jìn)一步得到政進(jìn)。傳統(tǒng)的單片機(jī)如MCS-51, MCS-96， 8088/86等芯片 的結(jié)構(gòu)筒單、功能中一，己不能滿足現(xiàn)代焊接逆變電源實(shí)時(shí)控制的要求，DSP用于檢測(cè)與分 析交流電阻焊的電流己經(jīng)進(jìn)行了嘗試。
數(shù)字信號(hào)處理器DSP速度快、可靠性好，由于其自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，是一種比單片機(jī)更優(yōu) 的具備密集運(yùn)算功能的控制芯片，適合于信號(hào)的實(shí)時(shí)采集、處理與控制等方而的應(yīng)用，近年 來(lái)在電機(jī)控制中獲得了較廣泛的應(yīng)用。因此，可以采用DSP以提高電阻焊逆變電源的控制精 度、響應(yīng)速度和抗干擾能力，同時(shí)簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)、改進(jìn)工藝控制，有利于實(shí)現(xiàn)焊接質(zhì)量的智 能化控制。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種精密逆變電阻點(diǎn)焊電源 DSP控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)響應(yīng)速度快、控制精度高，實(shí)現(xiàn)了多參數(shù)的監(jiān)控和故障診斷。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的精密逆變電阻點(diǎn)焊電源DSP控制系統(tǒng)具有如下構(gòu)成
該精密逆變電阻點(diǎn)焊電源DSP控制系統(tǒng)，其特點(diǎn)是，包括DSP基本系統(tǒng)模塊、信號(hào)采 集與保護(hù)模塊、人機(jī)接口模塊和控制信號(hào)模塊，所述信號(hào)采集與保護(hù)模塊、所述人機(jī)接口模 塊和所述控制信號(hào)模塊分別與所述DSP基本系統(tǒng)模塊電連接。
較佳地，所述DSP基本系統(tǒng)模塊包括DSP芯片。
更佳地，所述DSP芯片是TMS320LF2407芯片。
較佳地，所述信號(hào)采集與保護(hù)模塊包括分別與所述DSP基本系統(tǒng)模塊電連接的過(guò)熱保護(hù)單元、 一次測(cè)電壓?jiǎn)卧?一次測(cè)電流單元、二次測(cè)電壓?jiǎn)卧投螠y(cè)電流單元。
較佳地，所述人機(jī)接口模塊包括分別與所述DSP基本系統(tǒng)模塊電連接的輸入單元和顯示 單元。
較佳地，所述控制信號(hào)模塊包括分別與所述DSP基本系統(tǒng)模塊電連接的PWM控制單元、 氣閥控制單元、軟啟動(dòng)控制單元和多路輸出控制單元。.
更佳地，所述多路輸出控制單元包括分別與所述DSP基本系統(tǒng)模塊電連接的變壓器選4奪 控制塊、計(jì)數(shù)信號(hào)輸出控制塊、焊接結(jié)束控制塊和出錯(cuò)信號(hào)輸出控制塊。
采用本實(shí)用新型，由于本實(shí)用新型針對(duì)逆變電阻點(diǎn)焊電源的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于DSP的完 整的控制電路。通過(guò)對(duì)在1kHz逆變頻率條件下的控制實(shí)驗(yàn)表明，該控制系統(tǒng)能夠有效地控 制逆變電阻點(diǎn)焊電源，具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、控制精度高、控制規(guī)范可以靈活設(shè)置等特點(diǎn)；實(shí)現(xiàn) 了焊接電流、電極間電壓和焊接能量的監(jiān)視與報(bào)警；對(duì)網(wǎng)壓波動(dòng)、過(guò)電流、過(guò)熱、缺冷卻水 等異常條件能夠快速診斷與保護(hù)。


圖1是本實(shí)用新型的一具體實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

