基于DSP TMS320F2812的軟開關(guān)CO2焊機(jī)研究.pdf

1、近年來，作為我國(guó)重要工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)之一的焊接技術(shù)得到了快速的發(fā)展，對(duì)焊接工藝、焊機(jī)及焊接其他相關(guān)配套裝備的要求也在不斷提高。隨著焊機(jī)使用的普及和批量生產(chǎn)，作為焊機(jī)主要構(gòu)成部分的焊接電源的性能受到使用者及生產(chǎn)者的極大關(guān)注。通過對(duì)國(guó)內(nèi)外弧焊電源的分類、特點(diǎn)和用途以及發(fā)展趨向的分析，指出焊接電源由模擬向數(shù)字化轉(zhuǎn)變的必要性和軟開關(guān)在其中的作用，從而提出本課題研究的目的和意義。
　　本文對(duì)數(shù)字化焊接電源的概念和特點(diǎn)以及軟開關(guān)電路的主要類型進(jìn)行

2、了分析和研究，確定采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為全橋移相零電壓零電流（Zero Voltage Zero Current----ZVZCS）。首先，對(duì)ZVZCS軟開關(guān)電路中每個(gè)時(shí)段的換流過程進(jìn)行詳細(xì)闡述，說明該電路中超前臂上的兩個(gè)開關(guān)管能夠?qū)崿F(xiàn)零電壓開通和關(guān)斷，而滯后臂則處于零電流開通和關(guān)斷的狀態(tài)。其次，對(duì)電路中重要的電子元件參數(shù)進(jìn)行計(jì)算并確定型號(hào)的選擇，包括：IGBT、超前臂開關(guān)管上并聯(lián)的電容及阻斷電容、諧振電感和次級(jí)整流二極管。在確定上述電子元件

3、參數(shù)之后，利用Orcad PSpice軟件對(duì)ZVZCS電路進(jìn)行仿真，輸出并分析仿真波形。
　　本文中，硬件部分是基于TI公司TMS320F2812型號(hào)的DSP芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)的。硬件部分的設(shè)計(jì)主要包括：焊接參數(shù)信號(hào)采集電路，即使用霍爾傳感器采集焊接電流/電壓信號(hào)并傳送到DSP中的AD轉(zhuǎn)換模塊，由該模塊對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行處理并轉(zhuǎn)換成為可供DSP處理的數(shù)字信號(hào)；IGBT驅(qū)動(dòng)電路，主要由以KA962F驅(qū)動(dòng)片為核心的驅(qū)動(dòng)板構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)將DSP輸出的

4、PWM脈沖功率放大，驅(qū)動(dòng)IGBT的開啟和關(guān)斷；供電電路部分主要包括：DSP供電、IGBT驅(qū)動(dòng)板供電和送絲機(jī)驅(qū)動(dòng)供電三個(gè)部分；基于MAX3221 E芯片設(shè)計(jì)DSP與上位機(jī)通信電路，實(shí)現(xiàn)DSP與上位機(jī)通過RS232串口進(jìn)行通訊；保護(hù)電路主要包括過/欠壓、過流和過熱保護(hù)電路三個(gè)部分；焊機(jī)智能啟動(dòng)控制電路部分，是圍繞MFRC500射頻芯片的主要功能進(jìn)行開發(fā)的。
　　本文軟件部分的設(shè)計(jì)基于模塊化設(shè)計(jì)理念，由整體到部分，通過DSP編譯軟件CC