基于DSP的電阻焊機電源控制電路設計

圖4 主程序流程圖和中斷流程圖

Fig.4 Main and Interrupt Program Flow Chart

5 實(shí)驗波形與結論

把程序燒寫(xiě)到DSP芯片外圍Flash里面后，給控制電路和驅動(dòng)模塊加上電壓，這里只對一路IGBT的驅動(dòng)波形進(jìn)行分析。圖5是IGBT工作狀態(tài)的驅動(dòng)信號波形，IGBT的E極（柵極）和G極（門(mén)極）之間的PWM波形，即+15V開(kāi)柵和-10V關(guān)柵電壓，這里采用5Khz的PWM頻率。圖6是在過(guò)流情況或者檢測來(lái)的信號不對時(shí)，驅動(dòng)信號關(guān)斷，使得IGBT不工作情況。分析發(fā)現，G極信號的尖波，最大值20V左右，關(guān)斷時(shí)間Tc10us,保證了IGBT的安全性。

圖5 正常工作的波形 圖6 短路情況波形

Fig.5 The Waves of Work Situation Fig.6 The Waves of Short Circuit Situation

圖5和圖6實(shí)驗波形可知，本設計電路具有中頻控制5Khz的開(kāi)關(guān)頻率，有很好的可靠性，對IGBT有及時(shí)的保護功能。利用DSP控制的驅動(dòng)電路能實(shí)現可控的中頻逆變，頻率可調，PWM脈寬可調，有快速及時(shí)的保護動(dòng)作。M57962AL芯片和外圍的電路，具有良好的保護性能、能及時(shí)對IGBT起到保護作用和隔離保護作用。

6 結束語(yǔ)

實(shí)驗結果表明，該控制電路短路保護動(dòng)作可立即關(guān)閉PWM,緊急保護,滿(mǎn)足了性能指標的要求。利用DSP設計的控制電路和M57962AL的驅動(dòng)電路使得控制電路大為簡(jiǎn)化。器件少、體積小,降低了成本。中頻控制，提高了系統的控制精度。性能優(yōu)良，響應時(shí)間為微秒級，控制速度快，可方便的根據需要設計出合適的外特性。中頻逆變電源的發(fā)展是現代焊接領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展方向，高效節能、更高的能量輸入、精確的參數調整、能減少電極的熱量和機械壓力等優(yōu)點(diǎn)得到大家的青睞[1][2][5]。本電源電路設計思想對數字化中頻逆變直流電阻焊提供了一個(gè)可靠且可行的設計方案。

本文作者創(chuàng )新點(diǎn)：提出了一種新的基于數字信號處理器的中頻逆變電源總體設計方案，并具體分析了電路設計的硬件和軟件的實(shí)現。5年的經(jīng)濟效益為5000萬(wàn)元，根據目前國內市場(chǎng)需求和目前國外電阻焊機的價(jià)格得出的估計。