基于单片机+ DSP 数字控制的变极性电源
焊接过程中，控制系统的具体控制方案为：上电后，先在控制面板上预设焊接工艺参数，合上焊枪开关开始送气、引弧，对焊接电流、电弧电压进行采样反馈并进行PID运算，得到PWM信号。一次逆变采用PWM调节方式，由给定信号控制一次逆变输出电流，实现恒流输出特性；二次逆变的控制信号与一次控制信号在相位上严格同步，且二次逆变控制信号正负半波时间都是PWM周期的整倍数，根据电流的预设值，对二次逆变进行变极性控制。当再次按下焊枪开关时，滞后送气几秒，焊接结束。
2硬件系统设计
2.1单片机+DSP双CPU控制系统
本系统是以单片机（80C196KC)+DSP（TMS320LF2407）双CPU为控制核心的闭环控制系统，对电源进行整体管理和控制。用户设定的焊接参数由控制面板输入，经单片机传送给DSP，TMS320LF2407对输出电压、电流信号进行采集，并根据用户设定的焊接参数对功率变换电路进行脉冲宽度控制和PID运算。TMS320LF2407的4个通用定时器分别用做一次逆变PWM的生成、二次逆变PWM的生成、A/D转换的定时、焊接过程控制的所有定时。软件设计时，通过正确配置DSP的通用定时器，使一次PWM和二次逆变控制信号同步，且使二次逆变控制信号的周期为一次PMW周期的整倍数，实现变极性电源双逆变协调控制。单片机和DSP通过双口随机存储器CY7C026为通信桥梁实现数据交换。
2.2一次逆变电路
一次逆变电路采用移相ZC-ZVS-PWM全桥逆变结构，运用软开关技术，原理如图2所示。全桥式逆变电路主要由功率开关管IGBT1～IGBT4和中频变压器组成，IGBT1和IGBT3为超前臂，IGBT2和IGBT4为滞后臂，桥式变换器的2个桥臂开关转换能工作在零电压、零电流下，输出具有较高动态响应特性的可控恒电流[2]。电路中，VD1～VD4为IGBT内部反并联二极管，承受负载产生的反向电流，保护IGBT。由R，C，VD构成的缓冲环节可以降低开关管关断时电压上升速度，并减小开关管的损耗。DSP将给定信号和输出电流、电压的反馈信号进行信号处理，输出一路40kHz的PWM，经过CD4081和CD4027二分频为两路相位差180°、频率为20kHz的PWM，这两路PWM轮流驱动桥臂对边上的2对管（IGBT1和IGBT4，IGBT2和IGBT3），使它们关断或导通，将直流高压转换成频率17Hz的中频交流电压，经中频变压器T降压后传递给二次逆变电路。图3所示为ZC-ZVS-PWM波形变换示意图，其中U0为中频变压器一次电压，I0为中频变压器一次电流。