Источник питания для контактной микросварки с программируемой формой сварочного импульса
Предложен источник питания для контактной микросварки, позволяющий повысить качество микросварного соединения путем обеспечения необходимой формы сварочного импульса....
Збережено в:
| Дата: | 2006 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2006
|
| Назва видання: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/52973 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Источник питания для контактной микросварки с программируемой формой сварочного импульса / Ю.Э. Паэранд, А.Ф. Бондаренко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2006. — № 4. — С. 51-54. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-52973 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-529732014-01-15T03:10:04Z Источник питания для контактной микросварки с программируемой формой сварочного импульса Паэранд, Ю.Э. Бондаренко, А.Ф. Технологические процессы и оборудование Предложен источник питания для контактной микросварки, позволяющий повысить качество микросварного соединения путем обеспечения необходимой формы сварочного импульса. 2006 Article Источник питания для контактной микросварки с программируемой формой сварочного импульса / Ю.Э. Паэранд, А.Ф. Бондаренко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2006. — № 4. — С. 51-54. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 2225-5818 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/52973 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Технологические процессы и оборудование Технологические процессы и оборудование |
| spellingShingle |
Технологические процессы и оборудование Технологические процессы и оборудование Паэранд, Ю.Э. Бондаренко, А.Ф. Источник питания для контактной микросварки с программируемой формой сварочного импульса Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description |
Предложен источник питания для контактной микросварки, позволяющий повысить качество микросварного соединения путем обеспечения необходимой формы сварочного импульса. |
| format |
Article |
| author |
Паэранд, Ю.Э. Бондаренко, А.Ф. |
| author_facet |
Паэранд, Ю.Э. Бондаренко, А.Ф. |
| author_sort |
Паэранд, Ю.Э. |
| title |
Источник питания для контактной микросварки с программируемой формой сварочного импульса |
| title_short |
Источник питания для контактной микросварки с программируемой формой сварочного импульса |
| title_full |
Источник питания для контактной микросварки с программируемой формой сварочного импульса |
| title_fullStr |
Источник питания для контактной микросварки с программируемой формой сварочного импульса |
| title_full_unstemmed |
Источник питания для контактной микросварки с программируемой формой сварочного импульса |
| title_sort |
источник питания для контактной микросварки с программируемой формой сварочного импульса |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| publishDate |
2006 |
| topic_facet |
Технологические процессы и оборудование |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/52973 |
| citation_txt |
Источник питания для контактной микросварки с программируемой формой сварочного импульса / Ю.Э. Паэранд, А.Ф. Бондаренко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2006. — № 4. — С. 51-54. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| series |
Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| work_keys_str_mv |
AT paérandûé istočnikpitaniâdlâkontaktnojmikrosvarkisprogrammiruemojformojsvaročnogoimpulʹsa AT bondarenkoaf istočnikpitaniâdlâkontaktnojmikrosvarkisprogrammiruemojformojsvaročnogoimpulʹsa |
| first_indexed |
2025-07-05T04:26:42Z |
| last_indexed |
2025-07-05T04:26:42Z |
| _version_ |
1836779677065150464 |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 4
51
ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
24.05 2006 ã.
Îïïîíåíòû ä. ò. í. Â. Ê. ËÅÁÅÄÅÂ, À. À. ÏÈÑÜÌÅÍÍÛÉ
(ÈÝÑ èì. Å. Î. Ïàòîíà, ã. Êèåâ)
Ê. ò. í. Þ. Ý. ÏÀÝÐÀÍÄ, À. Ô. ÁÎÍÄÀÐÅÍÊÎ
Óêðàèíà, ã. Àë÷åâñê, Äîíáàññêèé ãîñóäàðñòâåííûé
òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò
E-mail: paerand@mail.ru, bondarenkoaf@nm.ru
Ïðåäëîæåí èñòî÷íèê ïèòàíèÿ äëÿ êîí-
òàêòíîé ìèêðîñâàðêè, ïîçâîëÿþùèé
ïîâûñèòü êà÷åñòâî ìèêðîñâàðíîãî ñî-
åäèíåíèÿ ïóòåì îáåñïå÷åíèÿ íåîáõîäè-
ìîé ôîðìû ñâàðî÷íîãî èìïóëüñà.
Øèðîêîå ïðèìåíåíèå â ýëåêòðîííîé ïðîìûøëåí-
íîñòè è ïðèáîðîñòðîåíèè íàõîäèò êîíòàêòíàÿ ìèêðî-
ñâàðêà, ê êîòîðîé îòíîñÿò ñâàðêó äåòàëåé ðàçìåðîì
îò íåñêîëüêèõ ìèêðîìåòðîâ äî 0,5 ìì.
Èçâåñòíî [1], ÷òî ñóùåñòâåííîå âëèÿíèå íà óñëî-
âèÿ íàãðåâà, òåïëîâûäåëåíèÿ è íà êà÷åñòâî ìèêðî-
ñâàðíîãî ñîåäèíåíèÿ îêàçûâàþò âåëè÷èíà è ïîñòî-
ÿíñòâî êîíòàêòíûõ ñîïðîòèâëåíèé. Èçâåñòíî òàêæå
[2], ÷òî ïðè íåïðàâèëüíî ïîäîáðàííîé ïðîãðàììå
ïàðàìåòðîâ òîêà íà íà÷àëüíûõ ñòàäèÿõ ïðîöåññà ñâàð-
êè, êîãäà ïðîÿâëÿåòñÿ íàèáîëüøàÿ íåñòàáèëüíîñòü êîí-
òàêòíûõ ñîïðîòèâëåíèé, ìîæåò èìåòü ìåñòî ðåçêèé
ïåðåãðåâ ìåòàëëà â ïðèêîíòàêòíîé îáëàñòè è, êàê ñëåä-
ñòâèå, åãî âûïëåñê.  íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ íàëè÷èå
òàêèõ âûïëåñêîâ íåäîïóñòèìî.
