CN1186162C - 可控硅焊机主回路的数字驱动电路 - Google Patents

Abstract

可控硅焊机主回路的数字驱动电路属于焊接技术领域。本发明采用数字信号处理器DSP作为主控核心：主变压器次级同一铁芯上相位相反两个绕组的输入电压经过电阻和稳压管加到交流输入晶体管输出光耦上，获得同步信号；DSP事件管理器对同步信号上升沿进行捕获，产生中断请求，DSP内核转到中断服务程序中，检测可控硅焊机控制面板上的模拟量，模拟量通过DSP内置转换模块变成数字量，数字量通过对DSP内置三个通用定时器的初始化，移相值送入定时器，产生三路脉冲波形；脉冲波形经双向晶闸管光耦进行电平隔离，双向晶闸管光耦输出端分别接到主回路功率可控硅阳极和控制极之间。本发明取消了模拟电路，电路简单，系统的稳定性，可靠性及控制精度都得到了可靠保证。

Description

可控硅焊机主回路的数字驱动电路

技术领域

本发明涉及的是一种焊机主回路，特别是一种可控硅焊机主回路的数字驱动电路，属于焊接技术领域。

背景技术

电焊机中采用功率可控硅作为焊接主回路中的可控功率器件是最普遍使用的一种电路。通常，变压器二次绕组按功率可控硅组成三相桥式可控整流或组成六相半波带平衡电抗器方式。功率可控硅的触发导通常采用模拟电子元件或集成可控硅移相触发器。经文献检索发现，马彩霞等人在《电焊机》，2000(7)上撰文“晶闸管式弧焊电源集成同步移相触发电路研制”，该文介绍的集成可控硅移相触发器是集同步检测，移相脉冲形成和保护为一体，所需外围器件较少，但是，此集成电路由同步检测寄存器，基准电压分配，锯齿波形成电路，移相电压和锯齿波综合比较及脉冲成形与分配等部分组成，脉冲移相大小及宽度由外接的电阻和电容的大小决定，因此，此集成电路还是属于模拟电路，而模拟电路存在易受环境温度，参数不一致性的影响，导通角的稳定性差。

发明内容

本发明针对现有技术的不足和缺陷，提供一种可控硅焊机主回路的数字驱动电路，使其有效地通过数字信号直接驱动，提高可控硅的导通角稳定性和控制精度。本发明采用一种具有丰富外设，高速运算与处理的数字信号处理器DSP作为主控核心实现可控硅焊机主回路功率可控硅的数字驱动。

首先，来自主变压器次级同一铁芯上相位相反两个绕组的输入电压经过电阻R1，R2，R3，R4，R5，R6和稳压管D1，D2，D3，D4，D5，D6加到交流输入晶体管输出光耦U1，U2，U3上。当输入电压非零时，U1，U2，U3的输出导通，3脚输出为高电平，当输入电压为零时，U1，U2，U3截至，3脚的输出为低电平从而获得同步信号；然后，DSP控制器的事件管理器CAP1，CAP2，CAP3脚对同步信号的上升沿进行捕获，从而产生中断请求，DSP内核立即响应中断，转到中断服务程序中。检测可控硅焊机控制面板上决定移相大小电位器的模拟量，此模拟量通过DSP的内置A/D转换模块变成数字量，再将这个数字量通过对DSP的内置三个通用定时器的初始化，将移相值送入定时器，DSP的内置三个通用定时器从而产生三路移相大小可调的脉冲波形T1PWM、T2PWM、T3PWM；最后，DSP输出的T1PWM、T2PWM、T3PWM触发脉冲波形经双向晶闸管光耦U4、U5、U6进行电平隔离，双向晶闸管光耦U4、U5、U6其输出端为2组双向导通晶闸管，经二极管D7、D8、D9、D10、D11、D12分别接到主回路功率可控硅的阳极和控制极之间起一个开关作用。

本发明的主回路的构成和连接方式为：主回路功率可控硅S1，S2，S3，S4，S5，S6的阴极分别与电阻R2，R4，R6，R5，R3，R1连接，R1，C3与稳压管D1的阴极连接，R2，C3与稳压管D2的阴极连接，R3，C4与稳压管D3的阴极连接，R4，C4与稳压管D4的阴极连接，R5，C5与稳压管D5的阴极连接，R6，C5与稳压管D6的阴极连接。稳压管D1，D3，D5的阳极分别与交流输入晶体管输出光耦U1，U2，U3的1脚连接，稳压管D2，D4，D6的阳极分别与交流输入晶体管输出光耦U1，U2，U3的2脚连接，光耦U1，U2，U3的4脚并接接于控制电路的电源正端VCC，光耦U1，U2，U3的3脚分别与数字信号处理器DSP的CAP1，CAP2，CAP3脚连接。

