[發(fā)明專利]電焊機(jī)軟開關(guān)模糊PID控制焊接電源的單片機(jī)控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910048941.1
• 申請日: 2009-04-07
• 公開（公告）號: CN101856764A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 舒俊
• 申請（專利權(quán)）人: 上海滬工電焊機(jī)制造有限公司
• 主分類號: B23K9/10
• 分類號: B23K9/10;G05B19/042;G05B11/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種模糊PID控制焊接電源控制方法技術(shù)領(lǐng)域，特別是軟開關(guān)模糊PID控制焊接電源控制方法技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種電焊機(jī)軟開關(guān)模糊PID控制焊接電源的單片機(jī)控制方法。

背景技術(shù)

軟開關(guān)技術(shù)使得功率開關(guān)管在開關(guān)過程瞬間電流軌跡和管壓降軌跡錯(cuò)開，在較大程度上解決了功率開關(guān)管損耗和開關(guān)應(yīng)力過大的問題，減少了功率器件的du/dt和di/dt造成的電磁干擾，提高了效率。因此，軟開關(guān)式焊接電源是一種具有廣闊前景的新型焊接電源。

隨著單片機(jī)技術(shù)在焊接電源中的應(yīng)用，焊接電源的柔性化設(shè)計(jì)成為可能，焊接電源設(shè)計(jì)時(shí)間大大縮短，正朝著模塊化方向發(fā)展。因此，集合軟開關(guān)技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)搭建一個(gè)焊接電源平臺來研制開發(fā)焊條焊、TIG焊、CO₂焊、埋弧焊等焊接電源顯得十分有意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種電焊機(jī)軟開關(guān)模糊PID控制焊接電源的單片機(jī)控制方法，該單片機(jī)控制方法可設(shè)定焊接參數(shù)和監(jiān)控電源工作、操作簡單、效率高、由其控制的電源用途范圍廣。

為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明提供一種電焊機(jī)軟開關(guān)模糊PID控制焊接電源的單片機(jī)控制方法，其特點(diǎn)是，通過單片機(jī)控制單元設(shè)定焊接參數(shù)，輸出給定電流，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬量和反饋電流進(jìn)行PI調(diào)節(jié)，PI調(diào)節(jié)后的值送入電流模式的PWM芯片，然后輸出PWM驅(qū)動脈沖，經(jīng)驅(qū)動變壓器隔離放大后用于驅(qū)動軟開關(guān)模糊PID控制焊接電源的Fuzzy-PID。

較佳地，還包括：當(dāng)過熱、欠電壓或空載時(shí)，單片機(jī)控制裝置輸出封鎖信號封鎖PWM芯片，從而封鎖輸出。

較佳地，還包括步驟：單片機(jī)控制單元利用通用同步和異步串行接收器和轉(zhuǎn)發(fā)器與表頭單片機(jī)實(shí)現(xiàn)通信，實(shí)時(shí)把焊接數(shù)據(jù)發(fā)送給表頭單片機(jī)。

較佳地，還包括步驟：單片機(jī)控制單元利用串行外設(shè)接口通過總線實(shí)現(xiàn)與遙控器的遠(yuǎn)距離通信。

采用了本發(fā)明的電焊機(jī)軟開關(guān)模糊PID控制焊接電源的單片機(jī)控制方法，由于本發(fā)明用于控制的電源采用軟開關(guān)技術(shù)，因此性能穩(wěn)定，效率高，功耗小，具有良好的電氣性能；本發(fā)明采用3片單片機(jī)，省去了大量的模擬電路，結(jié)構(gòu)簡潔、可設(shè)定焊接參數(shù)和監(jiān)控電源工作、操作簡單、效率高，另外整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)采用先進(jìn)的Atmega單片機(jī)，系統(tǒng)占用空間富余多，可以在線編程隨時(shí)對焊機(jī)進(jìn)行在線升級；本發(fā)明控制的電源可用于焊條焊、TIG焊、CO₂焊、埋弧焊等。

附圖說明

圖1是受本發(fā)明控制的焊接電源的主電路示意圖。

圖2是本發(fā)明的控制信號和主電路波形示意圖。

圖3是本發(fā)明的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明的一具體實(shí)施例的主程序流程圖。

圖5是本發(fā)明的一具體實(shí)施例的PWM芯片的外圍電路圖。

具體實(shí)施方式

以下將對本發(fā)明的焊機(jī)性能實(shí)時(shí)記錄方法作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

請參閱圖1～圖5所示，本發(fā)明的電焊機(jī)軟開關(guān)模糊PID控制焊接電源的單片機(jī)控制方法，通過單片機(jī)控制單元設(shè)定焊接參數(shù)，輸出給定電流，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬量和反饋電流進(jìn)行PI調(diào)節(jié)，PI調(diào)節(jié)后的值送入電流模式的PWM芯片，然后輸出PWM驅(qū)動脈沖，經(jīng)驅(qū)動變壓器隔離放大后用于驅(qū)動軟開關(guān)模糊PID控制焊接電源的Fuzzy-PID。

較佳地，還包括：當(dāng)過熱、欠電壓或空載時(shí)，單片機(jī)控制裝置輸出封鎖信號封鎖PWM芯片，從而封鎖輸出。

較佳地，還包括步驟：單片機(jī)控制單元利用通用同步和異步串行接收器和轉(zhuǎn)發(fā)器與表頭單片機(jī)實(shí)現(xiàn)通信，實(shí)時(shí)把焊接數(shù)據(jù)發(fā)送給表頭單片機(jī)。

較佳地，還包括步驟：單片機(jī)控制單元利用串行外設(shè)接口通過總線實(shí)現(xiàn)與遙控器的遠(yuǎn)距離通信。

用于本發(fā)明的電焊機(jī)軟開關(guān)模糊PID控制焊接電源的單片機(jī)控制系統(tǒng)，包括單片機(jī)控制裝置、A/D轉(zhuǎn)化器、PI調(diào)節(jié)單元、PWM芯片、及用于驅(qū)動開關(guān)模糊PID控制焊接電源的Fuzzy-PID的驅(qū)動變壓器，所述單片機(jī)控制裝置包括單片機(jī)控制單元、分別與所述單片機(jī)控制單元連接的上電復(fù)位單元和時(shí)針單元，所述單片機(jī)控制單元通過所述A/D轉(zhuǎn)化器連接所述PI調(diào)節(jié)單元，所述PI調(diào)節(jié)單元通過所述PWM芯片連接所述驅(qū)動變壓器。

較佳地，所述單片機(jī)控制裝置還包括表頭單片機(jī)，所述表頭單片機(jī)連接所述單片機(jī)控制單元。

較佳地，所述單片機(jī)控制裝置還包括遙控器單片機(jī)，所述遙控器單片機(jī)連接所述單片機(jī)控制單元。

較佳地，所述單片機(jī)控制單元連接所述PWM芯片。