Ïîëó÷åíèå êà÷åñòâåííûõ ìèêðîñâàðíûõ ñîåäèíå-
íèé â íàñòîÿùåå âðåìÿ ñâÿçàíî ñ ïðèìåíåíèåì èñ-
òî÷íèêîâ ïèòàíèÿ, ïîçâîëÿþùèõ ôîðìèðîâàòü ñâà-
ðî÷íûå èìïóëüñû òîêà, íàïðÿæåíèÿ è ìîùíîñòè ñïå-
öèàëüíîé ôîðìû [3�6]. Âàæíîé çàäà÷åé ïðè ñîçäà-
íèè òàêèõ èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ ÿâëÿåòñÿ îáåñïå÷åíèå
íåîáõîäèìûõ äèíàìè÷åñêèõ è ýíåðãåòè÷åñêèõ ïàðà-
ìåòðîâ ôîðìèðóåìûõ èìïóëüñîâ, èõ ìàëîé äëèòåëü-
íîñòè, âûñîêîé âîñïðîèçâîäèìîñòè è âîçìîæíîñòè
ðåãóëèðîâàíèÿ â ðåàëüíîì ìàñøòàáå âðåìåíè [3, 4,
6, 7]. Íàèáîëüøåå ðàñïðîñòðàíåíèå ïîëó÷èëè èñòî÷-
íèêè ïèòàíèÿ, îáåñïå÷èâàþùèå ïðåäâàðèòåëüíûé
ïîäîãðåâ äåòàëåé èìïóëüñîì òîêà ìàëîé ìîùíîñòè è
ñãëàæèâàíèå ïåðåäíåãî ôðîíòà èìïóëüñà ñâàðî÷íîãî
òîêà [1], à òàêæå ïîçâîëÿþùèå ïðîãðàììèðîâàòü èì-
ïóëüñ ñâàðî÷íîãî òîêà, ó êîòîðîãî ìîùíîñòü íàðàñ-
òàåò âî âðåìåíè ïî êâàäðàòè÷íîìó çàêîíó [8]. Îäíà-
êî æåëàåìîå êà÷åñòâî ìèêðîñâàðíûõ ñîåäèíåíèé òà-
êèìè ñïîñîáàìè óäàåòñÿ ïîëó÷èòü íå âñåãäà. Ê òîìó
æå òåíäåíöèÿ ê ìèíèàòþðèçàöèè ýëåìåíòîâ ýëåêòðîí-
íîé òåõíèêè óæåñòî÷àåò òðåáîâàíèÿ ê ïàðàìåòðàì
ñâàðî÷íûõ èìïóëüñîâ è, ñîîòâåòñòâåííî, ê õàðàêòå-
ðèñòèêàì ïðèìåíÿåìîãî îáîðóäîâàíèÿ.
Öåëüþ íàñòîÿùåé ðàáîòû ÿâëÿåòñÿ ðàçðàáîòêà èñ-
òî÷íèêà ïèòàíèÿ äëÿ êîíòàêòíîé ìèêðîñâàðêè, ïîçâî-
ëÿþùåãî ïîâûñèòü êà÷åñòâî ìèêðîñâàðíîãî ñîåäè-
íåíèÿ ïóòåì îáåñïå÷åíèÿ íåîáõîäèìîé ôîðìû ñâà-
ðî÷íîãî èìïóëüñà.
Íåîáõîäèìàÿ ôîðìà ñâàðî÷íîãî èìïóëüñà ìî-
æåò áûòü âûáðàíà èç ñëåäóþùèõ ñîîáðàæå-
íèé. Íà íà÷àëüíîé ñòàäèè ïðîöåññà, êîãäà ïðîèñõî-
äèò ñìÿòèå ìèêðîíåðîâíîñòåé, â ñëó÷àéíûõ òî÷êàõ
ïåðâîíà÷àëüíîãî êîíòàêòà îáðàçóþòñÿ ìîñòèêè. Äëÿ
óñòðàíåíèÿ ïåðåãðåâà ýòèõ ìîñòèêîâ äî òåìïåðàòóðû
êèïåíèÿ è âûáðîñà ÷àñòèö èç çîíû êîíòàêòà íåîáõî-
äèìî ñîõðàíèòü ïîñòîÿííóþ èíòåíñèâíîñòü òåïëîâû-
äåëåíèÿ íà åäèíèöó ïëîùàäè èñòèííîãî êîíòàêòà:
ê
const,
Q
q
S
= = (1)
Åñëè ìîäåëèðîâàòü ìèêðîíåðîâíîñòè ïîâåðõíîñ-
òåé ñâàðèâàåìûõ äåòàëåé â âèäå ïèðàìèä ñ êâàäðàò-
íûì îñíîâàíèåì [2, ñ. 11, 12, 99], òî èçìåíåíèå ðàç-
ìåðîâ ìèêðîíåðîâíîñòåé íà íà÷àëüíîì ýòàïå ñâàðêè
ìîæíî ïðåäñòàâèòü òàêîé çàêîíîìåðíîñòüþ:
0 0( )( / ) ,my y a y t t∆= + − (2)
Íà ðèñ. 1 [2, ñ. 100] ïðèâåäåíû çàâèñèìîñòè øè-
ðèíû ñòîðîí êîíòàêòíûõ ïëîùàäîê y è èõ ïëîùàäè Sê
â ïðåäåëàõ âðåìåíè äëèòåëüíîñòüþ t∆, ïîñòðîåííûå
ñîãëàñíî ñîîòíîøåíèþ (2). Àíàëèç çàâèñèìîñòè y íà
ðèñ. 1 è âûðàæåíèÿ (2) ïîêàçûâàåò, ÷òî õàðàêòåð èç-
ÈÑÒÎ×ÍÈÊ ÏÈÒÀÍÈß ÄËß ÊÎÍÒÀÊÒÍÎÉ ÌÈÊÐÎÑÂÀÐÊÈ
Ñ ÏÐÎÃÐÀÌÌÈÐÓÅÌÎÉ ÔÎÐÌÎÉ ÑÂÀÐÎ×ÍÎÃÎ ÈÌÏÓËÜÑÀ
ãäå Q �
Sê �
îáùàÿ èíòåíñèâíîñòü òåïëîâûäåëåíèÿ;
ïëîùàäü èñòèííîãî êîíòàêòà.
