采用DSP的大功率中频逆变电阻焊电源设计

M57962AL的第8脚拉为低电平光耦（图2中所示）响应,产生短路保护信号short1（图2中所示）为低电平，short1送给DSP，立即关闭PWM的输出。驱动信号关断，从而起到保护IGBT的保护电路作用。

图2 IGBT驱动电路图

Fig.2 IGBT Driver Circuit Frame

图3 M57962AL内部结构图

Fig.3 M57962AL Inside Construct Frame

4 控制程序流程图

软件程序主要是DSP产生PWM的程序。整个软件编程以C语言和汇编语言编程为主，在CCS2000环境下进行调试后下载到DSP外围FLASH里面，运行良好，达到了预期目标，主程序流程图和中断程序流程图如图4.图4中，系统初始化包括A/D口、PWM口等的初始设定。A/D转换采用定时器产生中断方式完成，用软件定时器T4定时启动A/D转换，产生中断信号，然后DSP进行相应操作。

图4 主程序流程图和中断流程图

Fig.4 Main and Interrupt Program Flow Chart

5 实验波形与结论

把程序烧写到DSP芯片外围Flash里面后，给控制电路和驱动模块加上电压，这里只对一路IGBT的驱动波形进行分析。图5是IGBT工作状态的驱动信号波形，IGBT的E极（栅极）和G极（门极）之间的PWM波形，即+15V开栅和-10V关栅电压，这里采用5Khz的PWM频率。图6是在过流情况或者检测来的信号不对时，驱动信号关断，使得IGBT不工作情况。分析发现，G极信号的尖波，最大值20V左右，关断时间Tc10us,保证了IGBT的安全性。

图5 正常工作的波形 图6 短路情况波形

Fig.5 The Waves of Work Situation Fig.6 The Waves of Short Circuit Situation

图5和图6实验波形可知，本设计电路具有中频控制5Khz的开关频率，有很好的可靠性，对IGBT有及时的护功能。利用DSP控制的驱动电路能实现可控的中频逆变，频率可调，PWM脉宽可调，有快速及时的保护动作。M57962AL芯片和外围的电路，具有良好的保护性能、能及时对IGBT起到保护作用和隔离保护作用。

实验结果表明，该控制电路短路保护动作可立即关闭PWM,紧急保护,满足了性能指标的要求。利用DSP设计的控制电路和M57962AL的驱动电路使得控制电路大为简化。器件少、体积小,降低了成本。中频控制，提高了系统的控制精度。性能优良，响应时间为微秒级，控制速度快，可方便的根据需要设计出合适的外特性。中频逆变电源的发展是现代焊接领域的一个重要发展方向，高效节能、更高的能量输入、精确的参数调整、能减少电极的热量和机械压力等优点得到大家的青睐[1][2][5]。本电源电路设计思想对数字化中频逆变直流电阻焊提供了一个可靠且可行的设计方案。

本文作者创新点：提出了一种新的基于数字信号处理器的中频逆变电源总体设计方案，并具体分析了电路设计的硬件和软件的实现。5年的经济效益为5000万元，根据目前国内市场需求和目前国外电阻焊机的价格得出的估计。