一種基于stm32的一體化雙絲脈沖mig焊電源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于STM32的一體化雙絲脈沖MIG焊電源系統(tǒng)，包括主機(jī)電源主電路、從機(jī)電源主電路及控制電路；所述主機(jī)電源主電路一端與三相交流輸入電網(wǎng)連接，其另一端與主機(jī)電弧負(fù)載連接；所述從機(jī)電源主電路一端與三相交流輸入電網(wǎng)連接，其另一端與從機(jī)電弧負(fù)載連接；所述控制電路包括單一STM32數(shù)字化控制模塊、第一控制模塊及第二控制模塊，所述主機(jī)電源主電路通過第一控制模塊與單一STM32數(shù)字化控制模塊連接，所述從機(jī)電源主電路通過第二控制模塊與單一STM32數(shù)字化控制模塊連接。本實(shí)用新型使用單一STM32芯片控制一體化的雙絲脈沖MIG焊電源系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。
【專利說明】—種基于STM32的一體化雙絲脈沖MIG焊電源系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于STM32的高頻IGBT逆變【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種基于STM32的一體化雙絲脈沖MIG焊電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]雙絲脈沖MIG焊因具有焊接速度高、熔敷系數(shù)高、焊接質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)而備受各國焊接學(xué)者關(guān)注。與單電弧焊接技術(shù)相比，雙絲脈沖MIG焊由于兩個電弧共同在一個熔池上燃燒，不僅提高了總的焊接熱輸入，而且改變了熱量分布的特點(diǎn)，在進(jìn)行高速焊時能有效避免咬邊等缺陷，可以大大提高焊接速度和生產(chǎn)效率，能夠獲得優(yōu)質(zhì)美觀的焊縫質(zhì)量。目前，高效化焊接方法和不同焊接工藝的組合大量應(yīng)用于各種生產(chǎn)場合。
[0003]常用的雙絲脈沖MIG焊采用兩臺雙控制系統(tǒng)經(jīng)協(xié)同控制的焊接電源供電。兩臺雙控制系統(tǒng)的焊接電源要實(shí)現(xiàn)協(xié)同控制，必須在工作過程中進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，以確保它們的輸出電流的相位關(guān)系，通常采用CAN現(xiàn)場總線逐脈沖通信的方式，但該方式硬件設(shè)計復(fù)雜，容易受到外界干擾，不利于焊接過程的穩(wěn)定。而一體化雙絲脈沖MIG焊可通過單一控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主機(jī)電源和從機(jī)電源輸出電壓電流的調(diào)節(jié)和電流脈沖相位的協(xié)同控制，避免了上述缺陷。
[0004]由此可見，現(xiàn)有的雙絲脈沖MIG焊技術(shù)主要有以下幾個方面的缺點(diǎn):
[0005](I)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。分體式雙絲脈沖MIG焊主機(jī)電源和從機(jī)電源相互獨(dú)立，并采用獨(dú)立的控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，兩個控制系統(tǒng)之間通過通信協(xié)議來進(jìn)行數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)主機(jī)電源和從機(jī)電源之間脈沖電流相位的協(xié)同控制。分體式雙絲脈沖MIG焊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，控制系統(tǒng)軟件復(fù)雜。