øèðèíà ñòîðîíû êîíòàêòíîé ïëîùàäè;
íà÷àëüíàÿ øèðèíà ñòîðîíû êîíòàêòíîé ïëîùàäè;
øèðèíà îñíîâàíèÿ êîíòàêòíîé ïëîùàäè;
òåêóùåå âðåìÿ;
äëèòåëüíîñòü ïðîòåêàíèÿ òîêà;
ïîêàçàòåëü ñòåïåíè, çàâèñÿùèé îò ïðîãðàììû èçìåíåíèÿ
äàâëåíèÿ ýëåêòðîäîâ âî âðåìåíè.
ãäå y �
ó0 �
à �
t �
t∆ �
m �
1,0
0,5
ó 0
0 0,5 t/t∆
y
Sê
Ðèñ. 1. Èçìåíåíèå ãåîìåòðè÷åñêèõ ïàðàìåò-
ðîâ ìèêðîíåðîâíîñòåé çà âðåìÿ t∆
52
ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 4
ìåíåíèÿ øèðèíû ñòîðîí êîíòàêòíûõ ïëîùàäîê âî
âðåìåíè íåëèíåéíûé è ìîæåò áûòü ïðåäñòàâëåí ñòå-
ïåííîé ôóíêöèåé. Òàê êàê â ïðîöåññå ñìÿòèÿ ìèêðî-
íåðîâíîñòåé ïëîùàäü êîíòàêòà Sê óâåëè÷èâàåòñÿ ïðî-
ïîðöèîíàëüíî âòîðîé ñòåïåíè øèðèíû ñòîðîíû êîí-
òàêòíîé ïëîùàäè, à îáùàÿ èíòåíñèâíîñòü òåïëîâûäå-
ëåíèÿ ïðÿìî ïðîïîðöèîíàëüíà ìîùíîñòè ñâàðî÷íî-
ãî òîêà Ðñâ, òî óñëîâèå ïîñòîÿíñòâà òåïëîâûäåëåíèÿ
(1) âûïîëíèòñÿ òîëüêî â ñëó÷àå åñëè Ðñâ=ktn, ãäå
n=2m, k � êîýôôèöèåíò ïðîïîðöèîíàëüíîñòè.
Íåëèíåéíîñòü çàâèñèìîñòè y íà ðèñ. 1 ñâèäåòåëü-
ñòâóåò î òîì, ÷òî óñëîâèå ïîñòîÿíñòâà òåïëîâûäåëå-
íèÿ íà íà÷àëüíîì ýòàïå ñâàðêè ìîæíî âûïîëíèòü ïîä-
äåðæèâàÿ ïîêàçàòåëü ñòåïåíè n, îòëè÷àþùèéñÿ îò 2.
Òåîðåòè÷åñêîå îïðåäåëåíèå íåîáõîäèìîé âåëè÷èíû n
âåñüìà çàòðóäíèòåëüíî, ïîýòîìó íà ïðàêòèêå îïòèìàëü-
íûé çàêîí èçìåíåíèÿ ìîùíîñòè èìïóëüñà ñâàðî÷íî-
ãî òîêà îïðåäåëÿåòñÿ îïûòíûì ïóòåì äëÿ êàæäîãî
îòäåëüíî âçÿòîãî ñëó÷àÿ (ìàòåðèàë è êîíôèãóðàöèÿ
ñâàðèâàåìûõ äåòàëåé, ïðîãðàììà èçìåíåíèÿ äàâëå-
íèÿ ýëåêòðîäîâ âî âðåìåíè, ìàòåðèàë è êîíôèãóðà-
öèÿ ñâàðî÷íûõ ýëåêòðîäîâ è ò. ä.). Õàðàêòåð èçìåíå-
íèÿ ìîùíîñòè ïðè ðàçëè÷íûõ ïîêàçàòåëÿõ ñòåïåíè n
èìååò âèä, ïðåäñòàâëåííûé íà ðèñ. 2, ãäå tô � âðåìÿ
ôðîíòà ñâàðî÷íîãî èìïóëüñà (ó÷àñòîê I), îïðåäåëÿå-
ìîå èç óñëîâèÿ âûäåëåíèÿ òðåáóåìîãî êîëè÷åñòâà
ýíåðãèè (0,2�0,4 Wñâ); tñâ � âðåìÿ ñâàðî÷íîãî èì-
ïóëüñà; tè � âðåìÿ, ñîîòâåòñòâóþùåå ïëîñêîé âåð-
øèíå ñâàðî÷íîãî èìïóëüñà (ó÷àñòîê II).
