专利名称：基于dsp和can总线的数字化高频软开关逆变弧焊电源控制板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种逆变弧焊电源控制板，尤其是一种基于DSP和CAN总线的全数字化智能高频软开关逆变弧焊电源控制板。
背景技术：
目前，逆变弧焊电源控制板有些采用普通集成电路和分立元件为主的模拟硬件控制板，难以适应复杂焊接工艺控制的要求。有些采用单片机控制的逆变弧焊电源控制板主要完成控制信号的给定功能以及焊机的总体管理，其控制核心中的PI控制器和PWM控制电路仍然是由模拟元件构成的，数字化的特点在单片机控制板中没有得到充分体现。有些采用ARM和DSP控制的逆变弧焊电源控制板虽然实现了 PI控制器和PWM控制器的数字化，但其PWM控制仍采用普通的硬开关控制方式，频率不宜过高，过高的频率将会导致过大的开关损耗。PI控制也是简单地将模拟PI控制器数字化，没有实现智能化控制。另外，逆变弧焊电源控制板不具备现场通信功能，使逆变焊机处于独立工作状态，与外界没有联系，在大规模生产中，各焊机之间设置的焊接参数和焊接工艺过程数据不能及时传递，不利于焊接工艺的优化和焊接质量的提高。
实用新型内容为了克服模拟逆变弧焊电源控制板难以适应复杂焊接工艺控制的要求，单片机控制板的控制核心没有数字化，普通DSP或ARM数字化控制板的PWM硬开关控制方式会导致开关损耗过大，频率不宜过高，未实现智能化控制，且不能进行现场总线通信的不足。该逆变弧焊电源控制板不仅实现了全数字化智能高频软开关控制，而且具有CAN现场总线通信功能。为了达到上述之目的，本实用新型采用如下具体技术方案一种基于DSP和CAN 总线的全数字化智能高频软开关逆变弧焊电源控制板，其中工作电路包括数字信号处理器 TMS320LF2407A最小系统电路，信号调理电路，硬件互锁电路，CAN总线接口电路，其特征在于所述TMS320LFM07A最小系统电路包括复位电路，晶体振荡电路和JTAG接口电路；所述的信号调理电路包括焊接电压信号调理电路，焊接电流信号调理电路，送丝机电流信号调理电路；所述硬件互锁电路是由⑶4011，MM513P和⑶4081组成的逻辑电路；CAN总线接口电路包括光电隔离电路和CAN收发器电路。所述数字信号部分与模拟信号部分分开布局，模拟参考地电位和数字参考地电位分开，通过一个磁珠相连。与现有的技术相比，本实用新型具有以下突出优点和效果可实现逆变弧焊电源的全数字化智能高频软开关控制，可以对焊接过程的信息进行实时的提取和高速的处理， 降低了 IGBT的开关损耗，保证了焊接过程的稳定，提高了焊机的效率。通过现场总线通信功能，在大规模生产过程中，各焊机可以实时传递焊接参数和焊接工艺过程数据，有利于焊接工艺的优化和焊接质量的提高，保证了焊接过程的一致性。
下面是结合附图对本实用新型的进一步说明图1为本实用新型涉数字信号处理器TMS320LFM07A最小系统电路原理图。图2为本实用新型涉信号调理电路原理图。图3为本实用新型涉硬件互锁电路原理图。图4为本实用新型涉CAN总线接口电路原理图。图5为本实用新型涉基于DSP和CAN总线的数字化高频软开关逆变弧焊电源控制板方框图。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种基于DSP和CAN总线的全数字化智能高频软开关逆变弧焊电源控制板，其中工作电路包括数字信号处理器TMS320LFM07A最小系统电路，信号调理电路，硬件互锁电路，CAN总线接口电路，其特征在于所述TMS320LFM07A 最小系统电路包括复位电路，晶体振荡电路和JTAG接口电路；所述的信号调理电路包括 焊接电压信号调理电路，焊接电流信号调理电路，送丝机电流信号调理电路；所述硬件互锁电路是由⑶4011，MM513P和⑶4081组成的逻辑电路；CAN总线接口电路包括光电隔离电路和CAN收发器电路，所述数字信号部分与模拟信号部分分开布局，模拟参考地电位和数字参考地电位分开，通过一个磁珠相连。本实用新型采用数字信号处理器TMS320LFM07A作为逆变弧焊电源控制板的主处理芯片，通过对该芯片的事件管理器模块进行编程可产生高频软开关PWM信号，该信号通过硬件互锁电路和脉冲变压器驱动电路可驱动全桥逆变主电路中的IGBT模块，实现具有适时控制功能的全数字化移相全桥零电压软开关逆变弧焊电源。通过信号调理电路和 TMS320LF2407A处理芯片中的AD转换模块可适时采集逆变弧焊电源中的焊接电压和焊接电流信号，再通过TMS320LFM07A处理芯片的CPU单位运算可实现对逆变弧焊电源输出电压和输出电流的智能PID控制。通过CAN总线接口电路和TMS320LFM07A处理芯片的CAN 控制器模块可实现CAN现场总线通信功能。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种基于DSP和CAN总线的数字化高频软开关逆变弧焊电源控制板，其工作电路包括数字信号处理器TMS320LFM07A最小系统电路，信号调理电路，硬件互锁电路，CAN总线接口电路，其特征在于所述TMS320LFM07A最小系统电路包括复位电路，晶体振荡电路和JTAG接口电路；所述的信号调理电路包括焊接电压信号调理电路，焊接电流信号调理电路，送丝机电流信号调理电路；所述硬件互锁电路是由⑶4011，MM513P和⑶4081组成的逻辑电路；CAN总线接口电路包括光电隔离电路和CAN收发器电路。
2.根据权利要求1所述的基于DSP和CAN总线的数字化高频软开关逆变弧焊电源控制板，其特征在于所述数字信号部分与模拟信号部分分开布局，模拟参考地电位和数字参考地电位分开，通过一个磁珠相连。
专利摘要本实用新型涉及一种逆变弧焊电源控制板，具体公开了一种基于DSP和CAN总线的数字化高频软开关逆变弧焊电源控制板，解决了现有逆变弧焊电源开关损耗大，不能协同工作的问题，该基于DSP和CAN总线的全数字化智能高频软开关逆变弧焊电源控制板包括数字信号处理器TMS320LF2407A最小系统电路原理图，信号调理电路原理图，硬件互锁电路原理图，CAN总线接口电路原理图，该实用新型采用了先进的数字信号处理器，通过智能控制技术和高频软开关PWM技术降低开关损耗，改善了焊接质量，通过CAN总线通信技术能使多台逆变弧焊电源协同工作，提高工作率。
文档编号B23K9/10GK202137496SQ20112023980
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月8日 优先权日2011年7月8日
发明者定明芳 申请人:定明芳