[0006](2)系統(tǒng)不夠穩(wěn)定。分體式雙絲脈沖MIG焊采用通信協(xié)議的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)主機(jī)電源和從機(jī)電源之間電流相位的協(xié)同控制，該方式容易受到外界干擾，不利于焊接過程的穩(wěn)定。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，本實(shí)用新型提供一種基于STM32的一體化雙絲脈沖MIG焊電源系統(tǒng)。
[0008]本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0009]一種基于STM32的一體化雙絲脈沖MIG焊電源系統(tǒng)，包括主機(jī)電源主電路、從機(jī)電源主電路及控制電路；
[0010]所述主機(jī)電源主電路一端與三相交流輸入電網(wǎng)連接，其另一端與主機(jī)電弧負(fù)載連接；
[0011]所述從機(jī)電源主電路一端與三相交流輸入電網(wǎng)連接，其另一端與從機(jī)電弧負(fù)載連接；
[0012]所述控制電路包括單一 STM32數(shù)字化控制模塊、第一控制模塊及第二控制模塊，所述主機(jī)電源主電路通過第一控制模塊與單一 STM32數(shù)字化控制模塊連接，所述從機(jī)電源主電路通過第二控制模塊與單一 STM32數(shù)字化控制模塊連接。
[0013]所述主機(jī)電源主電路與從機(jī)電源主電路結(jié)構(gòu)相同，均包括依次電氣連接的輸入整流濾波模塊、高頻逆變模塊、功率變壓模塊及輸出整流濾波模塊。
[0014]所述第一控制模塊與第二控制模塊結(jié)構(gòu)相同，均包括一端與單一 STM32數(shù)字化控制模塊連接的故障保護(hù)模塊、電壓電流檢測模塊、高頻驅(qū)動模塊，所述故障保護(hù)模塊的另一端與三相交流輸入電網(wǎng)連接，所述高頻驅(qū)動模塊的另一端與高頻逆變模塊連接，所述電壓電流檢測模塊的另一端與電弧負(fù)載連接。
[0015]所述單一 STM32數(shù)字化控制模塊采用控制芯片STM32F103ZET6，所述控制芯片STM32F103ZET6內(nèi)嵌移相脈寬調(diào)制模塊，所述移相脈寬調(diào)制模塊產(chǎn)生兩組四路移相PWM信號，分別控制主機(jī)電源主電路及從機(jī)電源主電路的開關(guān)管的開通和關(guān)斷。
[0016]所述故障保護(hù)模塊包括相互連接的過壓檢測單元、欠壓檢測單元、過流檢測單元和過溫檢測單元。
[0017]所述高頻驅(qū)動模塊包括TLP250光耦芯片，所述TLP250光耦芯片有4個。
[0018]還包括人機(jī)界面模塊，所述人機(jī)界面模塊與單一 STM32數(shù)字化控制模塊連接。
[0019]一體化雙絲脈沖MIG焊電源系統(tǒng)的控制方法，采用周期四階段控制法，具體包括如下步驟:
[0020]焊接啟動，主機(jī)電源和從機(jī)電源同時進(jìn)行引弧，引弧成功后進(jìn)入主機(jī)峰值從機(jī)基值階段，計算這一階段的時間Tl，啟動定時器定時，時間到則切換到主從機(jī)基值階段；
[0021]計算主從機(jī)基值階段的時間T2，啟動定時器定時，時間到則切換到主機(jī)基值從機(jī)峰值階段；
[0022]計算主機(jī)基值從機(jī)峰值階段的時間T3，啟動定時器定時，時間到則切換到主從機(jī)基值階段；
[0023]計算主從機(jī)基值階段的時間T4，啟動定時器定時，時間到則切換到主機(jī)峰值從機(jī)基值階段；
[0024]上述階段中Τ1=Τ3，Τ2=Τ4 ；
[0025]如此不斷循環(huán)往復(fù)，實(shí)現(xiàn)主機(jī)電源和從機(jī)電源的電流脈沖相位關(guān)系的協(xié)同控制。
[0026]本實(shí)用新型的工作原理:
