一种可控硅导通角及触发角提取电路的制作方法_2

文档序号:8494339阅读:来源:国知局
提取电路的预处理后电压信号输入端,
[0058] 电阻R7的另一端与一号运算放大器的5号管脚连接,一号运算放大器的3号管脚 同时与电源VCC和电容Cl的一端连接,电容Cl的另一端接数字地DGND,一号运算放大器的 2号管脚同时与电阻R8的一端和电阻R9的一端连接,
[0059] 一号运算放大器的12号管脚接数字地DGND,
[0060] -号运算放大器的4号管脚用于接收参考电压,
[0061] 电阻R8的另一端接3. 3V电源,电阻R9的另一端与电容C2的一端和一号与非门 的两个输入端同时连接,电容C2的另一端接数字地DGND,
[0062] -号与非门的输出端与电容C3的一端和二号与非门的两个输入端同时连接,
[0063] 电容C3的另一端同时与一号二极管的阳极、电阻RlO的一端和三号与非门的一个 输入端连接,一号二极管的阴极和电阻RlO的另一端同时接3. 3V电源,
[0064] 二号与非门的输出端接电容C4的一端,
[0065] 电容C4的另一端同时接二号二极管的阳极、电阻Rll的一端和三号与非门的另一 个输入端,二号二极管的阴极和电阻Rll的另一端同时接3. 3V电源,
[0066] 三号与非门的输出端作为网压过零脉冲信号提取电路的网压过零脉冲信号输出 端。
[0067] 所述的焊接电流信号预处理电路包括电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电容 C7、电容C8、电容C9、电容ClO和四号运算放大器;
[0068] 所述的四号运算放大器采用LM2904型运算放大器实现,
[0069] 电阻R16的一端作为焊接电流信号预处理电路的焊接电流信号输入端,
[0070] 电阻R16的另一端同时与电容C7的一端和电阻R17的一端连接,
[0071] 电阻R17的另一端同时与电容C8的一端和四号运算放大器的3号管脚连接,电容 C8的另一端接模拟地AGND,
[0072] 电容C7的另一端同时与四号运算放大器的2号管脚、1号管脚及电阻R18的一端 连接,
[0073] 四号运算放大器的8号管脚同时与电源VCC和电容C9的一端连接,电容C9的另 一端接数字地DGND,
[0074] 四号运算放大器的4号管脚接电源地,
[0075] 电阻R18的另一端同时与电阻R19的一端和电容ClO的一端连接,电容ClO的另 一端接数字地DGND,
[0076] 电阻R19的另一端作为焊接电流信号预处理电路的电压信号输出端。
[0077] 所述的焊接电流导通角测量及触发信号提取电路包括电阻R25、电阻R26、电容 C11、电容C12、三号二极管、四号与非门和五号与非门;
[0078] 电阻R25的一端作为焊接电流导通角测量及触发信号提取电路的电压信号输入 端,
[0079] 电阻R25的另一端同时与电容Cll的一端和四号与非门的两个输入端连接,电容 Cll的另一端接数字地DGND,
[0080] 四号与非门的输出端与五号与非门的两个输入端连接,
[0081] 四号与非门的输出端用于输出焊接电流导通角,
[0082] 五号与非门的输出端与电容C12的一端连接,电容C12的另一端同时与三号二极 管的阳极和电阻R26的一端连接,
[0083] 三号二极管的阴极和电阻R26的另一端同时接3. 3V电源,
[0084] 电容C12的另一端作为焊接电流导通角测量及触发信号提取电路的触发信号输 出端。
[0085] 本发明的有益结果和特点如下:
[0086] 1.能够精确地提取焊接过程的导通角和触发角信号。
[0087] 2.兼容了焊接电流和原边电压两种方式提取焊接导通角和触发角。由于两种方式 都需要经过窗口比较器提取窗口值,对于焊接电流波形是缓升的,由于存在一定的窗口值, 实际经过比较器处理后得到的导通角测量值会偏小。而原边电压波形是陡升的,经过窗口 比较器不会有由于处在窗口内造成的误差,因此通过原边电压提取导通角和触发角的精度 更高;但由于原边电压传感器在设备安装并不普遍,因此兼容了两种方式,提高系统的精度 和适用性,系统的精度提高了 30%以上。
[0088] 3.设计了电网电压经过滤波后的相位修正电路,提高了触发角的测量精度,触发 角的测量精度提高了 50%以上。
[0089] 4.结合单片机的各种功能:①利用I/O 口控制电路初始条件;②利用单片机的虚 拟放大器功能,节约了 PCB空间,简化硬件电路设计;③利用单片机强大的定时器功能,对 导通角和触发角进行了精确的测量。
【附图说明】
