IGBT逆变焊机数字温度监控系统设计

第40卷第9期2010年9月

ElectricWeldingMachine

Vol．40No．9Sept．2010

IGBT逆变焊机数字温度监控系统设计

余棉水1，谢

宇1，温自力2

(1．广东工贸职业技术学院，广东广州510510；2．广州长胜焊接设备有限公司，广东广

州510630)

设计了一种采用数字温度传感器DS18B20和AT89C2051单片机组成的焊机温度智能监控系统摘要：

系统首先通过软件对各监测点设置不同的报警温度，然后循环监测各点的温度，一旦出现超温则及时关闭焊机输出并报警，从而有效地保护了焊机中的重要元器件，大大提高了焊机的可靠性。实际应用表明，该系统结构简单，抗干扰能力强，测温快速且精度高，具有广泛的应用前景。DS18B20；数字温度传感器；单总线；IGBT逆变焊机关键词：

TG433

A1001－2303(2010)09－0029－05中图分类号：文献标识码：文章编号：

DesignofdigitaltemperaturemonitoringsystemforIGBTweldinginverter

YUMian-shui1，XIEYu1，WENZi-li2

(1．GuangdongVocationalCollegeofIndustry＆Commerce，Guangzhou510510，China；2．GuangzhouSUNCENWeldingEquipmentCo．，Ltd．，Guangzhou510630，China)

Abstract：Anintelligenttemperaturemonitoringsystemforweldingmachinehadbeendesignedwhichwascomposedofdigital

temperaturesensorDS18B20andAT89C2051Microcontroller．Thesystemsoftwarefirstconfiguresthetemperaturesensorswithandthenmonitorsthetemperatureofeachcheckpointcyclically．Oncetheweldingmachineoverheated,individualalarmtemperature，

itsoutputwouldbeshutdownimmediatelytoachieveeffectiveprotectionfortheimportantcomponentsoftheweldingmachineandenhanceitsreliabilitygreatly．Thepracticalapplicationindicatedthat，thissystemhasthestructuretobesimple，anti-jammingability，thetemperaturemeasurementfastmoreovertheprecisionishigh，hasthewidespreadapplicationprospect．

Keywords：DS18B20；Digitaltemperaturesensor；1－wirebus；IGBTweldinginverter

0前言

近年来，IGBT逆变焊机以其优良的焊接性能、

节能、体积小、质量轻等一系列优点受到国内外焊接界的高度重视，已成为电焊机的主要发展方向，

国外已投入大批量商正在得到越来越广泛的应用。

品化生产，如米勒、肯比、伊萨等国外著名品牌都有大量产品投放中国市场，国内商品化生产已经开始，但与传统的晶闸管焊机相比，逆变焊机的可靠性仍有待提高，许多用户在购买时仍然十分慎重[1]。

IGBT是20世纪80年代发展起来的一种新型

因而复合器件，它综合了MOSFET和GTR的优点，

具有许多优良的性能，是目前逆变焊机中广为应用的功率器件。但IGBT也是整个逆变焊机中最为“娇

收稿日期：2010－02－09

作者简介：余棉水(1966—)，男，湖南岳阳人，副教授，博士，主

要从事计算机应用、数字化焊接电源的研究工作。

的器件，其可靠性直接影响着整个逆变焊机的气”

可靠性。IGBT失效的主要原因有：过电流、过电压以及过热。通常人们在设计IGBT的保护电路时，重点只关注过电流保护，对过热保护则不太重视，如使用廉价的双金属片温度传感器进行过热保护，误差

起不到很好的保护作用。实际上，随着温达到±5℃，

IGBT的过电流能力会明显下降，图1是西度的升高，

门康的一款75A的IGBT的电流温度曲线，可以看出电流随温度的升高而明显下降。因此，设计一个良好的温度监控电路对IGBT的温度进行精确监控，是保护IGBT的一个重要手段。

在此采用数字温度传感器DS18B20构成一个温度监控网络，其测温精度高达±0．5℃，用其对焊机

整流管等重要部件进行精确的监控，可以中IGBT、

保证各器件工作在最佳温度状态，从而大大提高逆变焊机的可靠性。