本文關鍵詞：高頻逆變電阻點焊電源的研制

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【摘要】：隨著我國先進制造技術朝著精密化方向發(fā)展,出現(xiàn)了大量微電子器件、超薄元件以及精密儀器的焊接。微型零件的焊接需要焊接電源具有較好的控制精度和較快的動態(tài)響應,因此高頻逆變電阻點焊電源成為了逆變電阻點焊電源的發(fā)展趨勢。目前市場上逆變電阻點焊電源的逆變頻率大部分為1k-4kHz,該類點焊電源存在著能量輸出控制不夠精確,動態(tài)特性不能滿足要求等缺點,使得其不能焊接微型零件或者焊接質(zhì)量得不到保證,因此設計和研制高頻逆變電阻點焊電源,使焊接電源具有更好的控制精度和更快的動態(tài)特性,滿足微型零件的焊接要求。本文首先確定電源的總體方案,電源主電路采用IGBT全橋逆變拓撲結構,完成主電路中高頻變壓器的和次級整流電路的設計；電源控制系統(tǒng)以高性能DSP為核心,包括采樣電路、保護電路、開關量控制電路、通訊接口電路以及人機交互接口電路等,并根據(jù)要求設計了相應的控制電路PCB板；完成電源控制程序的設計和調(diào)試,包括PWM控制程序、A/D采樣程序、PI控制程序、LCD顯示程序和按鍵程序等。搭建高頻逆變電阻點焊電源硬件平臺,并對電源進行調(diào)試,通過整定PI控制參數(shù),使電源實現(xiàn)了恒流、恒壓和恒功率等三種反饋控制模式；可靈活設置參數(shù)實現(xiàn)3段焊接電流輸出等多種波形輸出,以滿足不同場合的焊接要求；電源逆變頻率為25kHz,輸出波形穩(wěn)定。與中頻逆變電阻點焊電源電流波形進行對比,結果表明高頻逆變電阻點焊電源電流波形上升時間明顯地縮短,且輸出電流波形也較平整,所研制的高頻逆變電阻點焊具有更好的控制精度和更快的動態(tài)特性；對電源占空比丟失現(xiàn)象進行實驗測試,通過所測數(shù)據(jù)得出占空比與電流基本成線性關系,在有限雙極性控制方式下,占空比丟失現(xiàn)象不明顯；對微型燈絲進行電阻點焊工藝試驗,電源能夠在短時通電時間內(nèi)完成微型燈絲的焊接過程,樣品焊接效果良好,試驗結果表明高頻逆變電阻點焊電源滿足微型零件焊接工藝要求,在實際應用中具有一定的價值。
【關鍵詞】：電阻點焊 高頻逆變 DSP 精密焊接
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG438.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-24
• 1.1 課題背景11-12
• 1.2 逆變電阻點焊電源的發(fā)展現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 國外逆變電阻點焊電源的發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國內(nèi)逆變電阻點焊電源的發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 高頻逆變電阻點焊電源的發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.3 提高逆變頻率的依據(jù)及存在問題16-19
• 1.3.1 提高逆變頻率的限制16-17
• 1.3.2 提高逆變頻率的優(yōu)勢17-18
• 1.3.3 提高逆變頻率存在的問題18-19
• 1.4 占空比丟失19-22
• 1.5 研究意義22
• 1.6 研究內(nèi)容22-24
• 第二章 高頻逆變電阻點焊電源硬件設計24-43
• 2.1 電源總體方案設計24-25
• 2.2 電源主電路的設計25-29
• 2.2.1 高頻變壓器的設計25-29
• 2.2.2 次級整流電路設計29
• 2.3 電源控制系統(tǒng)的設計29-39
• 2.3.1 控制系統(tǒng)的功能30
• 2.3.2 控制系統(tǒng)整體結構30-31
• 2.3.3 控制芯片的選取31-32
• 2.3.4 反饋電路的設計32-35
• 2.3.5 有效值處理電路的設計35-36
• 2.3.6 過流保護電路設計36-37
• 2.3.7 網(wǎng)壓檢測電路的設計37
• 2.3.8 通訊接口電路設計37-38
• 2.3.9 開關量電路設計38
• 2.3.10 人機界面接口電路設計38-39
• 2.4 IGBT驅(qū)動電路的設計39-40
• 2.5 硬件抗干擾設計40-42
• 2.6 本章小結42-43
• 第三章 電源控制系統(tǒng)軟件設計43-57
• 3.1 控制策略43-45
• 3.1.1 全橋逆變電路有限雙極性控制43-44
• 3.1.2 多種反饋控制模式44-45
• 3.2 控制系統(tǒng)軟件45-55
• 3.2.1 控制系統(tǒng)主程序45-46
• 3.2.2 PWM程序設計46-47
• 3.2.3 A/D采樣程序設計47-48
• 3.2.4 PI程序設計48-50
• 3.2.5 定時器控制程序設計50-51
• 3.2.6 故障保護控制程序設計51-52
• 3.2.7 A/D中斷服務程序設計52-53
• 3.2.8 液晶顯示程序設計53-54
• 3.2.9 按鍵程序設計54-55
• 3.3 軟件抗干擾設計55-56
• 3.4 本章小結56-57
• 第四章 整機安裝調(diào)試及實驗結果分析57-76
• 4.1 電源硬件平臺的搭建57
• 4.2 控制系統(tǒng)的調(diào)試57-58
• 4.3 空載電壓調(diào)試58-59
• 4.4 模擬負載下電源的調(diào)試59-66
• 4.4.1 恒流控制模式調(diào)試59-64
• 4.4.2 恒壓控制模式調(diào)試64-65
• 4.4.3 恒功率控制模式調(diào)試65-66
• 4.5 動態(tài)負載下電源的調(diào)試66-70
• 4.5.1 恒流控制模式調(diào)試66-68
• 4.5.2 恒壓控制模式調(diào)試68-69
• 4.5.3 恒功率控制模式調(diào)試69-70
• 4.6 實驗結果分析70-72
• 4.6.1 恒流實驗結果分析70
• 4.6.2 占空比與輸出電流的關系70-72
• 4.7 工藝試驗72-75
• 4.8 本章小結75-76
• 結論76-77
• 參考文獻77-82
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果82-83
• 致謝83-84
• 附件84

【參考文獻】

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本文編號：718567