Òàêèì îáðàçîì, â òå÷åíèå âðåìåíè, íåîáõîäèìî-
ãî äëÿ ñòàáèëèçàöèè ïëîùàäè êîíòàêòà ñâàðèâàåìûõ
äåòàëåé (íà÷àëüíàÿ ñòàäèÿ ïðîöåññà), ìîùíîñòü ñâà-
ðî÷íîãî òîêà íåîáõîäèìî óâåëè÷èâàòü ïðîïîðöèîíàëü-
íî âðåìåíè â ñòåïåíè n � äî âûäåëåíèÿ òðåáóåìîãî
êîëè÷åñòâà ýíåðãèè. Äëÿ ìàëîãàáàðèòíûõ äåòàëåé îíà
ñîñòàâëÿåò 0,2�0,4 îò âñåé ýíåðãèè ñâàðêè Wñâ [8].
 äàëüíåéøåì ïëîùàäü ñâàðèâàåìîãî êîíòàêòà ïðàê-
òè÷åñêè íå èçìåíÿåòñÿ, è ìîùíîñòü ñâàðî÷íîãî òîêà
Ðñâ íóæíî ïîääåðæèâàòü íà ïîñòîÿííîì óðîâíå.
Çàêîí èçìåíåíèÿ ìîùíîñòè íà ðàññìîòðåííûõ ó÷àñò-
êàõ ìîæåò áûòü çàïèñàí â âèäå âûðàæåíèÿ
( ) ô
ñâ
ñâmax ô ñâ
, 0 ;
, .
nkt t t
P t
P t t t
≤ ≤=
≤ ≤
(3)
Ïðåäëàãàåòñÿ èñòî÷íèê ïèòàíèÿ äëÿ êîíòàêòíîé
ìèêðîñâàðêè, ïîçâîëÿþùèé çàäàâàòü íåîáõî-
äèìóþ ôîðìó ñâàðî÷íîãî èìïóëüñà, îáåñïå÷èâàÿ ïðè
ýòîì âûñîêóþ òî÷íîñòü ðåãóëèðîâàíèÿ (ðèñ. 3). Â
ñîñòàâ èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ âõîäÿò èñòî÷íèê ñâàðî÷-
íîãî òîêà ÈÑÒ, ðåãóëÿòîð ñâàðî÷íîãî òîêà ÐÑÒ, äàò-
÷èêè ñèãíàëîâ îáðàòíîé ñâÿçè ïî ñâàðî÷íîìó òîêó
ÄÒ è ïî íàïðÿæåíèþ íà ýëåêòðîäàõ � ÄÍ, áëîê ïå-
ðåìíîæåíèÿ ÁÏ, áëîê ñðàâíåíèÿ ÁÑ, áóôåðíûé óñè-
ëèòåëü ÁÓ è ôîðìèðîâàòåëü ýòàëîííîãî ñèãíàëà
ÔÝÑ.
Èñòî÷íèê ïèòàíèÿ ðàáîòàåò ñëåäóþùèì îáðàçîì.
Ïîñëå óñòàíîâêè äåòàëåé Ä è ñæàòèÿ ýëåêòðîäîâ Ý
èñòî÷íèê ïèòàíèÿ çàïóñêàåòñÿ è â ÔÝÑ íà÷èíàåò ôîð-
ìèðîâàòüñÿ ýòàëîííûé ñèãíàë Àýò(t), ôîðìà êîòîðî-
ãî îïðåäåëÿåòñÿ èç ôîðìóëû
1 ô
ýò
ýòmax ô ñâ
, 0 ;
( )
, ,
nk t t t
A t
A t t t
≤ ≤=
≤ ≤
(4)
Ýòàëîííûé ñèãíàë Aýò ïîäàåòñÿ íà îäèí èç âõîäîâ
áëîêà ñðàâíåíèÿ � è äàëåå � íà áóôåðíûé óñèëè-
òåëü, à ñ íåãî � íà ðåãóëÿòîð ñâàðî÷íîãî òîêà. Ïðè
ýòîì â ñâàðî÷íîì (ñèëîâîì) êîíòóðå íà÷èíàåò ïðîòå-
êàòü ñâàðî÷íûé òîê Iñâ, à íà ýëåêòðîäàõ âîçíèêàåò ïà-
äåíèå íàïðÿæåíèÿ Uý. Âåëè÷èíû ñâàðî÷íîãî òîêà Iñâ
è íàïðÿæåíèÿ ìåæäó ýëåêòðîäàìè Uý ïðåîáðàçóþòñÿ
â äàò÷èêàõ ÄÒ è ÄÍ â ñèãíàëû, ïðîïîðöèîíàëüíûå
ýòèì âåëè÷èíàì, è äàëåå ïîäàþòñÿ íà ñîîòâåòñòâóþ-
ùèå âõîäû áëîêà ïåðåìíîæåíèÿ. Íà âûõîäå áëîêà
ïåðåìíîæåíèÿ ôîðìèðóåòñÿ ñèãíàë, ïðîïîðöèîíàëü-
íûé ìãíîâåííîìó çíà÷åíèþ ìîùíîñòè ñâàðî÷íîãî
èìïóëüñà:
ñâ
2
ý ñâ
ñâ 0
( ) ( ) ( )d ,
t
k
A t U t I t t
t
= ⋅∫ (5)
ãäå k2 � êîýôôèöèåíò ïðîïîðöèîíàëüíîñòè.
