一种用于控制电磁焊接的控制系统的制作方法

1.本技术涉及太阳能电池串汇流条焊接电磁焊接技术领域，具体涉及一种用于控制电磁焊接的控制系统。


背景技术：

2.在太阳能电池组件生产过程中，为了适应不同组件客户的工艺需求，满足组件生产汇流条焊接时，由于汇流条焊接尺寸存在长、短、薄、厚的个性化差异，从而需要电磁焊接装置根据电磁焊头磁芯的分布，以及磁芯个数的改变，来改变高频电磁焊接的频率和电流，继而适应各种组件汇流条焊接的实际需求。
3.在现有技术中，通常是通过手动调节电位器的方法，来改变高频电磁焊接系统的谐振频率，进而改变电磁焊接的频率和电流输出的实际结果，不能满足自动化数字控制追踪调节的需求。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种用于控制电磁焊接的控制系统，从而为了解决智能化自动追踪控制的需求，提升调节的便捷性和智能化的特点，本发明提供一种用于控制电磁焊接的控制系统能够实现数字化调节，智能化追踪控制电磁焊接的频率和电流。具体方案如下：
5.本技术实施例提供了一种用于控制电磁焊接的控制系统，用于对电磁焊接设备进行控制，所述系统包括：
6.相移频率控制模块，用于基于目标振荡频率输出目标脉冲信号，所述目标振荡频率是根据目标工作频率和实际工作频率之间的差别所确定出的，所述目标工作频率是目标工作电流对应的频率；
7.h桥驱动模块，用于接收所述目标脉冲信号，并响应于所述目标脉冲信号输出目标电压和目标电流；
8.谐振组件驱动模块，包括隔离变压器以及谐振电容，所述谐振组件驱动模块用于在通以所述目标电流和所述目标电压时输出高频电信号；
9.电磁感应模块，包括磁芯以及穿行于所述磁芯周围的线圈，用于在通以所述高频电信号时产生高频涡流，从而产生可变磁通量，以将所述电磁焊接设备的焊接频率调整为与所述目标振荡频率相一致，并将所述电磁焊接设备的电流调整为与目标电流相一致。
10.可选的，所述控制系统还包括：
11.隔离控制模块，用于响应所述目标脉冲信号的相位差确定输出信号，所述输出信号能够反映所述目标振荡频率的特性信息；
12.所述h桥驱动模块，具体用于响应于所述输出信号输出目标电压和目标电流。
13.可选的，所述控制系统还包括：
14.频率追踪模块，包括频率输出追踪电路，用于控制所述相移频率控制模块输出目标工作频率；
15.所述相移频率控制模块，用于在输出所述目标工作频率的前提下，基于目标振荡频率输出目标脉冲信号。
16.可选的，所述控制系统还包括：
17.频率追踪检测传感器，包括用于实时检测所述线圈电流的互感器，所述互感器用于实时反馈所述线圈的频率信号和电流信号，并将所述线圈的频率信号和电流信号输出给所述的频率追踪模块；
18.所述频率追踪模块，具体用于根据所述线圈的频率信号和电流信号控制所述相移频率控制模块输出目标工作频率。
19.可选的，所述控制系统还包括：
20.所述频率追踪校正模块，包括频率校正调整电路，用于根据设定的工作频率而调整所述相移频率控制模块所输出的目标工作频率。
21.可选的，所述控制系统还包括：
22.频率调整模块，包括频率调整电路，用于调整电磁焊接设备的工作频率。
23.可选地，所述频率调整电路包括：
24.压控振荡器vco用于产生目标频率的信号，并将所述目标频率的信号进行倍频整形，所述目标频率用于确定电磁焊接设备的工作频率；
25.ucc3895芯片，包括sync同步端口，经所述倍频整形后的信号通过所述ucc3895芯片的sync同步端口进行移相及死区控制后输出pwm驱动信号，所述pwm驱动信号用于调整电磁焊接设备的工作频率。
26.可选的，所述控制系统还包括：
27.电流调整模块，包括电流检测放大电路和电流比较器，用于控制所述电磁焊接设备的输出电流不超过设定电流。
28.可选地，所述电流调整模块(10)的电路包括ucc3895的峰值电流控制电路构成；
29.所述峰值电流控制电路包括电流互感器、ramp端口，所述峰值电流控制电路用于使电流经所述电流互感器采样得到当前电流信号，将所述当前电信号送至所述ucc3895的ramp端口进行峰值电流控制，使当前电流不超过设定电流，从而进行限流，其中，所述峰值电流控制的过程为：当检测到电流超限后关断当前周期的pwm波，以实现逐周期电流控制。
30.可选地，所述峰值电流控制电路具体用于通过将移相角在0～180度进行连续调节，实现电流平稳调整，以使电流始终处于谐振状态。