[0090] 图1为【具体实施方式】一所述的一种可控硅导通角及触发角提取电路的原理示意 图;Vgin+为电网电压未经预处理信号正端,V gin_为电网电压未经预处理信号负端,Vg为电 网电压经预处理后信号,Vi in+为焊接电流未经信号处理正端,Vi in为焊接电流未经信号处 理负端,Vi为焊接电流经信号预处理信号,V p_in+为原边电压未经预处理信号正端,V p_in为原 边电压未经预处理信号负端,V1JI边电压经过预处理后信号,V pin为原边电压信号经过原边 窗口比较电路的信号;
[0091] 图2为【具体实施方式】二所述的电网电压滤波相位补偿电路的电路连接示意图;
[0092] 图3为【具体实施方式】三所述的原边电压窗口比较电路的电路连接示意图;
[0093] 图4为【具体实施方式】四所述的原边电压导通角测量及触发信号提取电路的电路 连接示意图;
[0094] 图5为【具体实施方式】五所述的触发角信号提取电路的电路连接示意图;
[0095] 图6为【具体实施方式】六所述的网压过零脉冲信号提取电路的电路连接示意图;
[0096] 图7为【具体实施方式】七所述的焊接电流信号预处理电路的电路连接示意图;
[0097] 图8为【具体实施方式】八所述的焊接电流导通角测量及触发信号提取电路的电路 连接示意图;
[0098] 图9为焊接电流窗口比较电路的一种电路连接示意图。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0099] 一:参见图1说明本实施方式,本实施方式所述的一种可控硅导通 角及触发角提取电路,它包括电网电压信号预处理电路1、网压过零脉冲信号提取电路2、 焊接电流信号预处理电路4、焊接电流窗口比较电路5、焊接电流导通角测量及触发信号提 取电路6和触发角彳目号提取电路10,
[0100] 它还包括电网电压滤波相位补偿电路3、原边电压信号预处理电路7、原边电压窗 口比较电路8和原边电压导通角测量及触发信号提取电路9 ;
[0101] 所述的电网电压信号预处理电路1的电压信号输入端用于接收电网电压信号,电 网电压信号预处理电路1的预处理后电压信号输出端同时连接网压过零脉冲信号提取电 路2的预处理后电压信号输入端和电网电压滤波相位补偿电路3的预处理后电压信号输入 端,网压过零脉冲信号提取电路2的网压过零脉冲信号输出端与触发角信号提取电路10的 网压过零脉冲信号输入端连接;
[0102] 电网电压滤波相位补偿电路3的电网电压信号输入端用于接收电网电压信号,
[0103] 电网电压滤波相位补偿电路3用于接收电网电压滤波前和滤波后的信号,并对接 收的信号进行相位比较处理以获得触发角修正值,焊接电流信号预处理电路4的焊接电压 信号输入端用于接收焊接电压信号,焊接电流信号预处理电路4的电压信号输出端与焊接 电流窗口比较电路5的电压信号输入端连接,焊接电流窗口比较电路5的电压信号输出端 与焊接电流导通角测量及触发信号提取电路6的电压信号输入端连接,焊接电流导通角测 量及触发信号提取电路6的触发信号输出端与触发角信号提取电路10的第一触发信号输 入端连接;原边电压信号预处理电路7的原边电压信号输入端用于接收电网电压经晶闸管 后,在变压器原边产生的电压信号,原边电压信号预处理电路7的原边电压信号输出端与 原边电压窗口比较电路8的原边电压信号输入端连接,原边电压窗口比较电路8的原边电 压信号输出端与原边电压导通角测量及触发信号提取电路9的原边电压信号输入端连接, 原边电压导通角测量及触发信号提取电路9的触发信号输出端与触发角信号提取电路10 的第二触发信号输入端连接,
[0104] 原边电压导通角测量及触发信号提取电路9的导通角信号输出端用于输出原边 电压导通角,
[0105] 焊接电流导通角测量及触发信号提取电路6用于对接收的电压信号进行反向,获 得焊接电流导通角,
[0106] 焊接电流导通角测量及触发信号提取电路6还用于对接收的电压信号进行下降 沿检测,获得触发角,
[0107] 触发角信号提取电路10用于对接收的触发信号进行耦合,获得触发角。
[0108] 本实施方式中,电网电压信号预处理电路1作用是将原始电网电压信号(单侧峰 值最大达到32V,0V为基准)的正弦波转化为0-3V的正弦波信号。电网电压信号预处理电 路1包括前级大电容滤波、给定分压比分压、50Hz带通滤波、电位整体提升I. 5V、电压跟随 器输出。
[0109] 电位提升电路可以采用数字电位器MCP4641,配合一定的基准电压和分压电阻进 行精确调节。
[0110] 焊接电流窗口比较电路5采用图9实现,
[0111] 焊接电流窗口比较电路5包括电阻R20,电阻R21、电阻R22,二十三号可调电位器 R23,二十四号可调电位器R24 ;
[0112] 电阻R20的一端连接3V电源,电阻R20另一端同时连接电阻R21的一端和二十三 号可调电位器R23的一个固定端,
[0113] 电阻R22-端连接电阻R21的另
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