[發明專利]一種基于單片機PWM發生器的電弧控制方法和電路

有效

• 申請號: 201910492742.3
• 申請日: 2019-06-06
• 公開（公告）號: CN110142486B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 王江鴻;項裙婧
• 申請（專利權）人: 深圳市普耐爾科技有限公司
• 主分類號: B23K9/10
• 分類號: B23K9/10
• 代理公司: 重慶百潤洪知識產權代理有限公司 50219
• 代理人: 劉立春

1.一種基于單片機PWM發生器的電弧控制電路，其特征在于，包括電弧控制系統輸入、電弧控制系統輸出和單片機核心PWM控制；所述電弧控制系統輸入接收原邊電流反饋、焊接電流反饋和焊接電壓反饋的模擬量，通過所述單片機核心PWM控制的ADC模數轉換器轉換成數字量，并輸入到電弧特性控制算法模塊，處理后由電弧控制系統輸出去控制PWM發生器；所述電弧控制系統輸入由原邊電流反饋電路、焊接電流反饋電路、焊接電壓反饋電路三路反饋信號組成；所述原邊電流反饋電路中，由電流互感器T1、D2、D3、D4、D5構成的整流橋、原邊電流取樣電阻R3和開關尖峰信號抑制C2組成原邊電流采樣電路；R4、R7、R8、C4構成原邊電流反饋信號分壓電路，一路作為剎車信號，在發生電流異常、主變壓器偏磁、開關功率器件損壞的時關閉PWM輸出，第二路作為全橋控制的逐脈沖封波控制；

所述焊接電壓反饋電路由分壓電路R1、R2、濾波電容C1和電壓跟隨器U2B組成；

所述焊接電流反饋電路由分壓電路R18、R19、濾波電容C11和電壓跟隨器U2A組成，R5、C3、R6、C5為單片ACD采樣輸入阻抗匹配電路；所述電弧控制系統輸出由AB兩路PWM驅動放大電路組成，A路PWM驅動放大電路由上管門極電路R9、D1、C6、R13、U3上管和下管門極電路R10、D7、C7、D10、R15、U3下管組成；B路PWM驅動放大電路由上管門極電路R11、D8、C8、R14、U4上管和下管門極電路R12、D9、C9、D11、R16、U4下管組成；所述AB兩路PWM驅動放大電路將單片機兩路相位差180度的PWM信號放大后送至開關功率管驅動變壓器。

2.根據權利要求1所述的基于單片機PWM發生器的電弧控制電路，其特征在于，所述單片機核心PWM控制，U1采用STM32F301C8T6芯片，包括PWM發生器、ADC模數轉換和控制算法模塊。

3.根據權利要求2所述的基于單片機PWM發生器的電弧控制電路，其特征在于，所述PWM發生器：由定時器TIM1作為核心控制模塊，設置為兩路PWM輸出的PWM發生器模式，比較器輸入正接外部原邊電流反饋，輸入負接內部DAC數模轉換器的輸出，比較器輸出作為TIM1兩路PWM輸出關斷信號；

所述ADC模數轉換將ADC1的通道1和通道2配置為焊接電壓和焊接電流的模數轉換通道；

所述控制算法模塊根據設定的電弧特性來計算出PWM實時輸出的脈沖寬度值，實現對電弧的控制。

4.一種基于單片機PWM發生器的電弧控制方法，所述控制方法通過如權利要求1-3任一項所述的基于單片機PWM發生器的電弧控制電路實現，其特征在于，所述控制方法包括以下步驟：

S1系統上電，輔助電源工作，向控制電路提供直流電源；

S2單片機上電復位，啟動初始化、自檢程序并延時，根據設定狀態進入主控程序；

S3將單片機的定時器設置成PWM模式并通過其兩個輸出通道交替產生相位差180度的兩路PWM輸出A和B，去控制全橋或半橋的兩組開關功率器件的通斷。

5.根據權利要求4所述的基于單片機PWM發生器的電弧控制方法，其特征在于，所述S3中，如果是半橋模式，比較器輸出不參與PWM的控制；如果是全橋模式比較器輸出參與PWM的控制。

6.根據權利要求4所述的基于單片機PWM發生器的電弧控制方法，其特征在于，PWM的剎車功能用來控制電流超過最大電流的設定值時剎車即關斷PWM，ADC實時采樣電弧電壓、電流信號用來控制電弧的特性。