31.可选的，所述控制系统还包括：
32.电流追踪检测模块，包括电流检测放大电路和模数转换电路，所述电流追踪检测模块具有软件分析功能，用于检测所述焊接设备的工作电流，并将所述电流发送给所述电流调整模块。
33.可选的，所述控制系统还包括：
34.电压追踪检测模块，包括电压检测放大电路和模数转换电路，所述电压追踪检测模块具有软件分析功能，用于检测所述焊接设备的工作电压。
35.可选的，所述控制系统还包括：
36.冷却系统，用于冷却所述线圈、所述磁芯、以及所述h桥驱动模块的通风风道和导热装置。
37.可选的，所述控制系统还包括：
38.电源供给模块，包括单相交流电输入滤波器、全桥整流系统、直流输出滤波系统、输出电压调整系统和输出电流检测保护系统，所述电源供给模块用于为所述电磁焊接设备供电。
39.可选的，所述控制系统还包括：
40.控制模块，包括用于确定设定的工作频率、设定的工作电流、追踪频率的周期和梯度，并用于控制所述电流追踪检测模块和所述电压追踪检测模块对所述电磁焊接设备的工作电压与电流进行检测，用于根据电磁焊接设备的工作温度控制所述冷却系统对所述电磁焊接设备进行冷却。
41.可选的，所述控制系统还包括：
42.通讯接口模块，包括通讯隔离器件、通讯状态指示和电平转换器件，所述通讯接口模块用以和控制模块进行数据交互。
43.可选的，所述控制系统还包括：
44.外部io启动模块，包括隔离器件，用于控制所述电磁焊接设备的启动、结束和运行时间。
45.与现有技术相比，本技术具有以下优点：
46.本技术实施例提供了一种用于控制电磁焊接的控制系统，用于对电磁焊接设备进行控制，所述系统包括：相移频率控制模块，用于基于目标振荡频率输出目标脉冲信号，所述目标振荡频率是根据目标工作频率和实际工作频率之间的差别所确定出的，所述目标工作频率是目标工作电流对应的频率；h桥驱动模块，用于接收所述目标脉冲信号，并响应于所述目标脉冲信号输出目标电压和目标电流；谐振组件驱动模块，包括隔离变压器以及谐振电容，所述谐振组件驱动模块用于在通以所述目标电流和所述目标电压时输出高频电信号；电磁感应模块，包括磁芯以及穿行于所述磁芯周围的线圈，用于在通以所述高频电信号时产生高频涡流，从而产生可变磁通量，以将所述电磁焊接设备的焊接频率调整为与所述目标振荡频率相一致，并将所述电磁焊接设备的电流调整为与目标电流相一致。
47.上述目标工作频率是焊接目标汇流条焊接尺寸所需的电磁焊接设备的工作频率，也就是说，要实现目标汇流条焊接尺寸，电磁焊接设备需要以目标工作频率进行焊接。上述实际工作频率是电磁焊接设备当前的实际工作频率。上述目标振荡频率可以是实际工作频率和目标工作频率之间的差值。本技术实施例中，将目标振荡频率的电信号输入相移频率控制模块后，相移频率控制模块能够输出相对应的目标脉冲信号，实现了对调节电位器的自动调节。
附图说明
48.图1是本技术实施例提供的一种用于控制电磁焊接的控制系统的结构框图；
49.图2示意性示出本公开示例性实施例中一种频率调整模块的电路连接图；
50.图3示意性示出本公开示例性实施例中一种电流调整模块的ucc3895的峰值电流控制电路连接图；
51.图4示意性示出本公开示例性实施例中一种ucc3895芯片的移相角调节电路连接图；
52.图5示意性示出本公开示例性实施例中一种相移频率控制模块的电路连接图；
53.图6示意性示出本公开示例性实施例中一种相移频率控制模块的调节原理图；
54.图7示意性示出本公开示例性实施例中一种电子设备的组成示意图；
55.图8示意性示出本公开示例性实施例中一种存储介质的组成示意图。
56.图9示意性示出本公开示例性实施例中一种本技术采用ucc3895芯片的电路连接图。
57.附图标记：1.相移频率控制模块；2.h桥驱动模块；3.谐振组件驱动模块；4.电磁感应模块；5.隔离控制模块；6.频率追踪模块；7.频率追踪检测传感器；8.频率追踪校正模块；9.频率调整模块；10.电流调整模块；11.电流追踪检测模块；12.电压追踪检测模块；13.冷却系统；14.电源供给模块；15.控制模块；16.通讯接口模块；17.外部io启动模块；100.外部设备；200.电子设备；220.存储单元；2201.随机存取存储单元ram；2202.高速缓存存储单元；2203.只读存储单元rom；2204.程序/实用工具；2205.程序模块；230.总线；240.显示单元；250.输入/输出i/o接口；260.网络适配器；300.程序产品。
