基于DSP的電阻焊機(jī)電源控制電路設(shè)計(jì)

3 中頻逆變電源電路設(shè)計(jì)

逆變電源電路部分由DSP及其相應(yīng)外圍電路組成和驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路組成，如圖1所示。逆變電源的初級(jí)、次級(jí)保護(hù)信號(hào)以及IGBT的保護(hù)信號(hào)通過傳感器和檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)適時(shí)的保護(hù)功能。DSP產(chǎn)生PWM波和外面檢測(cè)信號(hào)、保護(hù)信號(hào)和PWM經(jīng)驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)IGBT逆變器。驅(qū)動(dòng)芯片采用了M57962AL。M57962AL具有驅(qū)動(dòng)能力好，功率大，保護(hù)性能好等特點(diǎn)滿足設(shè)計(jì)的需要。驅(qū)動(dòng)電路如圖3所示。驅(qū)動(dòng)電路中有驅(qū)動(dòng)電源、檢測(cè)保護(hù)和驅(qū)動(dòng)芯片。驅(qū)動(dòng)動(dòng)芯片內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖為圖2所示。

IGBT大功率管子通常只能承受10us的短路電流、退飽和或過流，所以必須有快速保護(hù)，M57962AL在被驅(qū)動(dòng)IGBT出現(xiàn)這些現(xiàn)象時(shí)，進(jìn)行軟關(guān)斷的保護(hù)。電路M57962AL驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部設(shè)有電流保護(hù)電路。如圖2中，典型的應(yīng)用電路，實(shí)現(xiàn)隔離和保護(hù)功能。M57962AL的第1腳與IGBT集電極C相連，用外接的穩(wěn)壓管（圖2中DZ5）代替M57962AL內(nèi)部的穩(wěn)壓管。為了防止門極驅(qū)動(dòng)電路出現(xiàn)高壓尖峰，損壞IGBT，在柵極和發(fā)射極之間反向串聯(lián)兩個(gè)穩(wěn)壓二極管（圖2中DZ16和DZ17）。

從圖1，圖2和圖3可以知道IGBT驅(qū)動(dòng)工作原理為:圖1中DSP產(chǎn)生的PWM傳給圖2中的B1，經(jīng)過三級(jí)管放大反相，進(jìn)入M57962AL芯片的第13腳（圖2中驅(qū)動(dòng)芯片的信號(hào)輸入引腳），在M57959AL的第5腳產(chǎn)生+15V開柵和-10V關(guān)柵電壓,驅(qū)動(dòng)IGBT導(dǎo)通與關(guān)斷[6]。

同理，IGBT的保護(hù)原理為：當(dāng)過流發(fā)生時(shí),IGBT的Uce會(huì)顯著高于正常導(dǎo)通時(shí),飽和壓降一般為7V以上,就發(fā)生所謂的器件/退飽和現(xiàn)象,M57962AL的第1腳起到保護(hù)作用。M57959AL內(nèi)置定時(shí)器啟動(dòng),通過關(guān)柵電路和降壓電路將短路電流鉗制在較低的值,同時(shí)檢測(cè)電路把M57962AL的第8腳拉為低電平光耦（圖2中所示）響應(yīng),產(chǎn)生短路保護(hù)信號(hào)short1（圖2中所示）為低電平，short1送給DSP，立即關(guān)閉PWM的輸出。驅(qū)動(dòng)信號(hào)關(guān)斷，從而起到保護(hù)IGBT的保護(hù)電路作用。

圖2 IGBT驅(qū)動(dòng)電路圖

Fig.2 IGBT Driver Circuit Frame

圖3 M57962AL內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

Fig.3 M57962AL Inside Construct Frame

4 控制程序流程圖

軟件程序主要是DSP產(chǎn)生PWM的程序。整個(gè)軟件編程以C語言和匯編語言編程為主，在CCS2000環(huán)境下進(jìn)行調(diào)試后下載到DSP外圍FLASH里面，運(yùn)行良好，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，主程序流程圖和中斷程序流程圖如圖4.圖4中，系統(tǒng)初始化包括A/D口、PWM口等的初始設(shè)定。A/D轉(zhuǎn)換采用定時(shí)器產(chǎn)生中斷方式完成，用軟件定時(shí)器T4定時(shí)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生中斷信號(hào)，然后DSP進(jìn)行相應(yīng)操作。