[0027]本實(shí)用新型的主機(jī)電源主電路和從機(jī)電源主電路的結(jié)構(gòu)相同，基于STM32的控制電路調(diào)節(jié)主機(jī)電源和從機(jī)電源的輸出電壓電流和它們的電流脈沖相位關(guān)系。三相工頻交流電經(jīng)過輸入整流濾波模塊后成為平滑直流電后進(jìn)入高頻逆變模塊，然后通過功率變壓模塊、輸出整流濾波模塊進(jìn)入電弧負(fù)載。與此同時，基于STM32的控制電路根據(jù)第一控制模塊和第二控制模塊的電壓電流檢測模塊分別檢測主機(jī)和從機(jī)電弧負(fù)載的反饋電壓電流參數(shù)與人機(jī)界面模塊給定電壓電流參數(shù)進(jìn)行PI運(yùn)算后，發(fā)給STM32內(nèi)嵌的移相脈寬調(diào)制模塊一個控制信號，使移相脈寬調(diào)制模塊產(chǎn)生主機(jī)電源和從機(jī)電源各自四路移相PWM信號，并通過兩個高頻驅(qū)動模塊放大去控制主機(jī)和從機(jī)的高頻逆變模塊的開關(guān)管IGBT在零電壓下的開通和關(guān)斷，而得到20kHz高頻高壓電，高頻高壓電再經(jīng)過功率變壓模塊轉(zhuǎn)換成符合焊接工藝要求的低電壓大電流輸出，再經(jīng)過輸出整流濾波模塊獲到平滑的焊接電流；通過這個過程實(shí)現(xiàn)主機(jī)電源和從機(jī)電源輸出電壓電流的調(diào)節(jié)和電流脈沖相位的協(xié)同控制；過壓、欠壓、過流和過溫檢測電路檢測三相工頻電壓、初級電流和散熱器溫度，把檢測到的電壓、電流和溫度信號送給故障保護(hù)模塊，如出現(xiàn)過壓、欠壓、過流和過溫的現(xiàn)象，故障保護(hù)模塊將送給STM32控制芯片一個低電平故障保護(hù)信號，STM32控制芯片產(chǎn)生低電平PWM通過高頻驅(qū)動模塊關(guān)斷高頻逆變模塊的開關(guān)管，保護(hù)主電路安全工作。
[0028]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0029](I)本實(shí)用新型以一體化方式實(shí)現(xiàn)了雙絲脈沖MIG焊電源逆變主電路，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
簡單；
[0030](2)單一 STM32控制芯片對一體化雙絲脈沖MIG焊主機(jī)電源和從機(jī)電源進(jìn)行控制，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，控制功能主要通過軟件實(shí)現(xiàn)，抗干擾能力強(qiáng)，解決了分體式雙絲脈沖MIG焊電源控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，主機(jī)電源和從機(jī)電源通信方式容易受干擾等問題；
[0031](3)本實(shí)用新型采用軟開關(guān)逆變技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了全范圍的軟開關(guān)，大大減少了功率管的開關(guān)損耗和電應(yīng)力，改善了工作條件，降低了電磁干擾，提高了整機(jī)效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)框圖；
[0033]圖2是本實(shí)用新型的主機(jī)電源主電路或從機(jī)電源主電路的電路原理圖；
[0034]圖3是本實(shí)用新型的高頻驅(qū)動模塊的電路原理圖；
[0035]圖4 Ca)-圖4 (b)是本實(shí)用新型的電壓電流檢測模塊的電路原理圖，其中圖4(a)是本實(shí)用新型的電壓電流檢測模塊的電壓檢測電路原理圖，圖4(b)是本實(shí)用新型的電壓電流檢測模塊的電流檢測電路原理圖；
[0036]圖5是本實(shí)用新型的故障保護(hù)模塊的電路原理圖；
[0037]圖6是本實(shí)用新型的單一 STM32數(shù)字化控制模塊的電路原理圖；
[0038]圖7是本實(shí)用新型的主機(jī)電源主電路和從機(jī)電源主電路的電流脈沖相位圖；
[0039]圖8是本實(shí)用新型的控制電路的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0041]實(shí)施例