具体实施方式
58.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施的限制。
59.在太阳能电池组件生产过程中，常常需要将汇流条焊接在电池组件上，为了适应不同电池组件客户的工艺需求，由于汇流条焊接尺寸通常具有长、短、薄、厚等的个性化差异，为满足该个性化差异，需要根据电磁焊接装置的电磁焊头磁芯的分布，以及磁芯个数的改变，来改变高频电磁焊接的频率和电流，继而适应不同电池组件汇流条焊接的实际需求。
60.在现有技术中，通常是通过手动调节电位器的方法，来改变高频电磁焊接系统的谐振频率，以及改变电磁焊接的频率和电流。这种方式不能很好地满足自动化控制追踪调节的需求，使得焊接过程的自动化程度较低，从而使得焊接效率较低。
61.基于上述原因，为了更好地满足自动化控制追踪调节的需求，提高焊接过程的自动化程度，从而提高焊接效率较低，使电池生产效率更高，本技术第一实施例提供了一种用于控制电磁焊接的控制系统，该控制系统用于对电磁焊接设备进行控制，该电磁焊接设备可以包括电磁焊接头。
62.上述控制系统包括：相移频率控制模块1、h桥驱动模块2、谐振组件驱动模块3、电磁感应模块4。
63.上述相移频率控制模块1用于基于目标振荡频率输出目标脉冲信号。目标振荡频率是根据目标工作频率和实际工作频率之间的差别所确定出的。相移频率控制模块1的具体电路结构可以如图5所示。
64.上述目标工作频率是焊接目标汇流条焊接尺寸所需的电磁焊接设备的工作频率，也就是说，要实现目标汇流条焊接尺寸，电磁焊接设备需要以目标工作频率进行焊接。上述实际工作频率是电磁焊接设备当前的实际工作频率。上述目标振荡频率可以是实际工作频率和目标工作频率之间的差值。本技术实施例中，将目标振荡频率的电信号输入相移频率控制模块1后，相移频率控制模块1能够输出相对应的目标脉冲信号。
65.在一种具体实施方式中，上述相移频率控制模块1具体用于实时输出具有一定相位差且固定频率的目标脉冲信号，如图6所示为本技术实施例中相移频率控制模块1能够输出的多种不同波形的脉冲信号的示意图。
66.上述h桥驱动模块2用于接收目标脉冲信号，并响应于目标脉冲信号输出目标电压和目标电流。具体的，将目标脉冲信号输入h桥驱动模块2后，h桥驱动模块2能够输出目标电压和目标电流。
67.在一种具体实施方式中，h桥驱动模块2包括驱动芯片，驱动芯片在获取到目标脉冲信号后，可以响应于目标脉冲信号而满足门极电压足够饱和导通的目的，使得源漏极之间形成导体的导通，从而使得足够的电压和电流能够流过h桥驱动模块2，该足够的电压和电流即目标电压和目标电流。
68.上述谐振组件驱动模块3包括隔离变压器以及谐振电容，谐振组件驱动模块3用于在通以上述目标电流和上述目标电压的电信号时输出高频电信号。也就是说，当向谐振组件驱动模块3输入目标电流和目标电压的电信号时，在谐振组件驱动模块3的隔离变压器和谐振电容的共同作用下，能够输出相对应的高频电信号。
69.上述谐振组件驱动模块3，具体用于将目标电流和目标电压输入隔离变压器，从而输出高频电信号，高频电信号通过谐振电容后用于输入电磁感应模块4。
70.上述电磁感应模块4包括磁芯以及穿行于该磁芯周围的线圈，用于在通以高频电信号时产生高频涡流，从而产生可变磁通量，以将电磁焊接设备的焊接频率调整为与目标工作频率相一致。由于高频电信号是基于目标工作频率和实际工作频率之间的差别得出的，所以向电磁感应模块4通以该高频电信号时所产生的可变磁通量，能够将电磁焊接设备的焊接频率调整为与目标工作频率相一致。
71.上述电磁感应模块4具体用于从上述谐振电容获取高频电信号，以产生可变磁通量。
72.本技术提供的用于控制电磁焊接的控制系统，能够根据目标工作频率对电磁焊接设备的焊接频率进行自动调整，从而使得电磁焊接设备以目标工作频率进行焊接，无需用户手动调整，提高了焊接自动化控制，从而提高焊接过程的自动化程度，使焊接效率较低，从而使电池生产效率更高。
73.在一种具体实施方式中，控制系统还可以包括隔离控制模块5。隔离控制模块5用于响应目标脉冲信号确定输出信号，输出信号能够反映目标振荡频率的特性信息；h桥驱动模块2具体用于响应于上述输出信号输出目标电压和目标电流。
74.上述输出信号具体能够反映目标振荡频率的相位差和固定频率的特性信息。上述目标电流可以为直流电流。
