[发明专利]全数字控制式逆变电焊机的电路架构

摘要

本发明涉及一种逆变电焊机的全数字控制架构，本发明采用一个带有A/D转换功能的单片机作为主控制器件及采用一个FPGA作为核心运算器件，可以进行并行运算，同时可以进行其他逻辑控制。本发明的优点是与以DSP为核心运算器件的电焊机数字控制相比，省去了周边器件及可能用到的多片联用，简化了电路结构，节省了成本，也提高了对电焊机焊接工艺控制的精确度，可进一步提高焊接质量，减少飞溅。

主权项

一种全数字控制式逆变电焊机的电路架构，包括有一个带有A/D转换功能的单片机和一个容量不小于1万个LE的FPGA，其特征在于通过单片机来实现：a.通过总线将焊机输出端采样反馈的电流和电压数据及焊机内部传感器测得的有关温度数据输入到其具有A/D转换模块的I/O口，并进行A/D转换，转换后的数字数据再通过另一I/O口输出，送给FPGA的I/O引脚；b.通过其串行通信接口协调控制电路与生产线自动控制系统之间的通信；c.通过其I/O口输出数据到接口电路，实现参数、显示电路的控制；通过FPGA来实现：a.其I/O引脚接收单片机I/O口输出的已经进行了A/D转换的数据，对其进行数字滤波运算；b.对滤波后的采样数据进行比例积分运算，目的是最终控制焊接用直流电压的大小；c.其I/O引脚接收用户输入的预设定焊接实时工艺参数，用于控制焊接过程中的输出电流；d.根据有关设定值及b的运算结果，产生激励全桥IGBT模块的PWM信号，并通过其I/O引脚输出，IGBT模块在其激励下产生的高压PWM脉冲作为变压器初级输入，变压器次级感应的PWM脉冲整流后为电焊机的电压输出；e.用FPGA内部SRAM预存储焊接工艺要求的基本电流波形；f.根据c的输入参数值和e所预存储的相关电流波形，进行相关运算，将结果通过其I/O口输出，用于在焊接过程中实时调整焊丝送料长度和速度，从而达到焊接工艺所要求的电流波形；   g.根据预设定的参数，通过有关运算，产生短路、过流、过压、过热及其它保护电路控制信号，通过其I/O口输出。