逆变式焊机控制电路的制作方法

本发明涉及焊接电源技术领域，特别是涉及一种逆变式焊机控制电路。

背景技术：

随着逆变电弧焊机电源技术的日益成熟，电焊机行业的竞争越来越激烈。市场上电焊机的种类也层出不穷，人们对电焊机的使用也不限于工业上，家庭里使用也越来越普遍，电焊机开始越来越趋向焊接稳定、成型美观、质量可靠、成本低的方向发展。

一般而言，请参阅图1所示，图1为普通的逆变式手工焊机控制电路的原理框图，普通的逆变式手工焊机控制电路包括初级回路100'以及一输出整流回路200'，初级回路100'中的初级绕组n1'与输出整流回路200'中的次级绕组n2'耦合，从而将初级回路100'将外部电源u输入的电能输出至输出整流回路200'，输出整流回路200'的输出为焊机控制电路的输出out，从而进行焊接。

但是，逆变弧焊电源要焊接稳定、成型美观需要次级绕组n2'处的电压较高且输出电感的电流规格很大，例如图1中次级绕组n2'处的电压较高，输出整流回路200'中的阻抗较少，因此流经输出整流回路200'的电流就会很大，为了使得电路正常运行，只能选择电流规格大的器件，这样会导致逆变弧焊电源成本较高，不利于焊机的推广。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种逆变式焊机控制电路，提高焊机输出的稳定性的同时能够降低逆变式焊机控制电路的成本。

一种逆变式焊机控制电路，包括次级输出整流回路以及次级升压维弧回路；所述次级升压维弧回路的阻抗至少是所述次级输出整流回路的阻抗的10倍；

所述次级升压维弧回路的输出端与所述次级输出整流回路的输出端相连接，所述次级升压维弧电路用于调节所述次级输出整流回路的输出；

所述次级输出整流回路包括变压器的第一绕组，所述次级升压维弧电路包括变压器的第二绕组，所述第一绕组与所述第二绕组均为所述变压器的次级绕组，且所述第一绕组与所述第二绕组相耦合；所述次级输出整流回路的输出为所述逆变式焊机控制电路的输出。

上述逆变式焊机控制电路，首先，流经次级升压维弧回路的电流为小电流，从而使得升压维弧回路中可以选择更小的器件线规、器件参数，降低了成本；其次，当焊接过程中出现外部电源输出波动或手动操作不稳定时，通过升压维弧电路防止焊接过程中出现断弧、焊接缺陷现象，提高了焊机输出的稳定性，成型美观，质量更加可靠。

在其中一个实施例中，所述第二绕组的匝数为所述第一绕组的匝数的1.5～2倍。结合所述次级升压维弧回路的阻抗至少是所述次级输出整流回路的阻抗的10倍，可以得知流经次级升压维弧回路的电流远小于流经次级输出整流回路的电流，因此进一步保证了次级升压维弧回路只需要选择电流规格小的器件，从而可以保证升压维弧电路的成本较低，应用范围较为广泛。

在其中一个实施例中，所述次级升压维弧回路还包括储能单元，所述储能单元的输出端与所述次级输出整流回路的输出端相连接；

所述储能单元用于在所述逆变式焊机控制电路非正常工作时，释放电能以稳定所述次级输出整流回路的输出，且在所述逆变式焊机控制电路正常工作时存储电能。

在其中一个实施例中，所述储能单元为电感，所述电感的阻抗至少为所述次级输出整流回路的阻抗的10倍，以使得所述次级升压维弧回路的阻抗至少是所述第一级输出整流回路的阻抗的10倍。

在其中一个实施例中，所述次级升压维弧回路还包括第二滤波单元以及第二整流单元；所述第二绕组与所述第二整流单元的输入端相连接，所述第二整流单元的输出端与所述第二滤波单元输入端相连接，所述第二滤波单元的输出端与所述储能单元的输入端相连接。

在其中一个实施例中，第二整流单元为二极管或全桥整流器。

在其中一个实施例中，所述第二滤波单元为陶瓷电容或聚丙烯电容。

在其中一个实施例中，所述次级输出整流回路还包括整流滤波单元，所述第一绕组与所述整流滤波单元的输入端相连接，所述整流滤波单元的输出端为所述逆变式焊机控制电路的输出端。

