微機控制方波交流TIG焊接電源研究.pdf

1、隨著對鋁、鎂及其合金的進一步研究和其在各個領域中更加廣泛的應用，開展鋁、鎂及其合金焊接技術的研究工作顯得尤為重要和迫切，提高鋁、鎂合金的焊接性、獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭是進一步拓寬鋁、鎂合金應用范圍的重要條件。本文針對鋁，鎂及其合金焊接時正半波的熔化和負半波陰極清理的要求，研制了以單片機為核心的數(shù)字化控制IGBT逆變式方波交流TIG焊電源。 重點介紹了所研制的方波交流TIG焊接電源系統(tǒng)的組成部分和控制原理。分別就逆變電源的主電路、控制電

2、路、保護電路和驅(qū)動電路做了詳細分析，并從軟、硬件兩方面進行了系統(tǒng)的闡述。 電源主電路采用輸出功率較大的IGBT全橋式逆變結(jié)構(gòu)，由輸入整流濾波電路、逆變電路、高頻變壓器、輸出整流電路、二次逆變電路組成。文中詳細介紹了主電路的設計要點及元件選型和參數(shù)計算。控制系統(tǒng)以16位高性能單片機80C196KC為核心，采用了目前比較常用的脈寬調(diào)制方式PWM（PulseWidthModulation）即控制IGBT的導通時間來實現(xiàn)焊機輸出功率與輸

3、出特性的控制。單片機輸出的控制量經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后，通過脈寬調(diào)制芯片SG3525調(diào)制出兩路互不重疊的觸發(fā)脈沖，再經(jīng)IGBT專用驅(qū)動模塊M57959L進行功率放大后觸發(fā)IGBT，以實現(xiàn)功率的輸出。后級驅(qū)動脈沖是利用單片機的高速輸出口輸出兩路互不重疊的脈沖經(jīng)放大后得到的。系統(tǒng)實時對輸出電流進行采樣，將采樣結(jié)果送入到單片機進行A/D轉(zhuǎn)換。 本文還詳細闡述了單片機的資源分配，外圍電路的功能、作用等。并針對焊接過程中可能出現(xiàn)的典型故障：過流、

4、過熱、過/欠壓等，設計了相應的保護電路。 在焊機的主電路和控制電路部分都進行了可靠性與抗干擾設計，系統(tǒng)分析了可能影響焊機正常工作的各種干擾及其產(chǎn)生原因，并在原理圖設計、PCB制作以及程序編制的過程中采取了相應的軟硬件抗干擾措施。系統(tǒng)軟件采用匯編語言，以模塊化方法設計。文中詳細介紹了主程序及中斷服務程序的功能和結(jié)構(gòu)。 通過試驗，對該電源的實現(xiàn)方案、組成部分進行了分析，得到了初步的試驗結(jié)果，給出了在試驗過程中記錄的相關數(shù)據(jù)與