75.本实施例通过隔离控制模块5得到的输出信号能够很好地反映目标振荡频率的特性信息，将一些不能很好地反应目标振荡频率的信号隔离掉，从而使h桥驱动模块2输出的目标电流和目标电压能够更准确地反应目标脉冲信号。另外，本实施例也能够使得输出的目标电流为直流电流，直流电流的控制过程更简单，从而使得整个控制系统的控制方法更简单。
76.在一种具体实施方式中，控制系统还可以包括频率追踪模块6，频率追踪模块6包括频率输出追踪电路，用于控制相移频率控制模块1输出目标工作频率。相移频率控制模块
1，具体用于在输出目标工作频率的前提下，基于目标振荡频率输出目标脉冲信号。
77.频率追踪模块6是基于相移频率控制模块1需要输出的目标脉冲信号所设计的，本实施例控制相移频率控制模块1的输出频率为目标工作频率，可以对相移频率控制模块1进行频率调整，从而可以避免由于系统温漂等的影响导致的频率漂移误差，使得控制系统的控制准确率更高，从而使得焊接更精确。
78.在一种具体实施方式中，控制系统还可以包括频率追踪检测传感器7，频率追踪检测传感器7包括用于实时检测上述线圈电流的互感器，该互感器用于实时反馈线圈的频率信号和电流信号，并将线圈的频率信号和电流信号输出给频率追踪模块6。频率追踪模块6具体用于根据所圈的频率信号和电流信号控制相移频率控制模块1输出目标工作频率。
79.本实施例通过频率追踪检测传感器7可以对线圈的频率信号和电流信号进行实时反馈，从而及时获取到系统的频率和电流，从而更便于相移频率控制模块1输出目标工作频率。
80.在一种具体实施方式中，控制系统还可以包括频率追踪校正模块8，频率追踪校正模块8包括频率校正调整电路，用于调整相移频率控制模块1输出目标工作频率。具体的，控制模块15根据频率追踪的周期和梯度，及时校正输出设定工作频率的功能。本实施例可以弥补由于系统温漂等影响导致的相移频率控制模块1的频率发生的漂移，使实际输出的工作频率与目标工作频率相同。
81.在一种具体实施方式中，控制系统还可以包括：频率调整模块9，频率调整模块9包括频率调整电路，用于调整电磁焊接设备的工作频率，本实施例可以通过频率调整模块9对电磁焊接设备的工作频率进行辅助调整，从而使得频率调整更准确。
82.具体的，如图2所示，频率调整电路可以包括压控振荡器vco、ucc3895芯片。
83.压控振荡器vco用于产生目标频率的信号，并将所述目标频率的信号进行倍频整形，所述目标频率用于确定电磁焊接设备的工作频率。
84.参见图9所示，ucc3895芯片，包括sync同步端口，经所述倍频整形后的信号通过所述ucc3895芯片的sync同步端口进行移相及死区控制后输出pwm驱动信号，所述pwm驱动信号用于调整电磁焊接设备的工作频率。
85.上述压控振荡器可以为hc4060的vco。
86.在一种具体实施方式中，控制系统还可以包括电流调整模块10，电流调整模块10包括电流检测放大电路和电流比较器，用于控制电磁焊接设备的输出电流不超过设定电流，这样，可以使得电磁焊接设备的工作状态更安全。
87.可选地，如图3所示，所述电流调整模块10的电路包括ucc3895的峰值电流控制电路构成；
88.所述峰值电流控制电路包括电流互感器、ramp端口，所述峰值电流控制电路用于使电流经所述电流互感器采样得到当前电流信号，将所述当前电信号送至所述ucc3895的ramp端口进行峰值电流控制，使当前电流不超过设定电流，从而进行限流，其中，所述峰值电流控制的过程为：当检测到电流超限后关断当前周期的pwm波，以实现逐周期电流控制。
89.具体的，如图4所示，所述峰值电流控制电路具体用于通过将移相角在0～180度进行连续调节，实现电流平稳调整，以使电流始终处于谐振状态。
90.在一种具体实施方式中，控制系统还可以包括电流追踪检测模块11，电流追踪检
测模块11包括电流检测放大电路和模数转换电路，电流追踪检测模块11具有软件分析功能，电流追踪检测模块11用于检测焊接设备的工作电流，并将检测得到的电流发送给电流调整模块10。这样，更便于电流调整模块10进行电流调整。
91.在一种具体实施方式中，控制系统还可以包括电压追踪检测模块12，电压追踪检测模块12包括电压检测放大电路和模数转换电路，电压追踪检测模块12具有软件分析功能，电压追踪检测模块12用于检测焊接设备的工作电压，这样，可以使工作人员查看工作电压是否正常。
