[发明专利]双MCU数字PI和PWM控制多功能焊机及其电路结构

摘要

本发明涉及一种双MCU数字PI和PWM控制多功能焊机及其电路结构，本发明通过采用开关电源电路；采用以双微处理器数字PI和PWM为核心组成的控制电路，尽可能利用软件替代硬件电路的手段；以及把电路板分为功率板、控制板的方式来解决上述问题，不仅实现了手工电弧焊、氩弧焊两种焊接方法的输出控制，以及VRD低空载电压输出、焊接参数数字预置和显示功能，解决了焊机抗网压波动能力差的问题，而且还缩小了控制板和整机的体积，降低了整机的重量，提高了焊机的功率体积比；由于控制电路的集成度提高，电路板之间的连接线减少，进一步提高了焊机的可靠性，简化了焊机的制造工艺。

主权项

1.一种双MCU数字PI和PWM控制多功能焊机及其电路结构，主要包括壳体部分和内部的控制部分，壳体部分包括前面板、机箱底板、机箱外盖或外壳和后面板；内部的控制部分主要包括驱动电路部分，其特征在于：驱动电路部分包括两个部分的电路，一部分设计布局在功率板上的功率板电路，另一部分设计布局在控制板上的控制板电路；控制板电路部分属于低压或弱电控制部分，而功率板电路部分属于高压或强电控制部分，两个部分由QDB驱动变压器电气隔离；所述功率板上的驱动电路包括QDB驱动变压器及其外围的二极管D9~D10、电阻R9~R12、电容SC1~SC2组成的电路，此部分的电路布局在功率板上；QDB驱动变压器的初级PWMA和PWMB端口分别连接至功率板上的插座的5脚和6脚，通过连接导线或控制线，可与控制板上的插座的5脚和6脚对应连接，最终与控制板上另一部分的驱动电路连接在一起；2）控制板上的驱动电路包括驱动芯片U3和驱动芯片U4、三极管Q1~Q6、稳压管Z1~Z2、二极管D5~D6、电阻R11~R19、电容C8~C11和C14~C15，该电路分为两个部分的电路，电容C14和C15一端连接电路电源VCC，另一端连接电路电源的地端；驱动芯片U3的D1和D2端连接在一起，并与电阻R15、电容C9和C10组成的并联电路进行连接；电阻R15、电容C9和C10三个器件并联电路的后端为PWMA控制端，它连接至控制板上插座的5脚；U4驱动芯片的D1和D2端连接在一起，并与PWMB控制端连接，PWMB连接至控制板上插座的6脚；通过插座连接的控制线与功率板上插座对应连接，实现与功率板上另外一部分驱动电路的连接；驱动芯片U3的S1连接VCC；驱动芯片的S2连接地；电阻R11一端连接32位U2微处理器的18脚，另一端连接NPN型三极管Q1的基极，Q1的发射极分别连接PNP型三极管Q3的集电极和地端，Q1的集电极分别连接电阻R12、Q3的基极和NPN型三极管Q2的基极，R12的另一端和Q2的集电极连接VCC，Q2的发射极与Q3的发射极之间连接电阻R13，Q3的发射极连接U3驱动芯片的G2端，Q2的发射极分别连接电容C8和稳压管Z1的阳极端，电容C8的另一端与Z1的阴极连接在一起，并与U3驱动芯片的G1端相连；二极管D5的阳极连接VCC，D5的阴极连接电阻R14，而R14的另一端连接U3驱动芯片的G1端；类似地，电阻R18一端连接U2微处理器的19脚，另一端连接NPN型三极管Q4的基极，Q4的发射极分别连接PNP型三极管Q6的集电极和地端，Q4的集电极分别连接电阻R19、Q6的基极和NPN型三极管Q5的基极，R19的另一端和Q5的集电极连接VCC，Q5的发射极与Q6的发射极之间连接电阻R17，Q6的发射极连接U4驱动芯片的G2端，Q5的发射极分别连接电容C11和稳压管Z2的阳极端，电容C11的另一端与Z2的阴极连接在一起，并与U4驱动芯片的G1端相连；二极管D6的阳极连接VCC，D6的阴极连接电阻R16，而R16的另一端连接U4驱动芯片的G1端；控制板上驱动电路的两个部分，电路结构形式基本上是完全一致的，差异在于PWMA控制端的前级电路为电阻R15、电容C9和C10三个器件的并联电路；控制板上，对驱动电路的输入控制信号是由32位U2微处理器根据控制软件和算法最终由U2的18脚和19脚输出的。