DSP的T1PWM，T2PWM，T3PWM脚分别与双向晶闸管光耦U4，U5，U6的4脚连接，光耦U4的2脚与3脚连接，光耦U5的2脚与3脚连接，光耦U6的2脚与3脚连接，光耦U4，U5，U6的1脚分别与电阻R14，R15，R16连接，电阻R14，R15，R16并接与电源VCC连接，光耦U4，U5，U6的5脚分别与二极管D8，D10，D12的阳极连接，光耦U4，U5，U6的7脚分别与二极管D7，D9，D11的阳极连接，光耦U4，U5，U6的6脚并接与电阻R24连接。光耦U4，U5，U6的8脚并接与电阻R23连接。二极管D7的阴极与R17，C9，可控硅S1的控制极连接，二极管D8的阴极与R18，C10，可控硅S6的控制极连接，二极管D9的阴极与R19，C11，可控硅S2的控制极连接，二极管D10的阴极与R20，C12，可控硅S5的控制极连接，二极管D11的阴极与R21，C13，可控硅S3的控制极连接，二极管D12的阴极与R22，C14，可控硅S4的控制极连接，R17，C9与可控硅S1的阴极连接，R18，C10与可控硅S6的阴极连接，R19，C11与可控硅S2的阴极连接，R20，C12与可控硅S5的阴极连接，R21，C13与可控硅S3的阴极连接，R22，C14与可控硅S4的阴极连接，可控硅S1，S2，S3的阳极并接与R23连接，可控硅S4，S5，S6的阳极并接与R24连接。

上述从同步信号获取，转化，到数字信号处理器内置软件转换，再到驱动环节，都是数字信息的直接流通与处理，其控制精度直接由软件决定，不受外部环境变化的影响，真正地实现数字信号驱动。

本发明具有实质性特点和显著进步，提高了功率可控硅的导通角的稳定性和控制精度，取消了模拟电路，电路简单，系统的稳定性，可靠性及控制精度都得到了可靠保证。

附图说明

图1本发明主回路示意图

具体实施方式

如图1所示，本发明采用一种具有丰富外设，高速运算与处理的数字信号处理器DSP作为主控核心实现可控硅焊机主回路功率可控硅的数字驱动。

首先，来自主变压器次级同一铁芯上相位相反两个绕组的输入电压经过电阻R1，R2，R3，R4，R5，R6和稳压管D1，D2，D3，D4，D5，D6加到交流输入晶体管输出光耦U1，U2，U3上，当输入电压非零时，U1，U2，U3的输出导通，3脚输出为高电平，当输入电压为零时，U1，U2，U3截至，3脚的输出为低电平从而获得同步信号；然后，DSP控制器的事件管理器CAP1，CAP2，CAP3脚对同步信号的上升沿进行捕获，产生中断请求，DSP内核立即响应中断，转到中断服务程序中，检测可控硅焊机控制面板上决定移相大小电位器的模拟量，此模拟量通过DSP的内置A/D转换模块变成数字量，再将这个数字量通过对DSP的内置三个通用定时器的初始化，将移相值送入定时器，DSP的内置三个通用定时器产生三路移相大小可调的脉冲波形T1PWM、T2PWM、T3PWM；最后，DSP输出的T1PWM、T2PWM、T3PWM触发脉冲波形经双向晶闸管光耦U4、U5、U6进行电平隔离，双向晶闸管光耦U4、U5、U6其输出端为2组双向导通晶闸管，经二极管D7、D8、D9、D10、D11、D12分别接到主回路功率可控硅的阳极和控制极之间。

本发明的主回路的构成和连接方式为：主回路功率可控硅S1，S2，S3，S4，S5，S6的阴极分别与电阻R2，R4，R6，R5，R3，R1连接，R1，C3与稳压管D1的阴极连接，R2，C3与稳压管D2的阴极连接，R3，C4与稳压管D3的阴极连接，R4，C4与稳压管D4的阴极连接，R5，C5与稳压管D5的阴极连接，R6，C5与稳压管D6的阴极连接。稳压管D1，D3，D5的阳极分别与交流输入晶体管输出光耦U1，U2，U3的1脚连接，稳压管D2，D4，D6的阳极分别与交流输入晶体管输出光耦U1，U2，U3的2脚连接，光耦U1，U2，U3的4脚并接接于控制电路的电源正端VCC，光耦U1，U2，U3的3脚分别与数字信号处理器DSP的CAP1，CAP2，CAP3脚连接。