Äàëåå ýòîò ñèãíàë (�À íà ðèñ. 3) ïîäàåòñÿ íà âòî-
ðîé âõîä áëîêà ñðàâíåíèÿ. Áëîê ñðàâíåíèÿ âûäåëÿåò
ðàçíîñòü ìåæäó ýòàëîííûì ñèãíàëîì è ñèãíàëîì, ïðî-
ïîðöèîíàëüíûì çíà÷åíèþ ìãíîâåííîé ìîùíîñòè ñâà-
Ðñâ Ðñâ
tô tè
tñâ
t
Ð
ñâ
m
ax
II
I
n=0,5
n=1
n=1,5
n>2
n<0,5
n=2
Ðèñ. 2. Êðèâûå ìîùíîñòè ñâàðî÷íîãî èìïóëüñà
äëÿ ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèé n
ãäå Aýò �
k1 �
àìïëèòóäà ýòàëîííîãî ñèãíàëà;
êîýôôèöèåíò ïðîïîðöèîíàëüíîñòè.
ÈÑÒ
ÔÝÑ
ÐÑÒ
ÁÓ
ÁÏ
ÄÍ
ÄÒ
ÁÑ
Ý
Ä
Ý
Àýò
∆À
�Ðèñ. 3. Ôîðìèðîâàòåëü èìïóëüñîâ ñïåöèàëüíîé ôîðìû
äëÿ êîíòàêòíîé ìèêðîñâàðêè
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 4
53
ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ
ðî÷íîãî èìïóëüñà. Òàêèì îáðàçîì, ôîðìèðóåòñÿ ðàç-
íîñòíûé ñèãíàë ∆A, íåñóùèé èíôîðìàöèþ îá îòêëî-
íåíèè äåéñòâèòåëüíîãî çíà÷åíèÿ ìîùíîñòè ñâàðî÷-
íîãî òîêà îò çàäàííîãî çíà÷åíèÿ. Îí óñèëèâàåòñÿ áó-
ôåðíûì óñèëèòåëåì äî óðîâíÿ, íåîáõîäèìîãî äëÿ
óïðàâëåíèÿ ðåãóëÿòîðîì ñâàðî÷íîãî òîêà. Ïðè ýòîì
ðåãóëÿòîð ñâàðî÷íîãî òîêà óìåíüøàåò èëè óâåëè÷è-
âàåò ñâàðî÷íûé òîê â öåïè òàê, ÷òîáû ìîùíîñòü èì-
ïóëüñà ñâàðî÷íîãî òîêà èçìåíÿëàñü ïî çàêîíó, îïðå-
äåëÿåìîìó ýòàëîííûì ñèãíàëîì.
 êà÷åñòâå èñòî÷íèêà ñâàðî÷íîãî òîêà ïðèìåíåí
åìêîñòíûé íàêîïèòåëü ýíåðãèè. Ðåãóëÿòîð ñâàðî÷íî-
ãî òîêà ïîñòðîåí íà ïàðàëëåëüíî ñîåäèíåííûõ ïîëå-
âûõ òðàíçèñòîðàõ MOSFET. Äàò÷èê òîêà ðåàëèçîâàí
íà áåçûíäóêòèâíîì øóíòå è áûñòðîäåéñòâóþùåì
îïåðàöèîííîì óñèëèòåëå. Äàò÷èê íàïðÿæåíèÿ, áëîê
ñðàâíåíèÿ è áóôåðíûé óñèëèòåëü âûïîëíåíû íà áûñ-
òðîäåéñòâóþùèõ îïåðàöèîííûõ óñèëèòåëÿõ, à áëîê
ïåðåìíîæåíèÿ � íà ìèêðîñõåìå àíàëîãîâîãî ïåðå-
ìíîæèòåëÿ. Ôîðìèðîâàòåëü ýòàëîííîãî ñèãíàëà ðåà-
ëèçîâàí íà ìèêðîêîíòðîëëåðå è öèôðîàíàëîãîâîì
ïðåîáðàçîâàòåëå (ÖÀÏ), áëàãîäàðÿ ÷åìó ïîÿâëÿåòñÿ
âîçìîæíîñòü ïðîãðàììèðîâàíèÿ è îïåðàòèâíîãî èç-
ìåíåíèÿ ëþáûõ ïàðàìåòðîâ ôîðìèðóåìîãî ýòàëîí-
íîãî ñèãíàëà è òåì ñàìûì çàäàíèÿ òðåáóåìûõ ïàðà-
ìåòðîâ èìïóëüñà ìîùíîñòè â ñâàðî÷íîì êîíòàêòå.
