[发明专利]一种基于单片机PWM发生器的电弧控制方法和电路

权利要求书

1.一种基于单片机PWM发生器的电弧控制电路，其特征在于，包括电弧控制系统输入、电弧控制系统输出和单片机核心PWM控制；所述电弧控制系统输入接收原边电流反馈、焊接电流反馈和焊接电压反馈的模拟量，通过所述单片机核心PWM控制的ADC模数转换器转换成数字量，并输入到电弧特性控制算法模块，处理后由电弧控制系统输出去控制PWM发生器；所述电弧控制系统输入由原边电流反馈电路、焊接电流反馈电路、焊接电压反馈电路三路反馈信号组成；所述原边电流反馈电路中，由电流互感器T1、D2、D3、D4、D5构成的整流桥、原边电流取样电阻R3和开关尖峰信号抑制C2组成原边电流采样电路；R4、R7、R8、C4构成原边电流反馈信号分压电路，一路作为刹车信号，在发生电流异常、主变压器偏磁、开关功率器件损坏的时关闭PWM输出，第二路作为全桥控制的逐脉冲封波控制；

所述焊接电压反馈电路由分压电路R1、R2、滤波电容C1和电压跟随器U2B组成；

所述焊接电流反馈电路由分压电路R18、R19、滤波电容C11和电压跟随器U2A组成，R5、C3、R6、C5为单片ACD采样输入阻抗匹配电路；所述电弧控制系统输出由AB两路PWM驱动放大电路组成，A路PWM驱动放大电路由上管门极电路R9、D1、C6、R13、U3上管和下管门极电路R10、D7、C7、D10、R15、U3下管组成；B路PWM驱动放大电路由上管门极电路R11、D8、C8、R14、U4上管和下管门极电路R12、D9、C9、D11、R16、U4下管组成；所述AB两路PWM驱动放大电路将单片机两路相位差180度的PWM信号放大后送至开关功率管驱动变压器。

2.根据权利要求1所述的基于单片机PWM发生器的电弧控制电路，其特征在于，所述单片机核心PWM控制，U1采用STM32F301C8T6芯片，包括PWM发生器、ADC模数转换和控制算法模块。

3.根据权利要求2所述的基于单片机PWM发生器的电弧控制电路，其特征在于，所述PWM发生器：由定时器TIM1作为核心控制模块，设置为两路PWM输出的PWM发生器模式，比较器输入正接外部原边电流反馈，输入负接内部DAC数模转换器的输出，比较器输出作为TIM1两路PWM输出关断信号；

所述ADC模数转换将ADC1的通道1和通道2配置为焊接电压和焊接电流的模数转换通道；

所述控制算法模块根据设定的电弧特性来计算出PWM实时输出的脉冲宽度值，实现对电弧的控制。

4.一种基于单片机PWM发生器的电弧控制方法，所述控制方法通过如权利要求1-3任一项所述的基于单片机PWM发生器的电弧控制电路实现，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

S1系统上电，辅助电源工作，向控制电路提供直流电源；

S2单片机上电复位，启动初始化、自检程序并延时，根据设定状态进入主控程序；

S3将单片机的定时器设置成PWM模式并通过其两个输出通道交替产生相位差180度的两路PWM输出A和B，去控制全桥或半桥的两组开关功率器件的通断。

5.根据权利要求4所述的基于单片机PWM发生器的电弧控制方法，其特征在于，所述S3中，如果是半桥模式，比较器输出不参与PWM的控制；如果是全桥模式比较器输出参与PWM的控制。

6.根据权利要求4所述的基于单片机PWM发生器的电弧控制方法，其特征在于，PWM的刹车功能用来控制电流超过最大电流的设定值时刹车即关断PWM，ADC实时采样电弧电压、电流信号用来控制电弧的特性。