基于AVR单片机的电弧焊接精确熔滴短路过渡控制电路

摘要

本发明提供了一种基于AVR单片机的电弧焊接精确熔滴短路过渡控制电路，其包括有：电流采样电路、电压采样电路、AVR单片机、D/A转换电路、给定信号切换电路和比例积分电路。本发明利用模拟电路实现焊接电流、焊接电压的实时精确采样，以及焊丝短路过渡过程中电压变化率的实时精确计算，然后将这些信号输入AVR单片机；AVR单片机根据反馈的信号，经过PID计算和逻辑判断，实时控制焊接过程中熔滴过渡每个阶段给定信号的大小和斩波管的实时开通与关断，从而实现了焊接过程中熔滴过渡每一个阶段的精确控制，有效地控制了焊接过程中熔滴的过渡频率、输入热量大小以及飞溅的大小，满足了用户对焊接性能的高要求。

主权项

一种基于AVR单片机的电弧焊接精确熔滴短路过渡控制电路，其特征在于，包括：一AVR单片机IC6；一电流采样电路，包括电感L1、采样电阻R21、滤波电容C6、运放电路和第一有源滤波电路；所述运放电路由电阻R14、R15、R16、R17和运算放大器IC3C组成；所述第一有源滤波电路由电阻R10、R11、R12、R13、电容C4、C5和有源滤波器IC3D组成；所述焊机电流采样信号通过电感L1滤波和采样电阻R21后，转化为电压信号，然后通过滤波电容C6进行初级滤波，之后再经过运放电路和第一有源滤波电路进一步滤波，输出两路稳定的电流反馈信号，一路输入到比例积分电路进行实时的比例积分计算，另一路经过电阻R9、电容C12滤波处理后输入到AVR单片机IC6‑39脚，由AVR单片机IC6进行实时逻辑判断和PID运算，以获得修正后的实时电流给定值；一电压采样电路，包括差分电路、第二有源滤波电路、电阻R47和电容C28，所述差分电路由电阻R45、R58、R6、R59、R57、R55、R60和IC5C组成；所述第二有源滤波电路由电阻R56、R75、R77、R76、C34、C35和IC5B组成；所述焊机的输出电压、电弧电压通输入差分电路进行初级滤波和电压幅值比例降低，再经过第二有源滤波电路滤波输出稳定的电压反馈信号，该电压反馈信号经过电阻R47和电容C28滤波后输入到AVR单片机IC6‑40脚，进行实时逻辑判断后得到准确的短路过渡阶段判定；一D/A转换电路，包括D/A转换芯片IC4，所述D/A转换芯片的IC4‑1脚通过电阻R63与AVR单片机IC6‑19脚连接，IC4‑2脚通过电阻R64与AVR单片机IC6‑20脚连接，IC4‑3脚通过电阻R65与AVR单片机IC6‑4脚连接，所述D/A转换芯片用于将AVR单片机每一个控制阶段都输出的短路过渡峰值电流值和基值电流值的数字信号转换为模拟信号，并由IC4‑4输出基值电流信号，IC4‑7输出峰值电流信号；一给定信号切换电路，包括第一滤波和功率放大电路、第一电子开关IC1D、第二滤波和功率放大电路和第二电子开关IC1C，所述第一滤波和功率放大电路由R33、C21、IC2A组成；所述第二滤波和功率放大电路由电阻R34、电容C22和IC2B组成；所述D/A转换电路的IC4‑7输出峰值电流信号经过第一滤波和功率放大电路后接入第一电子开关IC1D；所述D/A转换电路的IC4‑4输出基值电流信号第二滤波和功率放大电路后接入第二电子开关IC1C；所述AVR单片机IC6‑22脚输出峰值电流切换控制信号控制IC1D的导通与断开，IC6‑23脚输出基值电流切换控制信号控制电子开关IC1C的导通与断开，以输出峰值电流值和基值电流值的实时给定信号；一比例积分电路，包括电阻R4、R8、电容C3和IC2C，所述峰值电流值和基值电流值的实时给定信号接入比例积分电路，再与电阻R20、可调电位器W2接入的实时电流反馈值进行比例积分运算，运算值由IC2‑8脚输出到IGBT驱动电路进行PWM控制。