專利名稱：可控硅焊機(jī)主回路的數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種焊機(jī)主回路，特別是一種可控硅焊機(jī)主回路的數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路，屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電焊機(jī)中采用功率可控硅作為焊接主回路中的可控功率器件是最普遍使用的一種電路。通常，變壓器二次繞組按功率可控硅組成三相橋式可控整流或組成六相半波帶平衡電抗器方式。功率可控硅的觸發(fā)導(dǎo)通常采用模擬電子元件或集成可控硅移相觸發(fā)器。經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，馬彩霞等人在《電焊機(jī)》，2000(7)上撰文“晶閘管式弧焊電源集成同步移相觸發(fā)電路研制”，該文介紹的集成可控硅移相觸發(fā)器是集同步檢測(cè)，移相脈沖形成和保護(hù)為一體，所需外圍器件較少，但是，此集成電路由同步檢測(cè)寄存器，基準(zhǔn)電壓分配，鋸齒波形成電路，移相電壓和鋸齒波綜合比較及脈沖成形與分配等部分組成，脈沖移相大小及寬度由外接的電阻和電容的大小決定，因此，此集成電路還是屬于模擬電路，而模擬電路存在易受環(huán)境溫度，參數(shù)不一致性的影響，導(dǎo)通角的穩(wěn)定性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種可控硅焊機(jī)主回路的數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路，使其有效地通過(guò)數(shù)字信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)，提高可控硅的導(dǎo)通角穩(wěn)定性和控制精度。本發(fā)明采用一種具有豐富外設(shè)，高速運(yùn)算與處理的數(shù)字信號(hào)處理器DSP作為主控核心實(shí)現(xiàn)可控硅焊機(jī)主回路功率可控硅的數(shù)字驅(qū)動(dòng)。
首先，來(lái)自主變壓器次級(jí)同一鐵芯上相位相反兩個(gè)繞組的輸入電壓經(jīng)過(guò)電阻R1，R2，R3，R4，R5，R6和穩(wěn)壓管D1，D2，D3，D4，D5，D6加到交流輸入晶體管輸出光耦U1，U2，U3上。當(dāng)輸入電壓非零時(shí)，U1，U2，U3的輸出導(dǎo)通，3腳輸出為高電平，當(dāng)輸入電壓過(guò)零時(shí)，U1，U2，U3截至，3腳的輸出為低電平從而獲得同步信號(hào)；然后，DSP控制器的事件管理器CAP1，CAP2，CAP3腳對(duì)同步信號(hào)的上升沿進(jìn)行捕獲，從而產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，DSP內(nèi)核立即響應(yīng)中斷，轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序中。檢測(cè)可控硅焊機(jī)控制面板上決定移相大小電位器的模擬量，此模擬量通過(guò)DSP的內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換模塊變成數(shù)字量，再將這個(gè)數(shù)字量通過(guò)對(duì)DSP的內(nèi)置三個(gè)通用定時(shí)器的初始化，將移相值送入定時(shí)器，DSP的內(nèi)置三個(gè)通用定時(shí)器從而產(chǎn)生三路移相大小可調(diào)的脈沖波形T1PWM、T2PWM、T3PWM；最后，DSP輸出的T1PWM、T2PWM、T3PWM觸發(fā)脈沖波形經(jīng)雙向晶閘管光耦U4、U5、U6進(jìn)行電平隔離，雙向晶閘管光耦U4、U5、U6其輸出端為2組雙向?qū)ňчl管，經(jīng)二極管D7、D8、D9、D10、D11、D12分別接到主回路功率可控硅的陽(yáng)極和控制極之間起一個(gè)開關(guān)作用。
本發(fā)明的主回路的構(gòu)成和連接方式為主回路功率可控硅S1，S2，S3，S4，S5，S6的陰極分別與電阻R2，R4，R6，R5，R3，R1連接，R1，C3與穩(wěn)壓管D1的陰極連接，R2，C3與穩(wěn)壓管D2的陰極連接，R3，C4與穩(wěn)壓管D3的陰極連接，R4，C4與穩(wěn)壓管D4的陰極連接，R5，C5與穩(wěn)壓管D5的陰極連接，R6，C5與穩(wěn)壓管D6的陰極連接。穩(wěn)壓管D1，D3，D5的陽(yáng)極分別與交流輸入晶體管輸出光耦U1，U2，U3的1腳連接，穩(wěn)壓管D2，D4，D6的陽(yáng)極分別與交流輸入晶體管輸出光耦U1，U2，U3的2腳連接，光耦U1，U2，U3的4腳并接接于控制電路的電源正端VCC，光耦U1，U2，U3的3腳分別與數(shù)字信號(hào)處理器DSP的CAP1，CAP2，CAP3腳連接。
