数字控制弧焊电源的结构技术与船舶钢结构焊接

学习数字控制弧焊电源的结构，可先与模拟控制逆变弧焊电源结构作对比。

一般弧焊逆变电源的结构框图如图2-150上图所示，控制回路是由无源或有源器件组成的模拟系统构成。焊接电流、电压等参数通过传感器LEM块采样，负反馈到控制回路。反馈量与给定信号比较，经过PI控制器输出到PWM控制芯片，PWM信号则经过功率放大、隔离来触发逆变器的功率开关元件的导通/关断，完成系统的闭环控制。

图2-150 模拟与数字控制弧焊电源的结构（框图）对比

模拟控制系统最大的缺点是进行复杂处理的能力有限、元器件数量多，并且控制器的参数由电阻、电容等分立元件的参数决定，控制器的调试复杂、灵活性差。同时电阻、电容的参数分布影响控制器的一致性，参数的稳定性差，如温度漂移影响控制器的稳定性。(www.xing528.com)

图2-150下图为一数字控制弧焊逆变电源的结构框图，它可以分为功率和控制两部分：功率部分三相电网（380V）交流电经过整流和电容滤波得到约540V的直流电，经过逆变主电路、主变压器和逆变输出整流桥、输出滤波电感，最后输出所需要电源的电流、电压；控制部分以数字信号处理器（DSP）和单片机（MCU）构成的双机系统为控制核心。电源输出电流和电压经过采样、A/D转换，由DSP读取反馈值。电流、电压的给定值则由控制面板输入，经过单片机传送给DSP。DSP则根据电流、电压的给定与反馈量进行运算，得到相应的逆变器功率开关器件（如IGBT）导通时间，产生PWM控制脉冲序列。

在数字信号处理器（DSP）和单片机（MCU）构成的双机系统中，一般是以单片机为主控芯片（Host Micro-controller），DSP芯片为从控制芯片。

DSP芯片工作中，其控制程序由IDMA口进行加载，加载的程序分别存储于其片上的程序存储器和数据存储器内，程序的加载由单片机控制进行。当程序加载完成后，程序由高地址空间向低地址空间顺序执行进行。