92.在一种具体实施方式中，控制系统还可以包括冷却系统13，冷却系统13用于冷却上述线圈、磁芯、以及h桥驱动模块2的通风风道和导热装置，从而更好地保证系统的稳定运行。
93.在一种具体实施方式中，控制系统还可以包括电源供给模块14，电源供给模块14包括单相交流电输入滤波器、全桥整流系统、直流输出滤波系统、输出电压调整系统和输出电流检测保护系统，电源供给模块14用于为电磁焊接设备供电。其中，单相交流电输入滤波器、全桥整流系统、直流输出滤波系统、输出电压调整系统和输出电流检测保护系统用于对公网电源进行滤波、整流、直流滤波、电压调整和电流检测等操作，从而输出满足需求的电信号而为电磁焊接设备更好地供电。
94.在一种具体实施方式中，控制系统还可以包括控制模块15，控制模块15用于确定目标工作频率、设定的工作电流、追踪频率的周期和梯度，并用于控制电流追踪检测模块11和电压追踪检测模块12对电磁焊接设备的工作电压与电流进行检测，用于根据电磁焊接设备的工作温度控制冷却系统13对电磁焊接设备进行冷却。
95.在一种具体实施方式中，控制系统还可以包括通讯接口模块16，通讯接口模块16包括通讯隔离器件、通讯状态指示和电平转换器件，通讯接口模块16用于使控制模块15与其他模块进行数据交互。
96.在一种具体实施方式中，控制系统还可以包括外部io启动模块17，外部io启动模块17包括隔离器件，用于控制电磁焊接设备的启动、结束和运行时间。
97.与本技术第一实施例提供的一种用于控制电磁焊接的控制系统相对应的，本技术第二实施例提供一种电子设备，应用于控制电磁焊接的控制系统中，该电子设备通电并通过处理器运行相应程序后，控制本技术中的控制电磁焊接的控制系统工作。
98.参见图7所示：电子设备200以通用计算设备的形式表现。电子设备200的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元210、上述至少一个存储单元220、连接不同系统组件包括存储单元220和处理单元210的总线230。
99.其中，存储单元220存储有程序代码，程序代码可以被处理单元210执行，使得处理单元210执行本说明书上述“示例性控制系统部件的控制方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如，处理单元210可以控制相移频率控制模块1基于目标振荡频率输出目标脉冲信号，目标振荡频率是根据目标工作频率和实际工作频率之间的差别所确定出的；控制h桥驱动模块2接收目标脉冲信号，并响应于目标脉冲信号输出目标电压和目标电流；控制谐振组件驱动模块3在通以目标电流和目标电压的电信号时输出高频电信号；控制电磁感应模块4在通以高频电信号时产生高频涡流，从而产生可变磁通量，以将电磁焊接设备的焊接频率调整为与目标工作频率相一致。
rom、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
108.计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
109.可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
110.可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、c++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网lan或广域网wan，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接。
111.此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。另外，易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。
112.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其他实施例。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。
113.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限。