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等离子切割机电源的凸控制系统的研制

崔海现吴杰峰文军李波
中科院等离子体物理研究所,合肥市

,
【摘要针对传统逆变电源控制系统的抗干扰弓弓,性能不稳定,易老化,灵活性差等特点,提出基于
芯片的控制系统的研制,成功的实现了逆变等离子切割机电源的数字化,从而
使得整个控制系统的稳定性得到了较大的提高,实现了电源的实时化。
【关键词控制电路实时化
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引言

随着电力电子技术的飞速发展,同时由于逆变电
源高效、节能和体积小等优点,使得其逐渐取代传统
的电源,成为未来电源发展的主导方向。而目前逆变
电源控制系统基本上是数模混合电路或单片机组成的

电路,由于数模电路抗干扰弱及不灵活和单片机运算
速度慢等不足,就提出了用作为其控制芯片,使图等离子切割机电源外特性
得逆变电源完全数字化。控制系统的硬件设计【
电源控制系统原理控制系统主要由最小系统、隔离放大电路组
该电源控制系统的原理是电压经过整流、滤成,其硬件设计图如图,控制核心采用公司的
波输入到组成的全桥电路中,通过逆变加到高【作该逆变电源的控制芯片,其体系
频变压器上,再整流使变为直流滤波后作为切割电流结构如图,该芯片采用了改进型哈拂结构,具有分离
输出,控制回路通过霍尔电流传感器,将电流反馈到的程序总线和数据总线,其单周期指令执行时间仅为
的端口,在内部通过软件来输出。片内外设包括双位/变换器,个可独
信号驱动导通。通过口与上位机通信即通
过上位机来对切割参数进行设定和在线编程及调试, 输整流
使得整个系统具有很大的灵活性。滤波
等离子切割机电源的外特性是恒流特性,即陡降
驱动电路
特性,如图,在开关频率附近叠加有电流尖峰,干扰传
频率较高。影响芯片的正常工作,为减少弧压和感
焊接电流取样反馈对系统的影响和干扰,采用隔离式
器
霍尔电流传感器【。其具有取样信号信噪比高、电路简
单、滤除高频干扰信号容易以及系统响应快等特点。,
在遇到过压、短路等机器故障时,能够迅速可靠的关

断是判断控制电路好坏的重要方面,一旦有故障发生,
就会关断,并显示故障信号。
收稿日期:—过压过流欠压过热
作者简介:崔海现,男,在读硕士,研究方向电路与系统
和逆变电源。图控制系统硬件图
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———————菊了—
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~ 立编程的多路复用/引脚,带有锁相环的时钟开发周期。使用增量式数字算法,该算法的原理
模块,带中断的看门狗定时器模块等。特别是它的片是利用给定值与反馈值的差作为的输入,通过
内设置了事件管理器,可以提供路比较/ 通算法后来控制的占空比,从而控制电流的输出
道,个位通用定时器,个捕获单元。大小。当输出电流过大时,误差变大,通过算法
后使得占空比变小,使得输出电流减小;当输出电流
事件管理器
过小时则相反。
小个定时器
.主程序
个全比较单元
主程序框图如图。
程序/数据//总线个输出
死区控制逻辑
个输入捕捉
位寄存器
位
移位乘法器
暑存位寄存器
器
桶