[0042]如圖1所示，一種基于STM32的一體化雙絲脈沖MIG焊電源系統(tǒng)，包括主機(jī)電源主電路、從機(jī)電源主電路及控制電路；
[0043]所述主機(jī)電源主電路一端與三相交流輸入電網(wǎng)連接，其另一端與主機(jī)電弧負(fù)載連接；
[0044]所述從機(jī)電源主電路一端與三相交流輸入電網(wǎng)連接，其另一端與從機(jī)電弧負(fù)載連接；
[0045]所述主機(jī)電源主電路與從機(jī)電源主電路的結(jié)構(gòu)相同，均包括依次電氣連接的輸入整流濾波模塊、高頻逆變模塊、功率變壓模塊及輸出整流濾波模塊。
[0046]所述控制電路包括單一 STM32數(shù)字化控制模塊、第一控制模塊及第二控制模塊，所述主機(jī)電源主電路通過第一控制模塊與單一 STM32數(shù)字化控制模塊連接，所述從機(jī)電源主電路通過第二控制模塊與單一 STM32數(shù)字化控制模塊連接。
[0047]所述第一控制模塊與第二控制模塊結(jié)構(gòu)相同，均包括一端與單一 STM32數(shù)字化控制模塊連接的故障保護(hù)模塊、電壓電流檢測模塊、高頻驅(qū)動模塊，所述故障保護(hù)模塊的另一端與三相交流輸入電網(wǎng)連接，所述高頻驅(qū)動模塊的另一端與高頻逆變模塊連接，所述電壓電流檢測模塊的另一端與電弧負(fù)載連接，具體為第一控制模塊中的電壓電流檢測模塊與主機(jī)電弧負(fù)載連接，第二控制模塊中的電壓電流檢測模塊與從機(jī)電弧負(fù)載連接。所述故障保護(hù)模塊檢測三相交流輸入電壓，為常用的電壓檢測裝置；檢測過溫信號，為常用的溫度繼電器；檢測初級過流信號為常用的霍爾電流傳感器，所述電壓電流檢測模塊為電壓電流傳感器，與電弧負(fù)載相連接。
[0048]還包括人機(jī)界面模塊，所述人機(jī)界面模塊與單一 STM32數(shù)字化控制模塊連接，采用4個顯示數(shù)碼管顯示參數(shù)，所述人機(jī)界面模塊包括主機(jī)電源人機(jī)界面和從機(jī)電源人機(jī)界面，人機(jī)界面模塊實(shí)現(xiàn)主機(jī)電源和從機(jī)電源焊接參數(shù)和電流相位關(guān)系的輸入和焊接參數(shù)的顯不O
[0049]如圖2所示，主機(jī)電源主電路與從機(jī)電源主電路的結(jié)構(gòu)相同，采用電壓型全橋移相軟開關(guān)變換器，均包括依次電氣連接的輸入整流濾波模塊、高頻逆變模塊、功率變壓模塊及輸出整流濾波模塊。其中BRl為輸入整流橋，VTl?VT4為4個IGBT開關(guān)管，每個開關(guān)管上帶有寄生二極管和寄生電容，L2是諧振電感，C5、C6是隔直電容，V5?V8為輸出整流二極管，電感L3組成輸出濾波電路。VTl和VT3組成的橋臂為超前橋臂，VT2和VT4組成的橋臂為滯后橋臂，每個橋臂的2個IGBT開關(guān)管成180°互補(bǔ)導(dǎo)通，兩個橋臂之間的導(dǎo)通角相差一個相位，即移相角，通過調(diào)節(jié)該移相角就可以調(diào)節(jié)輸出電壓和電流。高頻變換器回路中主功率開關(guān)管的寄生電容和隔離變壓器的寄生電感、漏感以及諧振電感等構(gòu)成了一個LC諧振回路，在功率開關(guān)器件開關(guān)過程中實(shí)現(xiàn)零電壓諧振換流，使其工作在軟開關(guān)狀態(tài)，開關(guān)損耗低，器件的電磁應(yīng)力大幅減少。
[0050]如圖3所不本實(shí)用新型控制電路中的聞頻驅(qū)動|旲塊原理圖，聞頻驅(qū)動|旲塊起到隔離和功率放大的作用，由于STM32輸出的PWM是3.3V的方波信號，不能滿足驅(qū)動IGBT的功率要求，而且也無法實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)與主功率電路間的隔離，因此本實(shí)用新型采用日本東芝的TLP250高速光電耦合器組成驅(qū)動電路，能對STM32發(fā)送過來的驅(qū)動脈沖PWMl?PWM4實(shí)現(xiàn)快速切換并加大驅(qū)動功率。