在其中一个实施例中，还包括初级回路，所述初级回路包括所述变压器的初级绕组，所述初级绕组、所述第一绕组以及所述第二绕组相耦合；

所述初级回路用于输出电能至所述次级输出整流回路以及所述次级升压维弧回路。

在其中一个实施例中，所述初级回路还包括第一滤波单元、中频逆变单元以及第一整流单元；所述第一整流单元的输入端与外部电源相连接，所述第一整流单元的输出端与所述第一滤波单元的输入端相连接，所述第一滤波单元的输出端与所述中频逆变单元的输入端相连接，所述中频逆变单元的输出端与所述初级绕组相连接。

附图说明

图1为普通的逆变式手工焊机控制电路的原理框图；

图2为本发明的逆变式焊机控制电路的原理框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

在详细说明根据本发明的实施例前，应该注意到的是，所述实施例主要在于与逆变式焊机控制电路相关的系统组件的组合。因此，所属系统组件已经在附图中通过常规符号在适当的位置表示出来了，并且只示出了与理解本发明的实施例有关的细节，以免因对于得益于本发明的本领域普通技术人员而言显而易见的那些细节模糊了本发明的公开内容。

在本文中，诸如左和右，上和下，前和后，第一和第二之类的关系术语仅 仅用来区分一个实体或动作与另一个实体或动作，而不一定要求或暗示这种实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。术语“包括”、“包含”或任何其他变体旨在涵盖非排他性的包含，由此使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包含这些要素，而且还包含没有明确列出的其他要素，或者为这种物品或者设备所固有的要素。

请参阅图2所示，图2为本发明的逆变式焊机控制电路的原理框图。其中本发明中的逆变式焊机控制电路包括初级回路300、次级输出整流回路200以及次级升压维弧回路100；次级升压维弧回路100的阻抗至少是次级输出整流回路200的阻抗的10倍，这样可以保证流经次级升压维弧回路100的电流相比于流经次级输出整流回路200的电流小，从而次级升压维弧回路100只需要选择电流规格小的器件，从而可以保证次级升压维弧回路100的成本较低。另外，初级回路300包括变压器tr1的初级绕组n1，次级输出整流回路200包括变压器tr1的第一绕组n2，次级升压维弧回路100包括变压器tr1的第二绕组n3；所述第一绕组n2与所述第二绕组n3均为所述变压器的次级绕组，初级绕组n1、第一绕组n2以及第二绕组n3相耦合；初级回路300用于输出电能至次级输出整流回路200以及次级升压维弧回路100；即通过变压器tr1将外部电源u1的能量输出至逆变式焊机控制电路的输出out1，次级输出整流回路200用于输出逆变式焊机控制电路的输出out1；次级升压维弧回路100的输出端与次级输出整流回路200的输出端相连接，次级升压维弧回路100用于调节次级输出整流回路200的输出的稳定性。在该实施例中，由于逆变式焊机控制电路中增加了次级升压维弧回路100，从而使得当外部电源u1的输出波动频繁或者操作者手动操作不稳定时，次级升压维弧回路100均可以保证次级输出整流回路200的输出稳定，从而不会出现断弧或焊接缺陷的情况。

请继续参见图2所示，在一种优选的实施例中，第二绕组n3的匝数为第一绕组n2的匝数的1.5～2倍。在该实施例中，之所以第二绕组n3的匝数至少为第一绕组n2的匝数的1.5倍，是因为如果太低，则会导致次级维弧升压回路100的输出电流太小，不能起到维弧的作用。之所以第二绕组n3的匝数不能超过第一绕组n2的匝数的2倍，是因为如果太高，则不符合国家的标准。第二绕组 n3的匝数为第一绕组n2的匝数的1.5～2倍，则次级升压维弧回路100的电压也是次级输出整流回路200的阻抗的1.5～2倍，结合次级升压维弧回路100的阻抗至少是次级输出整流回路200的阻抗的10倍，可以得知流经次级升压维弧回路100的电流远小于流经次级输出整流回路200的电流。例如当次级升压维弧回路100的电压也是次级输出整流回路200的阻抗的1.5倍，次级升压维弧回路100的阻抗至少是次级输出整流回路200的阻抗的10倍时，流经次级升压维弧回路100的电流远为流经次级输出整流回路200的电流0.15倍，从而流经次级升压维弧回路100的电流远小于流经次级输出整流回路200的电流。当次级升压维弧回路100的电压也是次级输出整流回路200的阻抗的2倍，次级升压维弧回路100的阻抗至少是次级输出整流回路200的阻抗的10倍时，流经次级升压维弧回路100的电流远为流经次级输出整流回路200的电流0.2倍，从而流经次级升压维弧回路100的电流远小于流经次级输出整流回路200的电流。当次级升压维弧回路100的电压也是次级输出整流回路200的阻抗的1.75倍，次级升压维弧回路100的阻抗至少是次级输出整流回路200的阻抗的10倍时，流经次级升压维弧回路100的电流远为流经次级输出整流回路200的电流0.175倍，从而流经次级升压维弧回路100的电流远小于流经次级输出整流回路200的电流。因此次级升压维弧回路100只需要选择电流规格小的器件，从而可以保证次级升压维弧回路100的成本较低。

