全数字化焊机控制系统：基于ARM和CPLD的直流脉冲电源设计

"基于ARM和CPLD的数字式焊机控制系统设计了一套直流脉冲式焊接电源系统，利用双PI调节实现功率精确控制，通过ARM+CPLD结构控制脉冲频率和占空比，具备高实时性和保护功能。软件采用前后台+流水线控制结构，提升实时性、软件结构和CPU利用率。" 在现代焊接技术中，基于ARM和复杂可编程逻辑器件（CPLD）的数字式焊机控制系统扮演着重要角色。本文由王会咪、叶继荣和刘强共同探讨了如何利用这种先进技术来设计高效且灵活的焊接电源系统。随着电力电子和数字化技术的发展，数字控制平台为脉冲焊接电源提供了新的可能性。 传统的模拟控制系统由于使用大量分立元件，受环境因素影响大，控制精度低，而全数字化焊机则克服了这些缺点。采用数字芯片如DSP、单片机或FPGA作为核心，可以实现对电流和电压的精确控制，并能根据系统需求实时调整参数，增强了系统的灵活性和精度。 在本设计中，基于ARM的控制器负责高级决策和通信任务，而CPLD则承担快速响应和实时处理的职责。一次逆变采用双PI调节策略，确保了功率输出的快速精确控制，同时提供了对短路和过流等故障的有效保护。二次逆变控制则通过ARM和CPLD协同工作，实现对脉冲频率和占空比的精细调整，以适应不同的焊接需求。 软件设计上，采用前后台加流水线的控制结构，这种结构能够在最短时间内调度任务，提高了系统的实时性能，优化了软件结构，并最大化了中央处理器（CPU）的利用率。相较于传统的串行结构，这样的设计使得系统更具实时性，软件结构更为合理，同时CPU效率得到了显著提升。 数字式焊机脉冲电源系统通常有两种结构：单电源和双电源结构。单电源结构可能在某些方面存在局限，而双电源结构则能够提供更优的性能，特别是在处理高频脉冲时。文中设计的系统采用了双电源结构，以实现更高效、更稳定的焊接过程。 总结来说，基于ARM和CPLD的数字式焊机控制系统不仅提升了焊接电源的控制精度和实时响应，还通过软件优化提升了整体系统的性能。这一创新设计为焊接工艺带来了更高的稳定性和可靠性，是未来焊接技术发展的重要方向。