單一 STM32數(shù)字化控制模塊的PWM輸出端分別與4個驅(qū)動環(huán)節(jié)TLP250的2管腳相連，驅(qū)動環(huán)節(jié)的輸出分別與逆變橋的4個開關(guān)管的G、E極相連。STM32產(chǎn)生的兩組四路信號PWMl?PWM4分別作為圖中U2?U5光耦TLP250的輸入信號，TPl?TP2、TP3?ΤΡ4、ΤΡ5?ΤΡ6、ΤΡ7?ΤΡ8等四對測試點(diǎn)的輸出信號分別作為高頻軟開關(guān)逆變模塊中的VTl?VT4的4個IGBT的驅(qū)動信號，這樣，由單一 STM32數(shù)字化控制模塊輸出給TLP250的3.3V的PWM信號不需要電平轉(zhuǎn)換而只需通過高頻驅(qū)動模塊就可以直接驅(qū)動高頻軟開關(guān)逆變模塊中的IGBT:當(dāng)STM32輸出的PWM信號為高電平信號時，通過高頻驅(qū)動模塊IGBT的G、E極間得到一個+17V的驅(qū)動信號而導(dǎo)通；當(dāng)STM32輸出的PWM信號為低電平信號時，通過高頻驅(qū)動模塊，IGBT的G、E極間得到一個-7V的驅(qū)動信號而關(guān)斷。這樣就能很好地滿足快速IGBT開關(guān)功率管的要求。圖3中，BI?Β4分別為整流橋、U6?U9分別為三端集成穩(wěn)壓電源。[0051]圖4 (a)和圖4 (b)分別是本實(shí)用新型的電壓電流檢測模塊的電壓檢測電路原理圖和本實(shí)用新型的電壓電流檢測模塊的電流檢測電路原理圖，電壓采樣信號經(jīng)過電感L1、L2與電容C47、C48濾波后，采用非隔離電阻R47、R48分壓采樣，之后經(jīng)過運(yùn)算放大器U16B進(jìn)行信號調(diào)理，再經(jīng)過線性光電耦合器芯片U18、電壓跟隨器U17B進(jìn)行隔離、調(diào)整，成為與輸出電壓成線性關(guān)系的電壓信號，得到的小于或等于3.3V的兩路電壓信號分別輸入到單一 STM32數(shù)字化控制模塊的ADCINO和ADCINl 口，再通過相應(yīng)軟件實(shí)現(xiàn)電壓A/D轉(zhuǎn)換。電流采樣電路利用霍爾電流傳感器分別對兩主電路的輸出電流進(jìn)行電流信號采樣，霍爾電流傳感器得到與輸出電流成線性關(guān)系的微弱電壓信號經(jīng)過濾波后得到較為干凈、平滑的信號，然后分別將兩路電流反饋信號輸入到單一 STM32數(shù)字化控制模塊的ADCIN2和ADCIN3 口，再通過相應(yīng)軟件實(shí)現(xiàn)電流A/D轉(zhuǎn)換。上述環(huán)節(jié)構(gòu)成的電壓電流反饋閉環(huán)控制電路，就可以實(shí)現(xiàn)主機(jī)電源和從機(jī)電源輸出電壓電流的調(diào)節(jié)和電流脈沖相位的協(xié)同控制。
[0052]圖5是本實(shí)用新型的故障保護(hù)模塊電路原理圖，故障保護(hù)模塊包括相互連接的過壓檢測單元、欠壓檢測單元、過流檢測單元和過溫檢測單元。過壓和欠壓檢測單元將三相交流輸入電網(wǎng)經(jīng)工頻變壓器降壓后，用橋式整流電路整流成直流電壓信號后供給電阻分壓電路，分別調(diào)節(jié)橋式電路電阻R39、R26和R38、R24的大小，就可以改變電網(wǎng)過壓和欠壓的閥值，即可起到過壓和欠壓保護(hù)作用。過溫檢測單元通過檢測散熱器上的溫度繼電器的斷開來實(shí)現(xiàn)過溫保護(hù)，得到CNl的①②斷開信號給比較器U6A的反相輸入端，U6A作為比較器進(jìn)行電壓比較。其同相端為給定參考電壓，當(dāng)散熱器的溫度低于溫度繼電器閥值溫度時，溫度繼電器閉合，比較器U6A反相輸入端為低電平，比較器U6A輸出高電平；當(dāng)散熱器的溫度高于溫度繼電器閥值溫度時，溫度繼電器斷開，比較器U6A反相輸入端為高電平，比較器U6A輸出低電平，此信號可引起STM32的故障保護(hù)中斷。過流檢測單元檢測初級電流信號經(jīng)濾波后給比較器U6B的反相輸入端，U6B作為比較器其同相輸入端為給定參考電流，當(dāng)檢測到的初級電流大于給定參考電流時，比較器U6B輸出低電平，此信號可引起STM32的故障保護(hù)中斷。圖中與門U13的輸出經(jīng)光耦U14后與STM32的外部中斷引腳GP10G9相連接，當(dāng)與門U13輸出端輸出過壓、欠壓、過溫和過流檢測信號出現(xiàn)欠壓、過壓、過溫和過流故障時，與門輸出低電平，經(jīng)U14光耦后輸出低電平，作為STM32的故障保護(hù)中斷的觸發(fā)信號給STM32的外部中斷引腳GP10G9，進(jìn)入故障保護(hù)中斷服務(wù)子程序，實(shí)現(xiàn)故障保護(hù)。
