精密逆变电阻点焊电源DSP控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种精密逆变电阻点焊电源ＤＳＰ控制系统，包括ＤＳＰ基本系统模块、信号采集与保护模块、人机接口模块和控制信号模块，ＤＳＰ基本系统模块包括ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７芯片，信号采集与保护模块包括分别与ＤＳＰ基本系统模块电连接的过热保护单元、一次测电压单元、一次测电流单元、二次测电压单元和二次测电流单元，人机接口模块包括分别与ＤＳＰ基本系统模块电连接的输入单元和显示单元，控制信号模块包括分别与ＤＳＰ基本系统模块电连接的ＰＷＭ控制单元、气阀控制单元、软启动控制单元和多路输出控制单元，本实用新型专利技术响应速度快、控制精度高，实现了多参数的监控和故障诊断。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电源控制系统
，特别涉及逆变电阻点焊电源控制系统
， 具体是指一种精密逆变电阻点焊电源DSP控制系统。
技术介绍
逆变电阻点焊机问世以来，与传统的电阻点焊电源相比，具有良好的工艺性能与动态响 应，焊接过程精密可控，点焊质量高，近年来受到了越来越广泛的重视。随着大功率电力电 子器件、集成电路以及高性能磁性材料的进步，现代计算机技术和数字信号处理技术的发展， 这类设备的技术有待进一步得到政进。传统的单片机如MCS-51, MCS-96， 8088/86等芯片 的结构筒单、功能中一，己不能满足现代焊接逆变电源实时控制的要求，DSP用于检测与分 析交流电阻焊的电流己经进行了尝试。数字信号处理器DSP速度快、可靠性好，由于其自身的结构特点，是一种比单片机更优 的具备密集运算功能的控制芯片，适合于信号的实时采集、处理与控制等方而的应用，近年 来在电机控制中获得了较广泛的应用。因此，可以采用DSP以提高电阻焊逆变电源的控制精 度、响应速度和抗干扰能力，同时简化电路设计、改进工艺控制，有利于实现焊接质量的智 能化控制。
技术实现思路
本技术的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种精密逆变电阻点焊电源 DSP控制系统，该控制系统响应速度快、控制精度高，实现了多参数的监控和故障诊断。为了实现上述目的，本技术的精密逆变电阻点焊电源DSP控制系统具有如下构成该精密逆变电阻点焊电源DSP控制系统，其特点是，包括DSP基本系统模块、信号采 集与保护模块、人机接口模块和控制信号模块，所述信号采集与保护模块、所述人机接口模 块和所述控制信号模块分别与所述DSP基本系统模块电连接。较佳地，所述DSP基本系统模块包括DSP芯片。更佳地，所述DSP芯片是TMS320LF2407芯片。较佳地，所述信号采集与保护模块包括分别与所述DSP基本系统模块电连接的过热保护单元、 一次测电压单元、 一次测电流单元、二次测电压单元和二次测电流单元。较佳地，所述人机接口模块包括分别与所述DSP基本系统模块电连接的输入单元和显示 单元。较佳地，所述控制信号模块包括分别与所述DSP基本系统模块电连接的PWM控制单元、 气阀控制单元、软启动控制单元和多路输出控制单元。.更佳地，所述多路输出控制单元包括分别与所述DSP基本系统模块电连接的变压器选4奪 控制块、计数信号输出控制块、焊接结束控制块和出错信号输出控制块。采用本技术，由于本技术针对逆变电阻点焊电源的特点，设计了基于DSP的完 整的控制电路。通过对在1kHz逆变频率条件下的控制实验表明，该控制系统能够有效地控 制逆变电阻点焊电源，具有动态响应快、控制精度高、控制规范可以灵活设置等特点；实现 了焊接电流、电极间电压和焊接能量的监视与报警；对网压波动、过电流、过热、缺冷却水 等异常条件能够快速诊断与保护。附图说明图1是本技术的一具体实施例的基本结构示意图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本技术的
技术实现思路
