CN201313222Y - 脉冲变极性弧焊逆变电源全数字化控制系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种脉冲变极性弧焊逆变电源全数字化控制系统，人机接口模块和开关量接口模块分别电连接第一DSP芯片，第一DSP芯片电连接第二DSP芯片，第二DSP芯片分别通过保护接口模块、驱动模块和电压电流采集模块与功率模块电连接，较佳地，第一DSP芯片和第二DSP芯片是DSP56F805芯片，人机接口模块包括分别电连接第一DSP芯片的键盘和显示器，第一DSP芯片通过双口RAM电连接第二DSP芯片，电压电流采集模块通过线性隔离模块电连接第二DSP芯片，本实用新型结构简洁、稳定可靠，并实现了脉冲变极性弧焊逆变电源的输出特性控制和交直流复合脉冲电流波形控制。

Description

脉冲变极性弧焊逆变电源全数字化控制系统
技术领域
本实用新型涉及电焊机电源控制系统技术领域，特别涉及电焊机电源数字化控制系统技术领域，具体是指一种脉冲变极性弧焊逆变电源全数字化控制系统。
背景技术
数字化脉冲宽度调制(PWM)技术是实现弧焊逆变电源全数字化控制的关键。已有文献采用数字信号处理器(DSP)作为系统的主控制芯片实现数据采集、控制算法，然后将运算获得的PWM数据送入复杂可编程逻辑器件(CPLD)组成的数字PWM发生器，产生满足电源输出控制要求的PWM脉冲。还有文献将微处理器(MCU)的运算结果经D/A转换后送入专用PWM芯片，产生PWM控制脉冲。采用上述两种方式实现PWM控制脉冲的数字化均需增加相应的硬件，同时需配合相应的软件编程。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种脉冲变极性弧焊逆变电源全数字化控制系统，该控制系统结构简洁、稳定可靠，并实现了脉冲变极性弧焊逆变电源的输出特性控制和交直流复合脉冲电流波形控制。
为了实现上述目的，本实用新型的脉冲变极性弧焊逆变电源全数字化控制系统具有如下构成：
该脉冲变极性弧焊逆变电源全数字化控制系统，其特点是，包括第一DSP芯片、人机接口模块、开关量接口模块、第二DSP芯片和功率变换模块，所述人机接口模块和所述开关量接口模块分别电连接所述第一DSP芯片，所述第一DSP芯片电连接所述第二DSP芯片，所述第二DSP芯片分别通过保护接口模块、驱动模块和电压电流采集模块与所述功率模块电连接。
较佳地，所述第一DSP芯片和所述第二DSP芯片是DSP56F805芯片。
较佳地，所述人机接口模块包括键盘和显示器，所述键盘和所述显示器分别电连接所述第一DSP芯片。
较佳地，还包括双口RAM，所述第一DSP芯片通过所述双口RAM电连接所述第二DSP芯片。
较佳地，还包括计算机，所述计算机电连接所述第一DSP芯片。
较佳地，还包括线性隔离模块，所述电压电流采集模块通过所述线性隔离模块电连接所述第二DSP芯片。
采用本实用新型，由于本实用新型的第一DSP芯片主要实现系统的人机信息交互(键盘和液晶显示器)、送气和高频引弧等开关量的给定与控制以及计算机串口通信等事务管理；第二DSP芯片主要根据用户设定的焊接参数对功率变换电路进行脉冲宽度调制和PID反馈控制，同时，以双口RAM为通信桥梁，第一DSP芯片和第二DSP芯片配合，对焊接电源的各种工作状态进行实时监控，能够灵活地实现多种进行TIG焊接所需的焊接电流波形，如普通直流、脉冲直流、普通方波交流、脉冲方波交流变极性交流和脉冲变极性交流(脉冲方波交流与直流复合)等，实现脉冲变极性弧焊逆变电源的输出特性控制和交直流复合脉冲电流波形控制，结构简洁，采用A/D采样与PWM同步，稳定可靠。
附图说明
图1是本实用新型的一具体实施例的基本结构示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。
请参阅图1所示，本实用新型的脉冲变极性弧焊逆变电源全数字化控制系统，包括第一DSP芯片、人机接口模块、开关量接口模块、第二DSP芯片和功率变换模块，所述人机接口模块和所述开关量接口模块分别电连接所述第一DSP芯片，所述第一DSP芯片电连接所述第二DSP芯片，所述第二DSP芯片分别通过保护接口模块、驱动模块和电压电流采集模块与所述功率模块电连接。
在本实用新型的一具体实施例中，所述第一DSP芯片和所述第二DSP芯片是DSP56F805芯片。
在本实用新型的一具体实施例中，所述人机接口模块包括键盘和显示器，所述键盘和所述显示器分别电连接所述第一DSP芯片。
在本实用新型的一具体实施例中，还包括双口RAM，所述第一DSP芯片通过所述双口RAM电连接所述第二DSP芯片。
在本实用新型的一具体实施例中，还包括计算机，所述计算机电连接所述第一DSP芯片。在本实用新型的一具体实施例中，还包括线性隔离模块，所述电压电流采集模块通过所述线性隔离模块电连接所述第二DSP芯片。
本实用新型的功率变换模块由二相整流滤波、一次全桥逆变和一次半桥逆变等电路组成，一次逆变采用PWM控制实现输出电压、电流的幅值控制，一次逆变通过开关切换实现输出电压、电流的极性控制。
DSP56F805芯片包含有两个6通道15位精度的PWM模块，并具有半周期参数重载能力。根据需要，每个PWM模块的6个通道可以配置为互补通道和独立通道，在互补通道方式下，可编程控制死区时间。具有独立的顶、底输出极性控制以及边沿对齐和中心对齐两种脉宽产生方式，并且占空比在0～100％范围内可调。而独立的软件控制PWM脉冲输出方式对实现低频PWM脉冲输出显得尤其贡要。此外，PWM模块还具有可编程出错保护功能，为弧焊逆变电源在各种故障情况下通过快速关闭PWM脉冲实施可靠的保护提供了有效的途径。
本实用新型采用两个DSP56F805芯片，通过双口RAM ID70V261S35连接，第一DSP芯片主要实现系统的人机信息交互(键盘和液晶显示器)、送气和高频引弧等开关量的给定与控制以及计算机串口通信等事务管理；第二DSP芯片主要根据用户设定的焊接参数对功率变换电路进行脉冲宽度调制和PID反馈控制，能够灵活地实现多种进行TIG焊接所需的焊接电流波形，如普通直流、脉冲直流、普通方波交流、脉冲方波交流变极性交流和脉冲变极性交流(脉冲方波交流与直流复合)等，实现脉冲变极性弧焊逆变电源的输出特性控制和交直流复合脉冲电流波形控制，同时，第一DSP芯片和第二DSP芯片配合，对焊接电源的各种工作状态进行实时监控，通过A/D采样与PWM同步防止电压、电流尖峰对A/D采样的影响，以保证系统控制的稳定性。
综上，本实用新型的脉冲变极性弧焊逆变电源全数字化控制系统结构简洁、稳定可靠，并实现了脉冲变极性弧焊逆变电源的输出特性控制和交直流复合脉冲电流波形控制。
在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (6)