请继续参见图2所示，在一种实施例中，次级升压维弧回路100还包括储能单元，储能单元的输出端与次级输出整流回路200的输出端相连接；储能单元用于在逆变式焊机控制电路正常工作时存储电能，且在逆变式焊机控制电路非正常工作时，释放电能以稳定次级输出整流回路200的输出。在该实施例中，当外部电源u1的输出波动频繁或者操作者手动操作不稳定时，储能单元可以释放能量至次级输出整流回路200的输出，从而可以保证输出整流回路的输出稳定，例如该储能单元可以通过释放电能保证逆变式焊机控制电路输出的电压稳定或保证焊机输出的电流稳定等。在其中一个实施方式中，储能单元可以为电感l，在其他的实施方式中储能单元还可以为其他的具有储能功能的器件，如电容等。

在其中一种实施方式中。该电感l的阻抗至少为次级输出整流回路200的阻抗的10倍，以使得次级升压维弧回路100的阻抗至少是第一级输出整流回路的阻抗的10倍，进一步地保证了流经次级升压维弧回路100的电流远小于流经次级输出整流回路200的电流，因此次级升压维弧回路100只需要选择电流规格小的器件，从而可以保证次级升压维弧电路100的成本较低。且在实际应用中，通常选择直接设置电感l的阻抗至少为次级输出整流回路200的阻抗的10倍，从而可以降低计算的复杂度，例如，不需要再计算次级升压维弧回路100的阻抗等。

在其中一种实施方式中，次级升压维弧回路100还包括第二整流单元db1、第二滤波单元；第二绕组n3与第二整流单元db1的输入端相连接，第二整流单元db1的输出端与第二滤波单元输入端相连接，第二滤波单元的输出端与储能单元的输入端相连接，第二整流单元db1用于对输出至第二绕组n3的交流电进行整流，且第二滤波单元用于对第二整流单元db1输出的电能进行滤波。在实际应用中的连接方式可以参见图2所示，第二整流单元db1的两交流输入端ac1、ac2分别与第二绕组n3的两端相连接，第二整流单元db1的正向输出端与第二滤波单元的第一端、以及储能单元的第一端相连接，第二整流单元db1的负向输出端与第二滤波单元的第二端以及逆变式焊机控制电路的负向输出端相连接，储能单元的第二端与逆变式焊机控制电路的正向输出端相连接。在该实施例中第二整流单元db1可以为全桥整流器，第二滤波单元可以为聚丙烯电容c；此外，第二整流单元db1还可以选择其他的整流单元，例如二极管等，第二滤波单元还可以选择其他类型的电容，例如陶瓷电容等。

在其中一种实施方式中，初级回路300还包括第一整流单元db2、第一滤波单元以及中频逆变单元igbt；第一整流单元db2的输入端与外部电源u1相连接，第一整流单元db2的输出端与第一滤波单元的输入端相连接，第一滤波单元的输出端与中频逆变单元igbt的输入端相连接，中频逆变单元igbt的输出端与初级绕组n1相连接。第一次级输出整流回路还包括整流滤波单元dbc，第一绕组n2与整流滤波单元dbc的输入端相连接，整流滤波单元dbc的输出端为逆变式焊机控制电路的输出端out1。变压器tr1为中频变压器。上文中的 功率器件一般指中频逆变单元igbt。其中，上述的中频是介于低频和高频之间，其范围一般是10千兆～550千兆。

下面介绍一下本发明的逆变式焊机控制电路的工作原理：

首先，如图2所示，当外部电源u1不稳定或者操作者手动操作不稳定的时候，逆变式焊机控制电路的输出out1不稳定，如果此时没有次级升压维弧回路100的话，则会导致断弧现象的发生，而本发明中引入次级升压维弧回路100，当逆变式焊机控制电路的输出out1不稳定时，次级升压维弧回路中的储能单元就会释放能量，从而保证逆变式焊机控制电路的输出out1的稳定。其次，由于次级升压维弧回路100的阻抗至少是次级输出整流回路200的阻抗的10倍，所以流经次级升压维弧回路100的电流远小于流经次级输出整流回路200的电流，因此次级升压维弧回路100只需要选择电流规格小的器件，从而可以保证次级升压维弧回路100的成本较低，应用范围较为广泛。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。