基于DSP的電阻焊機電源控制電路設計

3 中頻逆變電源電路設計

逆變電源電路部分由DSP及其相應外圍電路組成和驅(qū)動和保護電路組成，如圖1所示。逆變電源的初級、次級保護信號以及IGBT的保護信號通過傳感器和檢測電路實現(xiàn)適時的保護功能。DSP產(chǎn)生PWM波和外面檢測信號、保護信號和PWM經(jīng)驅(qū)動芯片驅(qū)動IGBT逆變器。驅(qū)動芯片采用了M57962AL。M57962AL具有驅(qū)動能力好，功率大，保護性能好等特點滿足設計的需要。驅(qū)動電路如圖3所示。驅(qū)動電路中有驅(qū)動電源、檢測保護和驅(qū)動芯片。驅(qū)動動芯片內(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，M57962AL在被驅(qū)動IGBT出現(xiàn)這些現(xiàn)象時，進行軟關斷的保護。電路M57962AL驅(qū)動器內(nèi)部設有電流保護電路。如圖2中，典型的應用電路，實現(xiàn)隔離和保護功能。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)過三級管放大反相，進入M57962AL芯片的第13腳（圖2中驅(qū)動芯片的信號輸入引腳），在M57959AL的第5腳產(chǎn)生+15V開柵和-10V關柵電壓,驅(qū)動IGBT導通與關斷[6]。

同理，IGBT的保護原理為：當過流發(fā)生時,IGBT的Uce會顯著高于正常導通時,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腳起到保護作用。M57959AL內(nèi)置定時器啟動,通過關柵電路和降壓電路將短路電流鉗制在較低的值,同時檢測電路把M57962AL的第8腳拉為低電平光耦（圖2中所示）響應,產(chǎn)生短路保護信號short1（圖2中所示）為低電平，short1送給DSP，立即關閉PWM的輸出。驅(qū)動信號關斷，從而起到保護IGBT的保護電路作用。

圖2 IGBT驅(qū)動電路圖

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。整個軟件編程以C語言和匯編語言編程為主，在CCS2000環(huán)境下進行調(diào)試后下載到DSP外圍FLASH里面，運行良好，達到了預期目標，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口等的初始設定。A/D轉(zhuǎn)換采用定時器產(chǎn)生中斷方式完成，用軟件定時器T4定時啟動A/D轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生中斷信號，然后DSP進行相應操作。