Ïðè ðåàëèçàöèè ÔÝÑ ìèêðîêîíòðîëëåð èñïîëüçó-
åòñÿ äëÿ âû÷èñëåíèÿ çíà÷åíèé ýòàëîííîãî ñèãíàëà, à
öèôðîàíàëîãîâûé ïðåîáðàçîâàòåëü � äëÿ ïðåîáðà-
çîâàíèÿ ýòèõ äàííûõ â àíàëîãîâóþ ôîðìó. Ðåàëèçà-
öèÿ ñëîæíûõ âðåìåííûõ çàâèñèìîñòåé â ìèêðîêîíò-
ðîëëåðå ñîïðÿæåíà, êàê ïðàâèëî, ñ òðóäíîñòÿìè îðãà-
íèçàöèè âû÷èñëèòåëüíîãî ïðîöåññà.  òàêîì ñëó÷àå
ðåêîìåíäóåòñÿ ñîçäàâàòü òàáëèöû ãîòîâûõ ðåøåíèé
(äâîè÷íûõ ýêâèâàëåíòîâ äèñêðåòíûõ çíà÷åíèé ôóíê-
öèè äëÿ êàæäîãî èç ïåðèîäîâ äèñêðåòèçàöèè) è çà-
ïèñûâàòü èõ â ÿ÷åéêè ïàìÿòè ìèêðîêîíòðîëëåðà [9,
ñ. 152]. Â äàëüíåéøåì ïðîãðàììà äåéñòâèé ìèêðîêîí-
òðîëëåðà ñâîäèòñÿ ê ïîñëåäîâàòåëüíîìó îïðîñó ÿ÷å-
åê è âûäà÷å êîäà íà âõîä öèôðîàíàëîãîâîãî ïðåîáðà-
çîâàòåëÿ.
Ôîðìèðîâàíèå ýòàëîííîãî ñèãíàëà ïðåäëàãàåòñÿ
îñóùåñòâëÿòü ñëåäóþùèì îáðàçîì. Íà íà÷àëüíîì
ýòàïå ñîçäàåòñÿ òàáëèöà äàííûõ, â êîòîðîé ñîäåðæèòñÿ
Ê ýëåìåíòîâ Aýòê, ñîîòâåòñòâóþùèõ íåïðåðûâíîé
ôóíêöèè Aýò(t) íà êàæäîì èíòåðâàëå äèñêðåòèçàöèè
∆t. Äàëåå ýëåìåíòû òàáëèöû äàííûõ Aýòê, èõ êîëè÷å-
ñòâî Ê, çíà÷åíèå ñèãíàëà â ðåæèìå îæèäàíèÿ çàïóñ-
êàþùåãî èìïóëüñà Aîæ è äëèòåëüíîñòü èíòåðâàëà âðå-
ìåíè çàäåðæêè tç çàíîñÿòñÿ â ïàìÿòü ìèêðîêîíòðîë-
ëåðà. Çàòåì ôîðìèðîâàòåëü ïåðåõîäèò â ðåæèì îæè-
äàíèÿ çàïóñêàþùåãî èìïóëüñà è íà åãî âûõîäå óñòà-
íàâëèâàåòñÿ çíà÷åíèå ñèãíàëà Aîæ. Ïðè ïîÿâëåíèè çà-
ïóñêàþùåãî èìïóëüñà íà÷èíàåò âûïîëíÿòüñÿ öèêë
îïåðàöèé ïî âûâîäó çíà÷åíèé ýëåìåíòîâ òàáëèöû äàí-
íûõ íà âûõîä öèôðîàíàëîãîâîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ. Â
ýòîì öèêëå îñóùåñòâëÿåòñÿ òàêæå ôîðìèðîâàíèå âðå-
ìåííîé çàäåðæêè çàäàííîé äëèòåëüíîñòè, êîòîðàÿ
îïðåäåëÿåòñÿ íåîáõîäèìîé ñêîðîñòüþ îáíîâëåíèÿ
äàííûõ.
Àëãîðèòì, ðåàëèçóþùèé îïèñàííûé ñïîñîá ôîð-
ìèðîâàíèÿ ýòàëîííîãî ñèãíàëà, ïîêàçàí íà ðèñ. 4.
Èñïîëüçóÿ ýòîò ñïîñîá, ìîæíî çàäàâàòü ïðîèçâîëü-
íûå çàêîíû èçìåíåíèÿ ýòàëîííîãî ñèãíàëà. Ñóùåñòâó-
þùèå îãðàíè÷åíèÿ ñâÿçàíû òîëüêî ñ òðåáóåìîé òî÷-
íîñòüþ è ìèíèìàëüíî âîçìîæíûì âðåìåíåì âûâîäà
äàííûõ.
Àâòîðàìè áûëà ïðîâåäåíà îöåíêà ïîâòîðÿåìî-
ñòè ïàðàìåòðîâ ðåçîíàòîðîâ ïðè èçãîòîâëåíèè
êîëåáàòåëüíûõ ñèñòåì ýëåêòðîìåõàíè÷åñêèõ ôèëüò-
ðîâ (ÝÌÔ) ñ èñïîëüçîâàíèåì ïðåäëàãàåìîãî èñòî÷-
íèêà ïèòàíèÿ. Êîíñòðóêöèÿ êîëåáàòåëüíûõ ñèñòåì
ÝÌÔ ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 5. Â åå ñîñòàâ âõîäÿò ïà-
ðàëëåëüíî ðàñïîëîæåííûå öèëèíäðè÷åñêèå ðåçîíà-
òîðû, ïüåçîýëåêòðè÷åñêèå ïðåîáðàçîâàòåëè è ïðîâî-
ëîêè ñâÿçè. Ìèêðîñâàðêà èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ñîåäèíå-
íèÿ öèëèíäðè÷åñêèõ ðåçîíàòîðîâ èç ýëèíâàðíîãî ñïëà-
Íà÷àëî
Ââîä ïàðàìåòðîâ
Ê, Àýòê, Àîæ, tç
Âûâîä íà ÖÀÏ Àîæ
Íà÷àòü
ôîðìèðîâàíèå
èìïóëüñà?