[0053]圖6是本實(shí)用新型的單一 STM32數(shù)字化控制模塊的電路原理圖。里面包括電源轉(zhuǎn)換芯片LT1117-3.3、系統(tǒng)控制芯片STM32F103ZET6、32.768KHz和8MHz無源晶振以及存儲芯片IS61LV12816。其中，電源轉(zhuǎn)換模塊LT1117-3.3將外部供電電源+5V電平轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)控制芯片STM32F103ZET6的+3.3V電平；STM32F103ZET6主要實(shí)現(xiàn)對從一體化的主機(jī)電源和從機(jī)電源輸出端采樣所得的電壓電流進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換和進(jìn)行PI運(yùn)算，再根據(jù)運(yùn)算值輸出相應(yīng)的PWM移相角來驅(qū)動主電路的開關(guān)管IGBT，實(shí)現(xiàn)主機(jī)電源和從機(jī)電源輸出電壓電流的調(diào)節(jié)和電流脈沖相位的協(xié)同控制。32.768KHz晶振為STM32F103ZET6的LSE提供時鐘，用于支持RTC，8MHz晶振為STM32F103ZET6的HSE提供時鐘，作為STM32F103ZET6芯片的主時鐘基頻，芯片內(nèi)部經(jīng)過5倍倍頻后得到40MHz主頻；存儲芯片IS61LV12816主要實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面模塊的數(shù)據(jù)存儲；STM32F103ZET6與人機(jī)界面模塊直接相連接，實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)給定以及實(shí)時顯示雙絲脈沖MIG焊電源的反饋電壓和電流。本實(shí)用新型采用Keil公司的軟件平臺KeiluVision4集成開發(fā)平臺進(jìn)行控制參數(shù)的調(diào)整。[0054]圖7所示是本實(shí)用新型的主機(jī)電源和從機(jī)電源的電流脈沖相位圖。主機(jī)電源和從機(jī)電源的電流脈沖相位在一個周期內(nèi)有4個階段:上面脈沖圖為主機(jī)脈沖，下面脈沖圖為從機(jī)脈沖，如圖7所示，Tl階段主機(jī)電源輸出峰值電流，從機(jī)電源輸出基值電流；T2階段主機(jī)電源和從機(jī)電源同時輸出基值電流；Τ3階段主機(jī)電源輸出基值電流，從機(jī)電源輸出峰值電流；Τ4階段主機(jī)電源和從機(jī)電源同時輸出基值電流。其中Tl和Τ3階段的時間相等，Τ2和Τ4的時間相等。
[0055]圖8是本實(shí)用新型的控制流程圖，本實(shí)用新型主要實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取和輸出電壓電流的控制以及主從機(jī)電流相位關(guān)系的控制，即分階段實(shí)現(xiàn)移相角可調(diào)的PWM脈沖產(chǎn)生、驅(qū)動脈沖的占空比調(diào)制、脈沖階段切換以及恒流控制。