為了能夠更清楚地理解本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明。 請(qǐng)參閱圖1所示，本實(shí)用新型的精密逆變電阻點(diǎn)焊電源DSP控制系統(tǒng)，包括DSP基本 系統(tǒng)模塊、信號(hào)采集與保護(hù)模塊、人機(jī)接口模塊和控制信號(hào)模塊，所述信號(hào)采集與保護(hù)模塊、 所述人機(jī)接口模塊和所述控制信號(hào)模塊分別與所述DSP基本系統(tǒng)模塊電連接。所迷DSP基 本系統(tǒng)模塊包括DSP芯片。所述DSP芯片是TMS320LF2407芯片。
所述信號(hào)采集與保護(hù)模塊包括分別與所述DSP基本系統(tǒng)模塊電連接的過(guò)熱保護(hù)單元、一 次測(cè)電壓?jiǎn)卧?一次測(cè)電流單元、二次測(cè)電壓?jiǎn)卧投螠y(cè)電流單元。
過(guò)熱保護(hù)單元主要是散熱器溫度、整流管溫度和冷卻水流量等信號(hào)的檢測(cè)。 在一次電流測(cè)量單元中，電流型霍爾傳感器^r測(cè)電流，再進(jìn)行濾波和有源整流處理。濾 波輸出電壓有選擇性地連到有效值處理電路；整流處理結(jié)果用于進(jìn)行最大電流判斷，當(dāng)電流 異常時(shí)直接令微控制器中斷焊接過(guò)程，有效保護(hù)IGBT。電壓測(cè)量單元直接在電網(wǎng)上按一定的 比例截取電壓送進(jìn)DSP芯片進(jìn)行分析，從而得知電網(wǎng)是否有異常的波動(dòng)發(fā)生，保護(hù)系統(tǒng)。
二次電流測(cè)量單元是利用羅氏線圈測(cè)量電流的原理設(shè)計(jì)的一個(gè)測(cè)量電路。由于羅氏線圈
4采集到的信號(hào)是電流的微分信號(hào)，首先要進(jìn)行積分，組成一個(gè)帶有直流通道的積分電路，組 成羅氏線圈的外積分式測(cè)量方式。再組成對(duì)積分結(jié)果進(jìn)行放大的放大電路，放大的電壓送給 后而的電路進(jìn)行有效值處理。
二次電壓測(cè)量單元采用線性光耦PC827組成的帶補(bǔ)償?shù)母綦x電路，進(jìn)一步提高測(cè)量的線 性度。逆變電阻焊的一次電壓呈脈動(dòng)狀態(tài)，其幅值比較低，而且與測(cè)試點(diǎn)密切相關(guān)，測(cè)量結(jié) 果后續(xù)還經(jīng)過(guò)放大和有效值轉(zhuǎn)換，再連接到DSP的A/D輸入端口 。在隔離電路的設(shè)計(jì)中，為 簡(jiǎn)化供電電源的設(shè)計(jì)，采用IAP-2W系列的電源隔離模塊，將5V轉(zhuǎn)換為地線隔離的士15V， 直接給運(yùn)放和相應(yīng)的電路供電。
所述人機(jī)接口模塊包括分別與所述DSP基本系統(tǒng)模塊電連接的輸入單元如鍵盤(pán)和顯示單 元如顯示器。
所迷控制信號(hào)模塊包括分別與所述DSP基本系統(tǒng)模塊電連接的PWM控制單元、氣岡控 制單元、軟啟動(dòng)控制單元和多路輸出控制單元。其中PWM控制單元在電路設(shè)計(jì)上，采用了 兩種不同的電路， 一個(gè)是直接用DSP芯片上的PWM輸出控制，另一個(gè)是利用D/A電路外接 芯片進(jìn)行控制。D/A芯片采用了 BB公司的DAC7625P,具有較小的輸出誤差，抗干擾能力 強(qiáng)。DAC7625P直接由DSP控制其工作和輸出口選擇，而參考電壓由外置元件TLC2274和穩(wěn) 壓管組成的電路提供精密電壓。而DAC7625P輸出的模擬電壓經(jīng)過(guò)TLC2274進(jìn)行放大，然后 供給有需要的電路使用。其中所述多路輸出控制單元包括分別與所述DSP基本系統(tǒng)模塊電連 接的變壓器選擇控制塊、計(jì)數(shù)信號(hào)輸出控制塊、焊接結(jié)束控制塊和出錯(cuò)信號(hào)輸出控制塊。
本實(shí)用新型通過(guò)DSP接收由鍵盤(pán)輸入的電流、電壓、時(shí)間等設(shè)定參數(shù)；工作中控制氣閥 動(dòng)作，按時(shí)序進(jìn)行各階段延時(shí)，在各加熱階段根據(jù)電流和波形設(shè)定輸出相應(yīng)的PWM信號(hào)， 并通過(guò)反饋信息調(diào)整輸出，達(dá)到控制輸出能量的目的；系統(tǒng)還能夠隨時(shí)檢測(cè)電源的過(guò)熱、一 次過(guò)/欠電流輸出、網(wǎng)壓等大量信息，并進(jìn)行實(shí)時(shí)保護(hù)；DSP記錄各種信息并與其他計(jì)算機(jī)進(jìn) 行數(shù)據(jù)交換。信號(hào)采集與檢測(cè)電路用于對(duì)焊接變壓器的初級(jí)電流、電壓，二次側(cè)輸出電流、 電壓進(jìn)行采樣，以實(shí)現(xiàn)多參數(shù)控制與保護(hù)。