Íåò Äà
Ê=0, Ê, 1
Âûâîä íà ÖÀÏ Àýòê
Ôîðìèðîâàíèå
âðåìåííîãî
èíòåðâàëà tç
Ê=Ê+1
Êîíåö
Ðèñ. 4. Àëãîðèòì ôîðìèðîâàíèÿ ýòàëîííîãî ñèãíàëà
Ïðîâîëîêà
ñâÿçè
Ñâàðíîå
ñîåäèíåíèå
Ïüåçîýëåêòðè÷åñêèé
ïðåîáðàçîâàòåëü
Öèëèíäðè÷åñêèé
ðåçîíàòîð
Ðèñ. 5. Êîíñòðóêöèÿ êîëåáàòåëüíîé ñèñòåìû ÝÌÔ
54
ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ È ÎÁÎÐÓÄÎÂÀÍÈÅ
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 4
âà 44ÍÕÌÒ äèàìåòðîì 3 ìì ñ ïðîâîëîêîé 42ÍÕÒÞÀ
äèàìåòðîì 0,22 ìì.
Íàèáîëåå ÷óâñòâèòåëüíûì ê ñâîéñòâàì ñâàðíîãî
ñîåäèíåíèÿ ïàðàìåòðîì ÿâëÿåòñÿ ðåçîíàíñíàÿ ÷àñòî-
òà ðåçîíàòîðîâ è êîýôôèöèåíò ñâÿçè ìåæäó íèìè, îò-
êëîíåíèå êîòîðûõ îò íîðìû ïðèâîäèò ê óâåëè÷åíèþ
íåðàâíîìåðíîñòè À×Õ â ïîëîñå ïðîïóñêàíèÿ ôèëüò-
ðà [10].
Ïðè çàäàíèè ðàçëè÷íûõ ïî ôîðìå èìïóëüñîâ ìîù-
íîñòè ñâàðî÷íîãî òîêà (ñ ðàçëè÷íûìè ïîêàçàòåëÿìè
ñòåïåíè n) ïðîèçâîäèëàñü ñâàðêà êîëåáàòåëüíûõ ñè-
ñòåì ÝÌÔ. Â äàëüíåéøåì îñóùåñòâëÿëèñü èçìåðå-
íèÿ À×Õ êîëåáàòåëüíûõ ñèñòåì ÝÌÔ â ïîëîñå ïðî-
ïóñêàíèÿ. Íà ðèñ. 6 ïîêàçàíû À×Õ êîëåáàòåëüíûõ ñè-
ñòåì ÝÌÔ (â ðàçíûõ ìàñøòàáàõ ïî âåðòèêàëüíîé îñè),
ïðåäñòàâëåííûå çàâèñèìîñòÿìè îòíîñèòåëüíîãî çà-
òóõàíèÿ ∆à îò ÷àñòîòû f, ïîëó÷åííûå ïðè ñâàðêå èì-
ïóëüñàìè ñ ïîêàçàòåëåì ñòåïåíè n=2 (øòðèõîâàÿ êðè-
âàÿ) è n=1,8 (ñïëîøíàÿ êðèâàÿ). Çàøòðèõîâàííîé
îáëàñòüþ íà ðèñ. 6, á ïðåäñòàâëåíà îáëàñòü íåäîïóñ-
òèìûõ çíà÷åíèé ïðè ñîáëþäåíèè 1/20 íîðì Ìåæäó-
íàðîäíîãî êîíñóëüòàòèâíîãî Êîìèòåòà ïî òåëåôîíèè
è òåëåãðàôèè (ÌÊÊÒÒ). Ðåæèì ñ ïîêàçàòåëåì ñòåïå-
íè n=1,8 áûë óñòàíîâëåí îïûòíûì ïóòåì è ïîçâîëèë
ïîëó÷èòü íàèëó÷øèå ðåçóëüòàòû. Òàê, ïðè n=2 ïîñëå
ñâàðêè 20 êîëåáàòåëüíûõ ñèñòåì ÝÌÔ ëèøü ÷åòûðå
óäîâëåòâîðÿëè 1/20 íîðì ÌÊÊÒÒ, îñòàëüíûå òðåáî-
âàëè ïîñëåäóþùåé íàñòðîéêè, ÷òî çíà÷èòåëüíî óâå-
ëè÷èâàåò òðóäîåìêîñòü èçãîòîâëåíèÿ è ïðèâîäèò ê
òåõíîëîãè÷åñêèì ïîòåðÿì. Ïðè n=1,8 ïîñëå ñâàðêè
òàêîãî æå êîëè÷åñòâà êîëåáàòåëüíûõ ñèñòåì 12 èç íèõ
óäîâëåòâîðÿëè òðåáîâàíèÿì 1/20 íîðì ÌÊÊÒÒ.
***
Ðàçðàáîòàííûé èñòî÷íèê ïèòàíèÿ äëÿ êîíòàêòíîé
ìèêðîñâàðêè ïîçâîëÿåò ïðîãðàììèðîâàòü íåîáõîäè-
ìóþ ôîðìó ñâàðî÷íîãî èìïóëüñà çà ñ÷åò ïðèìåíå-
íèÿ ôîðìèðîâàòåëÿ ýòàëîííîãî ñèãíàëà íà áàçå ìèê-
ðîêîíòðîëëåðà. Çàäàíèå òðåáóåìîãî çàêîíà èçìåíå-
íèÿ ñâàðî÷íîãî èìïóëüñà îñóùåñòâëÿåòñÿ â ñîîòâåò-
ñòâèè ñ ïðåäëîæåííûì àëãîðèòìîì, à âûáîð íåîáõî-
äèìîé ôîðìû îñóùåñòâëÿåòñÿ ïðîñòîé ñìåíîé ïðî-
ãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ.