工作流程為:系統(tǒng)初始化并啟動焊接，進(jìn)入引弧階段，包括時序控制(送氣、送絲等)、慢速送絲引弧，當(dāng)電流大于一定值，并延長一段時間，進(jìn)入主機(jī)電源和從機(jī)電源的脈沖循環(huán)階段:在主機(jī)峰值從機(jī)基值階段，當(dāng)該階段時間到時進(jìn)入主從機(jī)基值階段；在主從機(jī)基值階段，當(dāng)該階段時間到時進(jìn)入主機(jī)基值從機(jī)峰值階段；在主機(jī)基值從機(jī)峰值階段，當(dāng)該階段時間到時進(jìn)入主從機(jī)基值階段；在主從機(jī)基值階段，當(dāng)該階段時間到時進(jìn)入主機(jī)峰值從機(jī)基值階段，如此不斷循環(huán)往復(fù)，實(shí)現(xiàn)主機(jī)電源和從機(jī)電源的電流脈沖相位關(guān)系的協(xié)同控制。在各階段開始時通過算法計算各階段時間，采用統(tǒng)一定時器對各階段進(jìn)行計時，并在各階段按給定值進(jìn)行輸出電流的恒流控制。在脈沖循環(huán)過程中，不斷檢查焊接停止信號，一旦接到停焊指令，程序進(jìn)入收弧控制階段，最后停止焊接并循環(huán)等待新的焊槍開關(guān)信號。
[0056]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于STM32的一體化雙絲脈沖MIG焊電源系統(tǒng)，其特征在于，包括主機(jī)電源主電路、從機(jī)電源主電路及控制電路； 所述主機(jī)電源主電路一端與三相交流輸入電網(wǎng)連接，其另一端與主機(jī)電弧負(fù)載連接； 所述從機(jī)電源主電路一端與三相交流輸入電網(wǎng)連接，其另一端與從機(jī)電弧負(fù)載連接； 所述控制電路包括單一 STM32數(shù)字化控制模塊、第一控制模塊及第二控制模塊，所述主機(jī)電源主電路通過第一控制模塊與單一 STM32數(shù)字化控制模塊連接，所述從機(jī)電源主電路通過第二控制模塊與單一 STM32數(shù)字化控制模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述主機(jī)電源主電路與從機(jī)電源主電路結(jié)構(gòu)相同，均包括依次電氣連接的輸入整流濾波模塊、高頻逆變模塊、功率變壓模塊及輸出整流濾波模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一控制模塊與第二控制模塊結(jié)構(gòu)相同，均包括一端與單一 STM32數(shù)字化控制模塊連接的故障保護(hù)模塊、電壓電流檢測模塊、高頻驅(qū)動模塊，所述故障保護(hù)模塊的另一端與三相交流輸入電網(wǎng)連接，所述高頻驅(qū)動模塊的另一端與高頻逆變模塊連接，所述電壓電流檢測模塊的另一端與電弧負(fù)載連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述單一STM32數(shù)字化控制模塊采用控制芯片STM32F103ZET6，所述控制芯片STM32F103ZET6內(nèi)嵌移相脈寬調(diào)制模塊，所述移相脈寬調(diào)制模塊產(chǎn)生兩組四路移相PWM信號，分別控制主機(jī)電源主電路及從機(jī)電源主電路的開關(guān)管的開通和關(guān)斷。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述故障保護(hù)模塊包括相互連接的過壓檢測單元、欠壓檢測單元、過流檢測單元和過溫檢測單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述高頻驅(qū)動模塊包括TLP250光耦芯片，所述TLP250光耦芯片有4個。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，控制電路還包括人機(jī)界面模塊，所述人機(jī)界面模塊與單一 STM32數(shù)字化控制模塊連接。
【文檔編號】B23K9/10GK203636175SQ201320759347
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】吳開源, 李華佳, 章濤, 董重里 申請人:華南理工大學(xué), 廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院