mig焊机项目设计说明书_v1.1.doc
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文档名称Document Name 保密等级Confidentiality?level? MIG焊机项目设计说明书 版本号Version Total 25 Pages 共 25 页 A0
MIG焊机项目设计说明书
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江苏中科君芯科技有限公司
2016-07-19
版本号 版本内容 修订内容 A0 新增 N/A
目录
一、项目背景 3
二、MIG焊机项目功能要求 4
三、MIG焊机系统设计 4
四、MIG焊机辅助电源设计 5
4.1 辅助电源测试 6
4.2 辅助电源调试 8
4.3 总结 10
五、MIG焊机送丝系统设计 10
5.1 软件程序构架: 11
5.2 调试问题 11
5.3 总结 12
六、MIG焊机控制部分设计 12
6.1 MIG焊机性能分析 13
6.2 仿真分析 14
6.3 PCB制造 16
6.4 调试问题 17
6.5 实际焊接测试 18
6.6 总结 20
附页 21
四、MIG焊机辅助电源设计
根据MIG焊机系统设计要求,确定MIG焊机整机辅助电源参数如下表1所示.
表1:MIG焊机辅助电源设计参数列表
名称 设计参数项 设计指标 输入电源范围 Vac Tol:± 15% 输出电源组1 +24V Tol:±15% 3A 输出电源组2 ±15V Tol:±15% 0.5A 基于UC3844电流型PWM控制芯片设计的反激式开关电源,额定输出功率90W。采用24V电压光耦隔离反馈控制,输入与输出隔离,DC±15V与DC24V隔离。电路如下图1所示:
图1:MIG焊机辅助电源原理图
实物如下图2所示:
图2:MIG焊机辅助电源实物
4.1 辅助电源测试
根据设计出出来的原理图进行绘制PCB以及焊接等相关工序,对做出来的辅助电源进行如下测试:
1)输出特性:
表2:DC500V输入测试结果
绕组 空载(V) 满载(V) 设计范围(V) 15V 14.8 15.6 12.75~17.25 -15V -14.6 -15.3 -12.75~-17.25 24V 24.9 25.4 20.4~27.6
2)温升测试:
表3:温升测试结果表
NO. 测试点 温度 温升 1 IGBT 68.1 45.8 2 输出整流 32.1 9.8 3 TR(CORE) 37.4 15.1 4 TR(线圈) 37.5 15.2 5 UC3844 50.0 27.7 6 输出电容 27.8 5.5 7 环境 22.3 — 温升测试点如下图3所示:
图3:MIG焊机辅助电源温升测试点
图4:MIG焊机辅助电源温升测试曲线
结论:通过上述测试可以看出该辅助电源达到了设计预期。
4.2 辅助电源调试
在调试过程中,遇到并解决了几个较重要的BUG,在此简单记录,以便后续追踪:
1)电源通电后非正常工作(打嗝状态)
异常工作波形如下图5所示。
图5:打嗝波形
电源工作后又立马shut down,经排查为两个25V和30V反馈稳压管焊接时对调,造成输出到25V时芯片电源被拉至接地,芯片停止工作,其原理图部分如下图6所示:
图6:电源部分原理图
改善方法:Z2和Z3焊接正确后电源正常工作。
2)电源无法带载
电源带额定负载后,电源断续工作,如下图:
图7:带/离载波形图
对电流采样电阻两端的电压进行测量,经测量该电阻两端电压超过1V。由于芯片电流反馈输入超过1V会使芯片关断输出,造成电源无法正常工作。
图8:带载波形图
改善方法:将电流采样电阻由0.5ohm调整至0.33ohm。
4.3 总结
通过上述测试数据、调试记录、以及相关BUG的解决,可以看出该款SPS(辅助电源)满足设计预期,可以在MIG焊机系统中使用。
五、MIG焊机送丝系统设计
设计要求:
主要电路结构为MCU+LCD1602,其可以实现的主要功能为控制+送丝+送气+HMI(人机交互界面)功能。送丝速度0-15m/min连续可调,恒速送丝,送丝直径1mm
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