DSP的T1PWM，T2PWM，T3PWM脚分别与双向晶闸管光耦U4，U5，U6的4脚连接，光耦U4的2脚与3脚连接，光耦U5的2脚与3脚连接，光耦U6的2脚与3脚连接，光耦U4，U5，U6的1脚分别与电阻R14，R15，R16连接，电阻R14，R15，R16并接与电源VCC连接，光耦U4，U5，U6的5脚分别与二极管D8，D10，D12的阳极连接，光耦U4，U5，U6的7脚分别与二极管D7，D9，D11的阳极连接，光耦U4，U5，U6的6脚并接与电阻R24连接，光耦U4，U5，U6的8脚并接与电阻R23连接，二极管D7的阴极与R17，C9，可控硅S1的控制极连接，二极管D8的阴极与R18，C10，可控硅S6的控制极连接，二极管D9的阴极与R19，C11，可控硅S2的控制极连接，二极管D10的阴极与R20，C12，可控硅S5的控制极连接，二极管D11的阴极与R21，C13，可控硅S3的控制极连接，二极管D12的阴极与R22，C14，可控硅S4的控制极连接，R17，C9与可控硅S1的阴极连接，R18，C10与可控硅S6的阴极连接，R19，C11与可控硅S2的阴极连接，R20，C12与可控硅S5的阴极连接，R21，C13与可控硅S3的阴极连接，R22，C14与可控硅S4的阴极连接，可控硅S1，S2，S3的阳极并接与R23连接，可控硅S4，S5，S6的阳极并接与R24连接。

Claims (1)

1、一种可控硅焊机主回路的数字驱动电路，其特征在于采用一种具有丰富外设，高速运算与处理的数字信号处理器DSP作为主控核心实现可控硅焊机主回路功率可控硅的数字驱动，其连接方式为：主回路功率可控硅S1、可控硅S2、可控硅S3、可控硅S4、可控硅S5、可控硅S6的阴极分别与电阻R2、电阻R4、电阻R6、电阻R5、电阻R3、电阻R1连接，电阻R1，电容C3与稳压管D1的阴极连接，电阻R2，电容C3与稳压管D2的阴极连接，电阻R3，电容C4与稳压管D3的阴极连接，电阻R4，电容C4与稳压管D4的阴极连接，电阻R5，电容C5与稳压管D5的阴极连接，电阻R6，电容C5与稳压管D6的阴极连接，稳压管D1、稳压管D3、稳压管D5的阳极分别与交流输入晶体管输出光耦U1、光耦U2、光耦U3的1脚连接，稳压管D2、稳压管D4、稳压管D6的阳极分别与交流输入晶体管输出光耦U1、光耦U2、光耦U3的2脚连接，光耦U1、光耦U2、光耦U3的4脚并接接于控制电路的电源正端VCC，光耦U1、光耦U2、光耦U3的3脚分别与数字信号处理器DSP的CAP1，CAP2，CAP3脚连接，DSP的T1PWM，T2PWM，T3PWM脚分别与双向晶闸管光耦U4、光耦U5、光耦U6的4脚连接，光耦U4的2脚与3脚连接，光耦U5的2脚与3脚连接，光耦U6的2脚与3脚连接，光耦U4、光耦U5、光耦U6的1脚分别与电阻R14、电阻R15、电阻R16连接，电阻R14、电阻R15、电阻R16并接与电源VCC连接，光耦U4、光耦U5、光耦U6的5脚分别与二极管D8、二极管D10、二极管D12的阳极连接，光耦U4、光耦U5、光耦U6的7脚分别与二极管D7、二极管D9、二极管D11的阳极连接，光耦U4、光耦U5、光耦U6的6脚并接与电阻R24连接，光耦U4、光耦U5、光耦U6的8脚并接与电阻R23连接，二极管D7的阴极与电阻R17，电容C9，可控硅S1的控制极连接，二极管D8的阴极与电阻R18，电容C10，可控硅S6的控制极连接，二极管D9的阴极与电阻R19，电容C11，可控硅S2的控制极连接，二极管D10的阴极与电阻R20，电容C12，可控硅S5的控制极连接，二极管D11的阴极与电阻R21，电容C13，可控硅S3的控制极连接，二极管D12的阴极与电阻R22，电容C14，可控硅S4的控制极连接，电阻R17，电容C9与可控硅S1的阴极连接，电阻R18，电容C10与可控硅S6的阴极连接，电阻R19，电容C11与可控硅S2的阴极连接，电阻R20，电容C12与可控硅S5的阴极连接，电阻R21，电容C13与可控硅S3的阴极连接，电阻R22，电容C14与可控硅S4的阴极连接，可控硅S1、可控硅S2、可控硅S3的阳极并接与电阻R23连接，可控硅S4、可控硅S5、可控硅S6的阳极并接与电阻R24连接。