1.一种脉冲变极性弧焊逆变电源全数字化控制系统，其特征在于，包括第一DSP芯片、人机接口模块、开关量接口模块、第二DSP芯片和功率变换模块，所述人机接口模块和所述开关量接口模块分别电连接所述第一DSP芯片，所述第一DSP芯片电连接所述第二DSP芯片，所述第二DSP芯片分别通过保护接口模块、驱动模块和电压电流采集模块与所述功率模块电连接。
2.如权利要求1所述的脉冲变极性弧焊逆变电源全数字化控制系统，其特征在于，所述第一DSP芯片和所述第二DSP芯片是DSP56F805芯片。
3.如权利要求1所述的脉冲变极性弧焊逆变电源全数字化控制系统，其特征在于，所述人机接口模块包括键盘和显示器，所述键盘和所述显示器分别电连接所述第一DSP芯片。
4.如权利要求1所述的脉冲变极性弧焊逆变电源全数字化控制系统，其特征在于，还包括双口RAM，所述第一DSP芯片通过所述双口RAM电连接所述第二DSP芯片。
5.如权利要求1所述的脉冲变极性弧焊逆变电源全数字化控制系统，其特征在于，还包括计算机，所述计算机电连接所述第一DSP芯片。
6.如权利要求1所述的脉冲变极性弧焊逆变电源全数字化控制系统，其特征在于，还包括线性隔离模块，所述电压电流采集模块通过所述线性隔离模块电连接所述第二DSP芯片。
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