数字化软开关弧焊逆变电源的设计数字化软开关弧焊逆变电源的设计刘钊康勇段善旭李勋朱国荣肖白露电力安全与高效湖北省重点实验室(武汉430074)摘要：本文给出了软开关逆变弧焊电源的ZVS主电路和数字化控制电路的设计方法。文中首先给出了主电路参数的设计方法，控制电路采用基于DSP的数字化控制系统，其中详细地给出了移相PWM的实现原理和控制系统的软件流程图。文章的最后根据以上原理试制了一台逆变焊机，实验结果证明了设计原理的有效性和可行性。叙词：数字信号处理器软开关弧焊逆变电源数字控制系统1引言随着电力电子技术、信号处理技术及计算机控制技术的迅速发展和广泛应用，各种生产设备的性能更加完善，功能更加丰富，而且智能化程度不断提高，在焊接领域逐渐形成了由逆变主电路代替传统主电路，由数字控制代替模拟控制的局面。电焊机的数字化主要包括两方面的内容：一个是主电路的数字化，另一个是控制电路的数字化[1]。逆变焊机控制系统的数字化是指在逆变电源的基础上，结合计算机技术，采用数字信号处理器(DsP)，通过微处理器的精确运算来控制焊机的各项性能和工作全过程，控制电路高度集成、简化，且实现了数控化。相对于采用以运算放大器、电阻、电容等为核心的控制系统，不存在固有的元件参数漂移、性能随环境和时间而变化等缺点[2]。本文设计了基于美国TI公司的数字信号处理芯片TMS320LF2407的数字控制系统，并在该硬件电路的基础上对其进行了软件控制的设计。2软开关弧焊逆变电源系统设计软开关弧焊逆变电源由DSP最小系统、软开关逆变器主电路、采样电路和各种保护电路组成，见图1，其中以TMS320LF2407芯片作为控制系统的核心。软开关逆变器采用移相全桥ZVSPWM变换电路。由DSP软件算法使PWM波形移相，经过隔离放大电路控制逆变器开关管IGBT，实现零开关。焊接电流和电弧电压等参数通过霍尔传感器采样，由DSP片内A-D转换器进行转换，经过处理后，通过输出PWM波形对电弧电压和焊接电流进行控制。图1软开关弧焊逆变电源系统结构框图3移相全桥ZVS主电路的设计‘3]3．1主变压器的设计变压器变比·776·K—VVin(7mi瓦n)D(p。(m_“)(1)一次测绕组匝数N，一锗(2)二次测绕组匝数N2一Na—iNl(3)其中，Kc血)为输入电压的最小值；Dp(一，为原边最大占空比；Ds“一)为副边最大占空比；Vo为额定输出电压；Kr为波形系数，正弦时取4．44，方波取4；民为所选磁芯最高工作磁密(单位：Gs)；，为开关频率(单位：Hz)；Sc为磁芯有效截面积(单位：C1T12)...