DSP的T1PWM，T2PWM，T3PWM腳分別與雙向晶閘管光耦U4，U5，U6的4腳連接，光耦U4的2腳與3腳連接，光耦U5的2腳與3腳連接，光耦U6的2腳與3腳連接，光耦U4，U5，U6的1腳分別與電阻R14，R15，R16連接，電阻R14，R15，R16并接與電源VCC連接，光耦U4，U5，U6的5腳分別與二極管D8，D10，D12的陽(yáng)極連接，光耦U4，U5，U6的7腳分別與二極管D7，D9，D11的陽(yáng)極連接，光耦U4，U5，U6的6腳并接與電阻R24連接。光耦U4，U5，U6的8腳并接與電阻R23連接。二極管D7的陰極與R17，C9，可控硅S1的控制極連接，二極管D8的陰極與R18，C10，可控硅S6的控制極連接，二極管D9的陰極與R19，C11，可控硅S2的控制極連接，二極管D10的陰極與R20，C12，可控硅S5的控制極連接，二極管D11的陰極與R21，C13，可控硅S3的控制極連接，二極管D12的陰極與R22，C14，可控硅S4的控制極連接，R17，C9與可控硅S1的陰極連接，R18，C10與可控硅S6的陰極連接，R19，C11與可控硅S2的陰極連接，R20，C12與可控硅S5的陰極連接，R21，C13與可控硅S3的陰極連接，R22，C14與可控硅S4的陰極連接，可控硅S1，S2，S3的陽(yáng)極并接與R23連接，可控硅S4，S5，S6的陽(yáng)極并接與R24連接。
上述從同步信號(hào)獲取，轉(zhuǎn)化，到數(shù)字信號(hào)處理器內(nèi)置軟件轉(zhuǎn)換，再到驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)，都是數(shù)字信息的直接流通與處理，其控制精度直接由軟件決定，不受外部環(huán)境變化的影響，真正地實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，提高了功率可控硅的導(dǎo)通角的穩(wěn)定性和控制精度，取消了模擬電路，電路簡(jiǎn)單，系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可靠性及控制精度都得到了可靠保證。


圖1本發(fā)明主回路示意圖
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明采用一種具有豐富外設(shè)，高速運(yùn)算與處理的數(shù)字信號(hào)處理器DSP作為主控核心實(shí)現(xiàn)可控硅焊機(jī)主回路功率可控硅的數(shù)字驅(qū)動(dòng)。
首先，來(lái)自主變壓器次級(jí)同一鐵芯上相位相反兩個(gè)繞組的輸入電壓經(jīng)過(guò)電阻R1，R2，R3，R4，R5，R6和穩(wěn)壓管D1，D2，D3，D4，D5，D6加到交流輸入晶體管輸出光耦U1，U2，U3上，當(dāng)輸入電壓非零時(shí)，U1，U2，U3的輸出導(dǎo)通，3腳輸出為高電平，當(dāng)輸入電壓過(guò)零時(shí)，U1，U2，U3截至，3腳的輸出為低電平從而獲得同步信號(hào)；然后，DSP控制器的事件管理器CAP1，CAP2，CAP3腳對(duì)同步信號(hào)的上升沿進(jìn)行捕獲，產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，DSP內(nèi)核立即響應(yīng)中斷，轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序中，檢測(cè)可控硅焊機(jī)控制面板上決定移相大小電位器的模擬量，此模擬量通過(guò)DSP的內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換模塊變成數(shù)字量，再將這個(gè)數(shù)字量通過(guò)對(duì)DSP的內(nèi)置三個(gè)通用定時(shí)器的初始化，將移相值送入定時(shí)器，DSP的內(nèi)置三個(gè)通用定時(shí)器產(chǎn)生三路移相大小可調(diào)的脈沖波形T1PWM、T2PWM、T3PWM；最后，DSP輸出的T1PWM、T2PWM、T3PWM觸發(fā)脈沖波形經(jīng)雙向晶閘管光耦U4、U5、U6進(jìn)行電平隔離，雙向晶閘管光耦U4、U5、U6其輸出端為2組雙向?qū)ňчl管，經(jīng)二極管D7、D8、D9、D10、D11、D12分別接到主回路功率可控硅的陽(yáng)極和控制極之間。
