基于单片机+ DSP 数字控制的变极性电源
2019-08-22 10:57:42 点击：
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0前言
变极性电源是一种适用于铝及铝合金焊接技术的焊接电源，其功率变换电路由两级逆变电路构成，一次逆变主要对电源系统的外特性进行控制，并对二次逆变供电，使焊接电源具有快速响应特性；二次逆变通过与一次逆变的协调控制，输出电流频率、DCEN半波幅值及时间、DCEP半波幅值及时间均可单独调节交变方波电流，为焊接电弧提供能量。
单片机具有强大的控制和管理事务能力，DSP具有高速运算能力，随着单片机、DSP在焊机领域的运用，焊接电源的数字化设计使现代焊机日趋多功能和智能化。本设计提出了以单片机+DSP双CPU为控制核心的变极性焊接电源设计方案，实现变极性电源的全数字化实时控制。
1系统总体设计方案
基于单片机+DSP双CPU控制的变极性双逆变电源的总体结构如图1所示。设计中，两次逆变均采用功率IBGT模块作为主控开关器件。一次逆变为移相式软开关全桥式逆变电路，采用PWM控制实现输出电压、电流的幅值控制，为二次逆变供电；二次逆变采用带自耦合电感的半桥结构，通过续流耦合电感的作用及开关管的切换控制，最终得到输出电流频率、正负半波幅值、占空比分别可调的变极性焊接电流[1]。
电源控制系统以单片机（80C196KC)+DSP（TMS320LF2407）双CPU为控制核心，单片机与DSP之间的通信通过双口RAM实现。80C196KC作为主控芯片，具有强大的控制和管理事务能力，主要实现系统的人机信息交互、高频引弧、送气、远程通信等事务管理，TMS320LF2407作为从控芯片，具有高速运算能力，主要对输出电压、电流信号进行采集，并根据用户设定的输出频率、正负半波幅值、占空比等参数，控制输出波形，实现电源的变极性输出控制。本设计通过软件编程的方法实现两级逆变的协调控制。