基于DSP的軟開關(guān)弧焊逆變電源控制系統(tǒng)及其仿真研究

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1、基于DSP的軟開關(guān)弧焊逆變電源控制系統(tǒng)及其仿真研究摘要逆變式弧焊電源具有節(jié)能省材、輕巧靈便、工作頻率高、響應(yīng)速度快等特點(diǎn),已成為焊接電源發(fā)展的必然趨勢。硬開關(guān)式逆變弧焊電源通常會產(chǎn)生較大的開關(guān)應(yīng)力和損耗,降低了電路效率,因此以軟開關(guān)技術(shù)取代硬開關(guān)技術(shù)是逆變式弧焊電源的發(fā)展方向。本課題正是在這一背景下,利用DSP技術(shù)研究弧焊逆變電源軟開關(guān)控制技術(shù),主要完成以下研究內(nèi)容:對目前軟開關(guān)電路拓?fù)溲芯楷F(xiàn)狀進(jìn)行了概述,并重點(diǎn)介紹了三種全橋式軟開關(guān)電路拓?fù)洌毫汶妷?zvs)、零電流(zcs)、零電壓零電流(zvzcs),尤其對本文所選用的FB.ZVZCS.PWM逆變器的工作原理進(jìn)行了系統(tǒng)的理論分析??刂?/p>

2、系統(tǒng)芯片選用數(shù)字信號處理器TMS320F28016,設(shè)計的硬件電路包括DSP最小系統(tǒng)設(shè)計、信號采樣反饋電路、PI參數(shù)的仿真與選定以及抗干擾系統(tǒng)設(shè)計等。本系統(tǒng)軟件部分采用模塊化化程序設(shè)計,根據(jù)功能將整個控制系統(tǒng)劃分為幾個模塊。文中介紹了主程序控制流程,然后分模塊介紹了結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計思路,主要有A/D轉(zhuǎn)換子程序,PI控制算法,PWM子程序等。針對論文中設(shè)計的主電路和控制電路,通過Matlab/Simulink工具箱搭建了雙零軟開關(guān)系統(tǒng)以及與之對比分析的硬開關(guān)仿真模型,并給出了主電路中IGBT的工作波形、變壓器初級電壓電流波形和控制系統(tǒng)的仿真波形,對波形進(jìn)行了分析。本文還對實(shí)現(xiàn)超前臂零電壓開通和

3、滯后臂零電流關(guān)斷的核心元器件進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化設(shè)計。關(guān)鍵詞:弧焊逆變電源;DSP;軟開關(guān);零電壓;零電流:計算機(jī)仿真StudyonDSP·-basedsoft—-switchweldingpowercontrolsystemandSlmnlatl011'●l·●ABSTRACTInverterarcweldingpowerhasbecometheinevitabletrendofdevelopmentofweldingpowerbecauseofitsenergy—savingmaterials,lightweightflexible,highfrequency,fastresponsecha

4、racteristics.Hard-switchinginverterarcweldingpowersupplyswitchesusuallyhaveagreaterstressandwearandtear,reducingtheefficiencyofthecircuit.Sosoft-switchingtechnologywillreplacehard—switchinginverterweldingpowersourcetechnologyinfuture.Thistopicstudiessoft—switcharcweldinginvertercontroltechnologyby

5、usingDSPinthiscontext,andcompletesthefollowingcontents.Firstly,thispapersummarizessoft-switchingtopologyoverviewofcurrentresearch,andhighlightsthreefullbridgesoft-switchingcircuittopology:Zerovoltage(zvs),zerocurrent(zcs),zero-voltagezero-current(zvzcs),Particularly,thispapersystematictheoreticala

6、nalysistheFB-·ZVZCS·PWMinverterworkingprinciplewhichweselected.ControlsystemchoosesdigitalsignalprocessorchipTMS320F28016,hardwaredesignincludesDSPminimumsystemdesign,signalfeedbackcircuitsampling,thesimulationandselectionofPIparametersandanti-jammingsystem.Thesoftwarepartadoptsthemodularizationde

7、sign,thewholeprocessisdividedintoseverallargemodulesaccordingtofunction.Thispaperintroducesthemainprocessofprogramcontrol,andthenintroducestheideaofstructuredprogramming,suchasA/Dconversionroutines,PIcontrolalgor

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