，特举以下实施例详细说明。 请参阅图1所示，本技术的精密逆变电阻点焊电源DSP控制系统，包括DSP基本 系统模块、信号采集与保护模块、人机接口模块和控制信号模块，所述信号采集与保护模块、 所述人机接口模块和所述控制信号模块分别与所述DSP基本系统模块电连接。所迷DSP基 本系统模块包括DSP芯片。所述DSP芯片是TMS320LF2407芯片。所述信号采集与保护模块包括分别与所述DSP基本系统模块电连接的过热保护单元、一 次测电压单元、 一次测电流单元、二次测电压单元和二次测电流单元。过热保护单元主要是散热器温度、整流管温度和冷却水流量等信号的检测。 在一次电流测量单元中，电流型霍尔传感器^r测电流，再进行滤波和有源整流处理。滤 波输出电压有选择性地连到有效值处理电路；整流处理结果用于进行最大电流判断，当电流 异常时直接令微控制器中断焊接过程，有效保护IGBT。电压测量单元直接在电网上按一定的 比例截取电压送进DSP芯片进行分析，从而得知电网是否有异常的波动发生，保护系统。二次电流测量单元是利用罗氏线圈测量电流的原理设计的一个测量电路。由于罗氏线圈4采集到的信号是电流的微分信号，首先要进行积分，组成一个带有直流通道的积分电路，组 成罗氏线圈的外积分式测量方式。再组成对积分结果进行放大的放大电路，放大的电压送给 后而的电路进行有效值处理。二次电压测量单元采用线性光耦PC827组成的带补偿的隔离电路，进一步提高测量的线 性度。逆变电阻焊的一次电压呈脉动状态，其幅值比较低，而且与测试点密切相关，测量结 果后续还经过放大和有效值转换，再连接到DSP的A/D输入端口 。在隔离电路的设计中，为 简化供电电源的设计，采用IAP-2W系列的电源隔离模块，将5V转换为地线隔离的士15V， 直接给运放和相应的电路供电。所述人机接口模块包括分别与所述DSP基本系统模块电连接的输入单元如键盘和显示单 元如显示器。所迷控制信号模块包括分别与所述DSP基本系统模块电连接的PWM控制单元、气岡控 制单元、软启动控制单元和多路输出控制单元。其中PWM控制单元在电路设计上，采用了 两种不同的电路， 一个是直接用DSP芯片上的PWM输出控制，另一个是利用D/A电路外接 芯片进行控制。D/A芯片采用了 BB公司的DAC7625P,具有较小的输出误差，抗干扰能力 强。DAC7625P直接由DSP控制其工作和输出口选择，而参考电压由外置元件TLC2274和稳 压管组成的电路提供精密电压。而DAC7625P输出的模拟电压经过TLC2274进行放大，然后 供给有需要的电路使用。其中所述多路输出控制单元包括分别与所述DSP基本系统模块电连 接的变压器选择控制块、计数信号输出控制块、焊接结束控制块和出错信号输出控制块。本技术通过DSP接收由键盘输入的电流、电压、时间等设定参数；工作中控制气阀 动作，按时序进行各阶段延时，在各加热阶段根据电流和波形设定输出相应的PWM信号， 并通过反馈信息调整输出，达到控制输出能量的目的；系统还能够随时检测电源的过热、一 次过/欠电流输出、网压等大量信息，并进行实时保护；DSP记录各种信息并与其他计算机进 行数据交换。信号采集与检测电路用于对焊接变压器的初级电流、电压，二次侧输出电流、 电压进行采样，以实现多参数控制与保护。综上，本技术的精密逆变电阻点焊电源DSP控制系统响应速度快、控制精度高，实 现了多参数的监控和故障诊断。在此说明书中，本技术已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出 各种修改和变换而不背离本技术的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性 的而非限制性的。权利要求1. 一种精密逆变电阻点焊电源DSP控制系统，其特征在于，包括DSP基本系统模块、信号采集与保护模块、人机接口模块和控制信号模块，所述信号采集与保护模块、所述人机接口模块和所述控制信号模块分别与所述DSP基本系统模块电连接。2. 如权利要求1所述的精密逆变电阻点焊电源DSP控制系统，其特征在于，所述DSP基 本系统模块包括DSP芯片。3. 如权利要求2所述的精密逆变电阻点焊电源DSP控制系统，其特征在于，所述DSP芯 片是TMS320LF2407芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精密逆变电阻点焊电源ＤＳＰ控制系统，其特征在于，包括ＤＳＰ基本系统模块、信号采集与保护模块、人机接口模块和控制信号模块，所述信号采集与保护模块、所述人机接口模块和所述控制信号模块分别与所述ＤＳＰ基本系统模块电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：舒俊，
申请(专利权)人：上海沪工电焊机制造有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]