本發(fā)明的主回路的構(gòu)成和連接方式為主回路功率可控硅S1，S2，S3，S4，S5，S6的陰極分別與電阻R2，R4，R6，R5，R3，R1連接，R1，C3與穩(wěn)壓管D1的陰極連接，R2，C3與穩(wěn)壓管D2的陰極連接，R3，C4與穩(wěn)壓管D3的陰極連接，R4，C4與穩(wěn)壓管D4的陰極連接，R5，C5與穩(wěn)壓管D5的陰極連接，R6，C5與穩(wěn)壓管D6的陰極連接。穩(wěn)壓管D1，D3，D5的陽(yáng)極分別與交流輸入晶體管輸出光耦U1，U2，U3的1腳連接，穩(wěn)壓管D2，D4，D6的陽(yáng)極分別與交流輸入晶體管輸出光耦U1，U2，U3的2腳連接，光耦U1，U2，U3的4腳并接接于控制電路的電源正端VCC，光耦U1，U2，U3的3腳分別與數(shù)字信號(hào)處理器DSP的CAP1，CAP2，CAP3腳連接。
DSP的T1PWM，T2PWM，T3PWM腳分別與雙向晶閘管光耦U4，U5，U6的4腳連接，光耦U4的2腳與3腳連接，光耦U5的2腳與3腳連接，光耦U6的2腳與3腳連接，光耦U4，U5，U6的1腳分別與電阻R14，R15，R16連接，電阻R14，R15，R16并接與電源VCC連接，光耦U4，U5，U6的5腳分別與二極管D8，D10，D12的陽(yáng)極連接，光耦U4，U5，U6的7腳分別與二極管D7，D9，D11的陽(yáng)極連接，光耦U4，U5，U6的6腳并接與電阻R24連接，光耦U4，U5，U6的8腳并接與電阻R23連接，二極管D7的陰極與R17，C9，可控硅S1的控制極連接，二極管D8的陰極與R18，C10，可控硅S6的控制極連接，二極管D9的陰極與R19，C11，可控硅S2的控制極連接，二極管D10的陰極與R20，C12，可控硅S5的控制極連接，二極管D11的陰極與R21，C13，可控硅S3的控制極連接，二極管D12的陰極與R22，C14，可控硅S4的控制極連接，R17，C9與可控硅S1的陰極連接，R18，C10與可控硅S6的陰極連接，R19，C11與可控硅S2的陰極連接，R20，C12與可控硅S5的陰極連接，R21，C13與可控硅S3的陰極連接，R22，C14與可控硅S4的陰極連接，可控硅S1，S2，S3的陽(yáng)極并接與R23連接，可控硅S4，S5，S6的陽(yáng)極并接與R24連接。
權(quán)利要求
1.一種可控硅焊機(jī)主回路的數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于采用一種具有豐富外設(shè)，高速運(yùn)算與處理的數(shù)字信號(hào)處理器DSP作為主控核心實(shí)現(xiàn)可控硅焊機(jī)主回路功率可控硅的數(shù)字驅(qū)動(dòng)首先，來(lái)自主變壓器次級(jí)同一鐵芯上相位相反兩個(gè)繞組的輸入電壓經(jīng)過(guò)電阻R1，R2，R3，R4，R5，R6和穩(wěn)壓管D1，D2，D3，D4，D5，D6加到交流輸入晶體管輸出光耦U1，U2，U3上，當(dāng)輸入電壓非零時(shí)，U1，U2，U3的輸出導(dǎo)通，3腳輸出為高電平，當(dāng)輸入電壓過(guò)零時(shí)，U1，U2，U3截至，3腳的輸出為低電平從而獲得同步信號(hào)；然后，DSP控制器的事件管理器CAP1，CAP2，CAP3腳對(duì)同步信號(hào)的上升沿進(jìn)行捕獲，產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，DSP內(nèi)核立即響應(yīng)中斷，轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序中，檢測(cè)可控硅焊機(jī)控制面板上決定移相大小電位器的模擬量，此模擬量通過(guò)DSP的內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換模塊變成數(shù)字量，再將這個(gè)數(shù)字量通過(guò)對(duì)DSP的內(nèi)置三個(gè)通用定時(shí)器的初始化，將移相值送入定時(shí)器，DSP的內(nèi)置三個(gè)通用定時(shí)器產(chǎn)生三路移相大小可調(diào)的脈沖波形T1PWM、T2PWM、T3PWM；最后，DSP輸出的T1PWM、T2PWM、T3PWM觸發(fā)脈沖波形經(jīng)雙向晶閘管光耦U4、U5、U6進(jìn)行電平隔離，雙向晶閘管光耦U4、U5、U6其輸出端為2組雙向?qū)ňчl管，經(jīng)二極管D7、D8、D9、