[實用新型]一種采樣全數字化電流型PID控制電路

有效

• 申請號: 201220368274.2
• 申請日: 2012-07-28
• 公開（公告）號: CN202741891U
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 邱光;王巍;楊少軍;王科海
• 申請（專利權）人: 深圳市瑞凌實業股份有限公司
• 主分類號: B23K9/095
• 分類號: B23K9/095
• 代理公司: 廣東星辰律師事務所 44263
• 代理人: 丁敬偉

技術領域

本實用新型屬于維弧控制技術領域，尤其涉及一種采樣全數字化電流型PID控制電路。

背景技術

目前，我國少數焊接設備廠商也有數字化焊接電源推出，但大多數都只是將單片機技術用于人機界面，根本談不上數字化控制，能將MUC?和DSP?數字處理技術用于弧焊過程控制的可謂鳳毛麟角，而且缺少真正的焊接工藝專家系統、焊接過程數據采集分析、焊接模型建立和算法理論支撐，技術水平尚處于低級狀態。未來我國焊接行業將逐步與國際接軌，朝著逆變化、自動化、專業化、數字化方向發展，進一步適應焊接應用需求。

電流型控制的逆變焊機最早傳入我國，其后發展較慢，主要是技術上的難點不少。目前例如：奧太、易特流、無夕小焊機都是電流型控制的，但是全是采用模擬電路來實現的。早些年，無夕有一品牌叫“火力神”是“單端電流型單環控制的弧焊機”，其原理是：SG3525的8腳軟起動后,脈沖開啟,單端雙管電路工作，輸出電感產生斜坡電流，一次側電流互感器比例斜坡電流，形成Ui，Ue是直流調正電壓，Ui>Ue時比較器反轉，拉低SG3525的9腳，脈沖關閉，形成脈寬調正；另外還有一種電流型控制是使用UC3846、UC3842電流型PWM控制芯片。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本實用新型提供了一種使電源快速響應，焊接過程可控性強，可仰止短路時的沖擊電流，工作性能穩定、可靠的采樣全數字化電流型PID控制方法，以及PWM的硬件電路簡化，成本降低，可提高焊機的控制響應速度和焊接性能，工作更可靠，同時解決IGBT開通時電流尖峰較高的問題的控制電路。

本實用新型解決現有技術問題所采用的技術方案為：提供了一種采樣全數字化電流型PID控制電路，包括有一用于獲取固定給定信號的編碼器和一用于獲取電流采樣反饋信號的電流采樣單元，以及一用于將固定給定信號和電流采樣反饋信號進行PID控制運算，得到占空比脈寬信號，并根據該占空比脈寬信號對焊接電流、電壓、功率的數據進行變換處理，實現對焊機實際輸出的控制的PID控制單元。

進一步地，所述電流采樣單元包括有一用于對采樣得到的尖峰電壓進行吸收的TVS管，一用于對開關變壓器原邊電流信號進行采樣的電流互感器，一用于對采樣的電流信號進行全橋整流的全橋整流器，以及一用于對全橋整流后的電流信號進行取樣并得到方波信號的取樣電阻，且所述TVS管、電流互感器、全橋整流器和取樣電阻依次導通連接。

進一步地，所述PID控制單元為一單片機，包括有依次導通連接的PID控制算法器、PWM控制寄存器和PWM輸出端口。

進一步地，所述PID控制單元為型號為STM32F100C8T6單片機。

進一步地，本控制電路還包括有放大電路，所述放大電路的輸入端和輸出端分別與所述PWM輸出端口和電焊機的驅動變壓器導通連接。

本實用新型通過上述技術方案，控制電路有效簡化了PWM的硬件電路，降低了硬件的成本，而且動態響應極快，從而提高焊機的控制響應速度和焊接性能，工作更可靠，同時避免了電流檢測鎖存和PWM電路誤動作的出現，解決IGBT開通時電流尖峰較高的問題；也避免了“單端電流型單環控制的弧焊機”因單端電路半周期性工作，電流沖擊過大，漏感及分布電感都激發出難以克制的自感電壓；短路時最小脈寬無法控制、失控,變成開環，沖擊電流無法抑止的問題。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例中所述采樣全數字化電流型PID控制方法的流程示意圖；

圖2是本實用新型實施例所述采樣全數字化電流型PID控制電路的原理示意框圖；

圖3是本實用新型實施例所述采樣全數字化電流型PID控制電路示意圖。

【具體實施方式】

以下結合附圖對本實用新型技術方案進行詳細說明。

如圖1中所示：

本實用新型實施例所述的一種采樣全數字化電流型PID控制方法，包括以下步驟：

步驟A.獲取固定給定信號；

步驟B.獲取電流采樣反饋信號；

步驟C.將固定給定信號和電流采樣反饋信號進行PID控制運算，得到占空比脈寬信號，并根據該占空比脈寬信號對焊接電流、電壓、功率的數據進行變換處理，實現對焊機實際輸出的控制。