摘要：在電力和機械制造業(yè)應用中的熱壓機，它是對工件進行加壓和加熱處理的機器設備。而SJJ系列熱壓機主要用于金剛石等一些超硬材料工具的制造，它與我們設計的電源系統(tǒng)配套使用。硬件設計：闡述了整體硬件設計的框架。并且介紹驅動電路、逆變電路、CPU、輔助電源設計方案、保護電路以及驅動電路和調試的接口的設計。軟件設計：闡述了本次設計調試程序所用到的工具AREWARM開發(fā)環(huán)境，用到了ST公司本身的固件庫函數(shù)。

關鍵詞：熱壓機；SPWM控制；STM32FIO3IGBT；逆變電路；PID

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 22-0000-02

1 概述

熱壓機的加熱原理：

加熱電源配套使用的熱壓機。是利用粉末冶金熱壓法來壓制工件。使用電阻加熱法將金剛石粉末壓制到胎體上。原理是一個大功率的變壓器產(chǎn)生一個低電壓大電流，通過圖1所示的上下銅電極，再流過石墨磨具對加工品進行加熱，使其快速達到預設溫度。上壓頭的足夠大的壓力來保證工件的壓制任務的成功。

2 系統(tǒng)硬件構成和它的工作原理

熱壓機控制系統(tǒng)的硬件部分：

熱壓機控制系統(tǒng)硬件設計，主要是圍繞功率主電路展開的。在設計上提出了3個電流檢測量、5個電壓檢測量、2個溫度檢測量和2個校準檢測量。每個模塊之間采用插座相連接，總共采用了六個模塊，除了IGBT驅動保護模塊、功率主電路模塊，還有測量檢測保護控制模塊、CPU核心運算處理模塊、輔助電源模塊、變壓器次級能量釋放模塊。每個模塊都做成一塊單獨的電路板。硬件構成框圖如下：

3 系統(tǒng)軟件構成設計

一般用查表法和計算法的軟件方式來實現(xiàn)SPWM波。查表法是提前計算出對應的脈寬數(shù)據(jù)，再寫入到片內FLASH，工作時由其計算算得到脈寬和占空比，可以使IGBT的導通時間得到控制。根據(jù)理論來算出脈寬函數(shù)的表達式，接著計算獲取相應的脈寬及占空比的方法是計算法。

PWM工作方式使用邊沿對齊模式。邊沿對齊模式是先設置相應的控制位，向上計數(shù)，當計數(shù)值CNTARR時會輸出保持為1，此時占空比1000/0，如果CCR=0是輸出保持為O，此時占空比0%。若ARR=8時，各種情況的PWM波形如圖3所示，同理可得應設置向下計數(shù)。

溫度用PID控制：

比例積分微分控制是將偏差，通過比例積分微分的線性組合的方式進行控制。將偏差通過線性組合構成控制量來控制被控對象。

集成開發(fā)環(huán)境EWARM介紹：

本課題選用IARsystems公司的集成開發(fā)環(huán)境REmbeddedWorkbenchforARM（E認ARM）作為研究開發(fā)環(huán)境。程序的設計和實驗結果主要是針對BUCK變換器的控制，總體過程情況是系統(tǒng)上電完成后，完成初始化，接著啟動定時器就開始計數(shù)，進入了循環(huán)等待中斷。

4 結語

本研究根據(jù)熱壓機的一些要求，先完成控制系統(tǒng)的總體方案，并在其基礎上思考設計系統(tǒng)的軟硬件，接著進行調試。在高壓情況中，如能實現(xiàn)對其聯(lián)網(wǎng)控制、遠程終端等則會增加它的實用價值。

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[作者簡介]

吳睿（1989-），男，漢族，江蘇連云港人，專業(yè)方向為電氣工程。