綜上，本實(shí)用新型的精密逆變電阻點(diǎn)焊電源DSP控制系統(tǒng)響應(yīng)速度快、控制精度高，實(shí) 現(xiàn)了多參數(shù)的監(jiān)控和故障診斷。
在此說(shuō)明書(shū)中，本實(shí)用新型已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出 各種修改和變換而不背離本實(shí)用新型的精神和范圍。因此，說(shuō)明書(shū)和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說(shuō)明性 的而非限制性的。
權(quán)利要求1. 一種精密逆變電阻點(diǎn)焊電源DSP控制系統(tǒng)，其特征在于，包括DSP基本系統(tǒng)模塊、信號(hào)采集與保護(hù)模塊、人機(jī)接口模塊和控制信號(hào)模塊，所述信號(hào)采集與保護(hù)模塊、所述人機(jī)接口模塊和所述控制信號(hào)模塊分別與所述DSP基本系統(tǒng)模塊電連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的精密逆變電阻點(diǎn)焊電源DSP控制系統(tǒng)，其特征在于，所述DSP基 本系統(tǒng)模塊包括DSP芯片。
3. 如權(quán)利要求2所述的精密逆變電阻點(diǎn)焊電源DSP控制系統(tǒng)，其特征在于，所述DSP芯 片是TMS320LF2407芯片。
4. 如權(quán)利要求1所述的精密逆變電阻點(diǎn)焊電源DSP控制系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)采集 與保護(hù)模塊包括分別與所述DSP基本系統(tǒng)模塊電連接的過(guò)熱保護(hù)單元、 一次測(cè)電壓?jiǎn)卧?一次測(cè)電流單元、二次測(cè)電壓?jiǎn)卧投螠y(cè)電流單元。
5. 如權(quán)利要求1所述的精密逆變電阻點(diǎn)焊電源DSP控制系統(tǒng)，其特征在于，所述人機(jī)接口 模塊包括分別與所述DSP基本系統(tǒng)模塊電連接的輸入單元和顯示單元。
6. 如權(quán)利要求1所述的精密逆變電阻點(diǎn)焊電源DSP控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制信號(hào) 模塊包括分別與所述DSP基本系統(tǒng)模塊電連接的PWM控制單元、氣閥控制單元、軟啟 動(dòng)控制單元和多路輸出控制單元。
7. 如權(quán)利要求6所述的精密逆變電阻點(diǎn)焊電源DSP控制系統(tǒng)，其特征在于，所述多路輸出 控制單元包括分別與所述DSP基本系統(tǒng)模塊電連接的變壓器選擇控制塊、計(jì)數(shù)信號(hào)輸出 控制塊、焊接結(jié)束控制塊和出錯(cuò)信號(hào)輸出控制塊。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種精密逆變電阻點(diǎn)焊電源DSP控制系統(tǒng)，包括DSP基本系統(tǒng)模塊、信號(hào)采集與保護(hù)模塊、人機(jī)接口模塊和控制信號(hào)模塊，DSP基本系統(tǒng)模塊包括TMS320LF2407芯片，信號(hào)采集與保護(hù)模塊包括分別與DSP基本系統(tǒng)模塊電連接的過(guò)熱保護(hù)單元、一次測(cè)電壓?jiǎn)卧?、一次測(cè)電流單元、二次測(cè)電壓?jiǎn)卧投螠y(cè)電流單元，人機(jī)接口模塊包括分別與DSP基本系統(tǒng)模塊電連接的輸入單元和顯示單元，控制信號(hào)模塊包括分別與DSP基本系統(tǒng)模塊電連接的PWM控制單元、氣閥控制單元、軟啟動(dòng)控制單元和多路輸出控制單元，本實(shí)用新型響應(yīng)速度快、控制精度高，實(shí)現(xiàn)了多參數(shù)的監(jiān)控和故障診斷。
文檔編號(hào)B23K11/24GK201313234SQ20082015639
公開(kāi)日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2008年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月2日
發(fā)明者俊 舒 申請(qǐng)人:上海滬工電焊機(jī)制造有限公司