全桥逆变式数字弧焊电源设计

摘要

逆变弧焊电源具有节能、节材、控制性能好，动态响应快，易于实时控制等特点，目前受到国内外的广泛应用。现代电力电子技术的发展以及大功率逆变技术的不断成熟，促进了逆变弧焊电源的更新换代。弧焊电源除了具有一般电力电源特点外，还需要具有满足电弧负载要求的电气特性。本文是在综合国内外弧焊电源研究现状以及弧焊电源所特有电气特性的基础上，研究设计了全桥逆变式数字弧焊电源。
　　本文首先设计了逆变弧焊电源的主电路。主电路主要由EMI输入电路，逆变电路，变压器和输出整流电路组成，其中逆变电路主要采用全桥逆变式拓扑结构，逆变频率高达到20KHz，并选用以IGBT为核心的功率开关器件，包括设计IGBT参数计算、选型和吸收保护电路。
　　然后设计了逆变弧焊电源的控制电路。设计以ATmega16单片机为核心的数字控制电路主要包括：参数预置与显示电路、数模转换电路和保护电路等。采用脉宽调制型控制方法，以脉宽调制芯片UC3846为核心，设计了其外围电路，对采集的电流信号进行负反馈，通过PI调节控制UC3846的输出，以达到控制调节电源的目的。
　　其次设计了控制系统的软件和程序结构。根据手工焊和直流TIG弧焊电源不同的焊接方法和时序要求，对控制系统的软件进行设计。重点设计了面板显示程序、参数显示与调节程序、故障中断程序，并给出了程序流程图及部分关键程序。
　　最后，对所研制设计的弧焊电源分别进行了脱机和联机调试，并给出了调试过程中的关键波形，并加以分析，对样机进行试焊，试验结果表明：所设计的弧焊电源基本满足参数和工艺要求。

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第1章 绪论

1. 1 课题背景

1. 2弧焊电源的基本特征

1. 3本课题的主要研究内容

第2章 全桥逆变式数字弧焊电源主电路设计

2. 1 逆变器前输入电路设计

2. 2 逆变电路设计

2. 3 输出电路设计

2. 4 本章小结

第3章 全桥逆变式数字弧焊电源控制电路设计

3. 1 控制系统的工作原理

3. 2控制系统的设计要求

3. 3 控制系统的硬件组成

3. 4 硬件抗干扰措施

3. 5 本章小结

第4章 系统软件结构及程序设计

4. 1主程序设计

4. 2控制系统子程序设计

4. 4 软件抗干扰设计

4. 3 本章小结

第5章 系统调试分析

5. 1 调试要求及设备

5. 2 脱机调试

5. 3 联机调试

5. 4 对系统进一步完善的建议

5. 5 本章小结

结论

参考文献

致谢