Ïðåäëîæåííûé ôîðìèðîâàòåëü îòêðûâàåò øèðî-
êèå âîçìîæíîñòè ïðè ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäî-
âàíèÿõ â îáëàñòè êîíòàêòíîé ìèêðîñâàðêè è ïîçâî-
ëÿåò îñóùåñòâèòü ïîäáîð çàêîíîâ èçìåíåíèÿ èìïóëü-
ñà ñâàðî÷íîãî òîêà îïûòíûì ïóòåì èñõîäÿ èç ìàòå-
ðèàëîâ è êîíôèãóðàöèè ñâàðèâàåìûõ äåòàëåé.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Òåõíîëîãèÿ è îáîðóäîâàíèå äëÿ òî÷å÷íîé è ðåëüåôíîé
êîíäåíñàòîðíîé ñâàðêè / Ìîðàâñêèé Â. Ý., Âîðîíà Ä. Ñ.� Êèåâ:
Íàóê. äóìêà, 1985.
2. Êî÷åðãèí Ê. À. Êîíòàêòíàÿ ñâàðêà. � Ë.: Ìàøèíîñòðîåíèå,
1987.
3. Ëåîíîâ Â. Ï., Àòàóø Â. Å. Ìàëîèíåðöèîííûé èñòî÷íèê ïè-
òàíèÿ äëÿ ìèêðîñâàðêè è ïàéêè ñ îáðàòíîé ñâÿçüþ ïî ýëåêòðîýíåð-
ãåòè÷åñêèì ïàðàìåòðàì //  êí.: Ïðèïîè äëÿ ïàéêè ñîâðåìåííûõ
ìàòåðèàëîâ.� Êèåâ: ÈÝÑ èì. Å. Î. Ïàòîíà, 1985.� Ñ. 133�139.
4. Ëåîíîâ Â. Ï., Àòàóø Â. Å., Ãðå÷åíêîâà À. À., Áàðàáàíùèêî-
âà Ë. À. Èñòî÷íèê ñâàðî÷íîãî òîêà ñ ïðîãðàììèðóåìûìè ýëåêò-
ðè÷åñêèìè ïàðàìåòðàìè è ôîðìîé èìïóëüñà // Ñâàðî÷íîå ïðîèç-
âîäñòâî.� 1987.� ¹ 1.� Ñ. 27�28.
5. Ïàýðàíä Þ. Ý., Áîíäàðåíêî À. Ô. Îñîáåííîñòè ôîðìèðî-
âàíèÿ èìïóëüñîâ òîêà äëÿ ñâàðêè ìàëîãàáàðèòíûõ äåòàëåé // Òåõí³÷-
íà åëåêòðîäèíàì³êà.� 2005.� Òåì. âèïóñê. ×. 3.� Ñ. 28�31.
6. Àòàóø Â. Å. Óïðàâëÿåìûå èñòî÷íèêè ïèòàíèÿ äëÿ êîíòàêò-
íîé ìèêðîñâàðêè // Ñâàðî÷íîå ïðîèçâîäñòâî.� 1995.� ¹ 6.�
Ñ. 29�30.
7. Àâòîìàòèçàöèÿ ñâàðî÷íûõ ïðîöåññîâ / Ïîä ðåä. Â. Ê. Ëåáå-
äåâà, Â. Ï. ×åðíûøà.� Ê.: Âèùà øê., 1986.
8. À. ñ. 1214368 ÑÑÑÐ. Óñòðîéñòâî äëÿ óïðàâëåíèÿ ïðîöåñ-
ñîì êîíòàêòíîé òî÷å÷íîé ñâàðêè / Â. Ï. Ëåîíîâ, Â. Å. Àòàóø, Ý. Â.
Áóìáèåðèñ, Ì. À. Êàëåéñ.� 1986.� Áþë. ¹ 8.
9. Ñòàøèí Â. Â., Óðóñîâ À. Â., Ìîëîãîíöåâà Î. Ô. Ïðîåêòè-
ðîâàíèå öèôðîâûõ óñòðîéñòâ íà îäíîêðèñòàëüíûõ ìèêðîêîíò-
ðîëëåðàõ.� Ì.: Ýíåðãîàòîìèçäàò, 1990.
10. Ïàýðàíä Þ. Ý., Êàöèìàí Þ. Ê. Âëèÿíèå ïðîèçâîäñòâåí-
íûõ ïîãðåøíîñòåé íà êîýôôèöèåíò ñâÿçè ìåæäó ðåçîíàòîðàìè
êàíàëüíîãî ýëåêòðîìåõàíè÷åñêîãî ôèëüòðà // Ýëåêòðîííàÿ òåõ-
íèêà. Ñåð. Ðàäèîäåòàëè è ðàäèîêîìïîíåíòû.� 1990.� ¹ 2.�
Ñ. 47�50.
∆à, äÁ
60
40
20
0
128 129 130 131 f, êÃö
∆à, äÁ
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
�0,1
128 129 130 131 f, êÃö
à)
á)
Ðèñ. 6. À×Õ êîëåáàòåëüíûõ ñèñòåì ÝÌÔ, ïîëó÷åííûå
ïðè ñâàðêå èìïóëüñàìè ñ ïîêàçàòåëåì ñòåïåíè n=2
(øòðèõîâàÿ êðèâàÿ) è n=1,8 (ñïëîøíàÿ êðèâàÿ)
|