D10、D11、D12分別接到主回路功率可控硅的陽(yáng)極和控制極之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種可控硅焊機(jī)主回路的數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路，其特征是主回路的構(gòu)成和連接方式為主回路功率可控硅S1，S2，S3，S4，S5，S6的陰極分別與電阻R2，R4，R6，R5，R3，R1連接，R1，C3與穩(wěn)壓管D1的陰極連接，R2，C3與穩(wěn)壓管D2的陰極連接，R3，C4與穩(wěn)壓管D3的陰極連接，R4，C4與穩(wěn)壓管D4的陰極連接，R5，C5與穩(wěn)壓管D5的陰極連接，R6，C5與穩(wěn)壓管D6的陰極連接。穩(wěn)壓管D1，D3，D5的陽(yáng)極分別與交流輸入晶體管輸出光耦U1，U2，U3的1腳連接，穩(wěn)壓管D2，D4，D6的陽(yáng)極分別與交流輸入晶體管輸出光耦U1，U2，U3的2腳連接，光耦U1，U2，U3的4腳并接接于控制電路的電源正端VCC，光耦U1，U2，U3的3腳分別與數(shù)字信號(hào)處理器DSP的CAP1，CAP2，CAP3腳連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種可控硅焊機(jī)主回路的數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路，其特征是DSP的T1PWM，T2PWM，T3PWM腳分別與雙向晶閘管光耦U4，U5，U6的4腳連接，光耦U4的2腳與3腳連接，光耦U5的2腳與3腳連接，光耦U6的2腳與3腳連接，光耦U4，U5，U6的1腳分別與電阻R14，R15，R16連接，電阻R14，R15，R16并接與電源VCC連接，光耦U4，U5，U6的5腳分別與二極管D8，D10，D12的陽(yáng)極連接，光耦U4，U5，U6的7腳分別與二極管D7，D9，D11的陽(yáng)極連接，光耦U4，U5，U6的6腳并接與電阻R24連接，光耦U4，U5，U6的8腳并接與電阻R23連接，二極管D7的陰極與R17，C9，可控硅S1的控制極連接，二極管D8的陰極與R18，C10，可控硅S6的控制極連接，二極管D9的陰極與R19，C11，可控硅S2的控制極連接，二極管D10的陰極與R20，C12，可控硅S5的控制極連接，二極管D11的陰極與R21，C13，可控硅S3的控制極連接，二極管D12的陰極與R22，C14，可控硅S4的控制極連接，R17，C9與可控硅S1的陰極連接，R18，C10與可控硅S6的陰極連接，R19，C11與可控硅S2的陰極連接，R20，C12與可控硅S5的陰極連接，R21，C13與可控硅S3的陰極連接，R22，C14與可控硅S4的陰極連接，可控硅S1，S2，S3的陽(yáng)極并接與R23連接，可控硅S4，S5，S6的陽(yáng)極并接與R24連接。
全文摘要
可控硅焊機(jī)主回路的數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用數(shù)字信號(hào)處理器DSP作為主控核心:主變壓器次級(jí)同一鐵芯上相位相反兩個(gè)繞組的輸入電壓經(jīng)過(guò)電阻和穩(wěn)壓管加到交流輸入晶體管輸出光耦上,獲得同步信號(hào);DSP事件管理器對(duì)同步信號(hào)上升沿進(jìn)行捕獲,產(chǎn)生中斷請(qǐng)求,DSP內(nèi)核轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序中,檢測(cè)可控硅焊機(jī)控制面板上的模擬量,模擬量通過(guò)DSP內(nèi)置轉(zhuǎn)換模塊變成數(shù)字量,數(shù)字量通過(guò)對(duì)DSP內(nèi)置三個(gè)通用定時(shí)器的初始化,移相值送入定時(shí)器,產(chǎn)生三路脈沖波形;脈沖波形經(jīng)雙向晶閘管光耦進(jìn)行電平隔離,雙向晶閘管光耦輸出端分別接到主回路功率可控硅陽(yáng)極和控制極之間。本發(fā)明取消了模擬電路,電路簡(jiǎn)單,系統(tǒng)的穩(wěn)定性,可靠性及控制精度都得到了可靠保證。
文檔編號(hào)B23K9/10GK1385273SQ0211226
公開日2002年12月18日 申請(qǐng)日期2002年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月27日
發(fā)明者華學(xué)明, 吳毅雄, 張勇, 于乾波, 蔡艷, 石忠賢 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)