以数字信号为基控制的可控硅焊机的数字触发.pdf

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1、第23卷第2期焊接学报Vol.23No.22002年4月TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTIONApril2002!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!以数字信号为基控制的可控硅焊机的数字触发华学明l，吴毅雄l，焦馥杰2，张勇l，李铸国l，于乾波3（l.上海交通大学，上海200030；2.上海工程技术大学，上海200336；3.南通三九焊接设备有限公司，江苏南通226006）摘要：用PROTEL99-SIM仿真软件分析了可控硅焊机单结晶体管（UJT）移相触

2、发电路受温度变化的影响，仿真结果表明，单结晶体管移相触发电路温漂对触发脉冲移相时间的影响较大，从而影响焊接参数输出的稳定性。另外，数字化焊接电源已成为焊接电源的发展趋势，这其中要求焊机的数字化触发。针对以上问题本文研究通过高集成度数字信号处理芯片（DSPS）软件编程产生可控硅整流焊机主电路的触发信号。试验证明，通过软件编程DSPS产生的触发信号可靠稳定，软件简单明了，使原来复杂的移相触发电路变成移相触发软件的编程，为焊机的数字化、信息化控制打下了基础。关键词：数字信号处理芯片；可控硅焊机；数字触发中图分类号：TG432文献标识码：A文章编号：0253-360X（2002）02-72

3、-040序言DSPS是一种专门用来进行数字信号处理的芯片。自l982年推出第一个DSP芯片以来，DSP芯片CO2气体保护焊技术是最重要的焊接技术之有了很大的发展。其中，TMS320F24x系列是一。在自动焊、半自动焊焊机中，CO2气体保护焊机TMS320系列定点数字信号处理芯片产品之一，F24x［l］是专为数字电机控制（DMC）应用而推出的一种低价占主导地位。考虑到产品的经济性、工艺的适应格，高性能l6位定点运算DSP。F24x将高性能的性和良好的抗干扰性等因素，目前应用较多的仍是可控硅整流CO2焊机。目前可控硅焊机的移相触发DSP内核和丰富的微控制器外设功能集于一身，为电路有多种

4、形式，就其实质而言分切割式和积分焊机控制和焊接信息的实时数字信号处理提供了一式［2］。切割式移相触发电路中，变压器变换移相电个理想的解决方案。由于DSPS采用不同于传统冯路对三相输入的相序有要求，并且同步电压波形不诺伊曼结构的哈佛结构，片内至少有四条总线，程序能失真，阻容移相电路对阻容参数精度要求精确一的数据总线和地址总线，数据的数据读写总线和数致。积分式移相电路中，常用的单结晶体管移相触据读写地址总线。由于分离了数据总线和程序总发电路由于单结晶体管的参数如分压比很难保证一线，因此可以在一个机器周期内同时获得指令字和致性且又受到环境温度的影响而波动，所以在多路操作数，另外DSPS采

5、用流水线技术使得的最高运行触发的一致性和电路工作的稳定性上单结晶体管移速度可达到一个机器周期完成一条单周期指令，运相触发电路难以达到较高水平。针对以上问题，本行速度极快。如TMS320F24x的运行速度达到文提出用数字信号处理芯片（DSPS）通过软件编程来20MIPS，即单周期指令执行时间为50nS。另外，实现可控硅移相触发电路的方法，由于移相的大小、DSPS有硬件乘法器并含有丰富的乘法和加法指令，触发脉冲的宽度都是通过软件设置而改变，因此克乘法累加运算可以在单周期内完成，因此DSP是专门用于数字信号处理的芯片［3］。在焊接过程中电弧服了切割式或积分式电路中模拟器件的一致性及环境温

6、度影响的缺点，多路可控硅移相大小的一致性、电压、电流蕴藏着丰富的电弧稳定性和溶滴过渡等稳定性较高，实现了焊机的数字化触发。信息，通过对电弧电压、电流的实时数字信号处理提取表征电弧稳定性的特征值作为控制的目标函数实l基于DSPS控制的可控硅焊机数字现焊机的数字信息控制，同时DSP可作为焊机的嵌入式系统，利用DSP对焊接信息的数字信号处理评触发原理价电源的性能。从以上分析看出DSP作为焊机的控制和焊接电弧数字信号处理芯片具有广阔的应用收稿日期：200l-07-30前景。第2期华学明，等：以数字信号为基控制的可控硅焊机的数字触发73本设计采用TMS32OF24xDSP芯片控制可控硅形电路

7、。DSP为基控制的主回路可控硅数字触发信整流CO2焊机。主电路采用带平衡电抗器的双反星号产生的原理图如图l所示。图1基于DSPS控制的可控硅焊机数字触发原理图Fig.1SchematicofdigitaltriggerofSCRwelderbaSedonDSPS1.1同步信号产生电路1.3脉冲输出电路同步信号产生电路主要用到三个交流输入晶体触发脉冲的输出使用了双向晶闸管光耦U4，管输出光耦Ul、U2、U3。同步信号产生电路的输入U5，U6，其输出端为2组双向导通晶闸管