焊机供电电路的制作方法

本实用新型涉及电路设计领域，特别是涉及一种焊机供电电路。

背景技术：

焊机是生产加工领域中的重要设备，横跨了焊接工艺、电弧及电力电子等多个技术领域。随着逆变手弧焊机电源技术的日益成熟，由于其相对于传统焊机体积小、重量轻且节能等诸多优点，其使用范围也越来越广。目前市场上生产、销售的逆变焊机都采用功率开关电源为整机控制电路提供电源，成本较高。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种焊机供电电路，利用焊机的输入电源为焊机控制电路提供电能，成本低。

一种焊机供电电路，包括：

整流滤波电路，该整流滤波电路的输入端接电源；

逆变电路，该逆变电路的第一输入端与所述整流滤波电路的第一输出端相连接，该逆变电路的第二输入端与所述整流滤波电路的第二输出端相连接，该逆变电路的输出端与变压器的原级绕组相连接；

逆变控制电路，该逆变控制电路的输出端与所述逆变电路的第三输入端相连接；

辅助供电电路，该辅助供电电路的输入端与所述整流滤波电路的第一输出端相连接，该辅助供电电路的第一输出端与所述逆变控制电路的第一输入端相连接；

次级供电回路，该次级供电回路包括次级供电绕组，该次级供电绕组与所述原级绕组相耦合，该次级供电回路的第一输出端与所述逆变控制电路的第二输入端相连接，该次级供电回路的第二输出端与所述逆变控制电路的第三输入端相连接。

上述焊机供电电路，在开机启动时，通过辅助供电电路给逆变控制电路供电，且在开机后，通过变压器将焊机输入的交流电转换为直流电以便给逆变控制电路供电，结构简单，成本低廉。

在其中一个实施例中，所述整流滤波电路包括：

整流单元，该整流单元的输入端接电源；

滤波单元，该滤波单元的第一端与所述整流单元的第一输出端以及所述逆变电路的第一输入端相连接，该滤波单元的第二端与所述整流单元的第二输出端以及所述逆变电路的第二输入端相连接。

在其中一个实施例中，还包括：

升压电路，该升压电路的输入端与所述整流单元的第一输出端相连接，该升压电路的输出端与所述滤波单元的第一端相连接；

升压控制电路，该升压控制电路的第一输出端与所述升压电路的第一控制端相连接，该升压控制电路的第二输出端与所述升压电路的第二控制端相连接，该升压控制电路的第一输入端与所述辅助供电电路的第二输出端相连接，该升压控制电路的第二输入端与所述次级供电回路的第一输出端相连接，该升压控制电路的第三输入端与所述次级供电回路的第二输出端相连接；

反馈回路，该反馈回路的第一端与所述滤波单元的第一端相连接，该反馈回路的第二端与所述滤波单元的第二端相连接，该反馈回路的反馈输出端与所述升压控制电路的第四输入端相连接。

在其中一个实施例中，所述升压电路包括：

储能单元，该储能单元的第一端与所述整流单元的第一输出端相连接，该储能单元的第二端与所述滤波单元的第一端相连接；

BOOST升压电路，该BOOST升压电路的输入端与所述储能单元的第一端相连接，该BOOST升压电路的输出端与所述储能单元的第二端相连接，该BOOST升压电路的第一控制端与所述升压控制电路的第一输出端相连接，该BOOST升压电路的第二控制端与所述升压控制电路的第二输出端相连接。

在其中一个实施例中，所述BOOST升压电路包括电感、第二二极管以及开关管，所述电感的第一端与所述整流单元的第一输出端相连接，所述电感的第二端、所述开关管的第一端以及所述二极管的正向输入端相连接，所述二极管的反向输入端与所述储能单元的第二端相连接，所述开关管的第二端与所述升压控制电路的第一输出端相连接，所述开关管的第三端与所述升压控制电路的第二输出端相连接。

在其中一个实施例中，所述反馈回路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端与所述滤波单元的第一端相连接，所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端以及所述升压控制电路的第四输入端相连接，所述第二电阻的第二端与所述滤波单元的第二端相连接。

在其中一个实施例中，所述次级供电回路还包括第三二极管、第四二极管和第四电容，所述次级供电绕组的第一抽头与第三二极管的正向输入端相连接，所述次级供电绕组的第二抽头与所述第四二极管的正向输入端相连接，所述次级供电绕组的中间抽头与所述第四电容的第二端相连接后接地，所述第三二极管的反向输入端、所述第四二极管的反向输入端与所述第四电容的第一端相连接，所述第四电容的第一端与所述逆变控制电路的第二输入端相连接，所述第四电容的第二端与所述逆变控制电路的第三输入端相连接。

在其中一个实施例中，所述整流单元为三相全桥整流单元、三相半控整流单元或三相全控整流单元。

在其中一个实施例中，还包括第三电阻，该第三电阻的第一端与所述整流滤波电路的第一输出端相连接，该第三电阻的第二端与所述辅助供电电路的输入端相连接。

在其中一个实施例中，还包括：

至少一个次级输出回路，该次级输出回路包括次级输出绕组，该次级输出绕组与所述原级绕组、所述次级供电绕组相耦合。

附图说明

图1为一实施例中焊机供电电路的电路图；

图2为图1所示实施例中逆变电路的输出波形图；

图3为另一实施例中焊机供电电路的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

在详细说明根据本实用新型的实施例前，应该注意到的是，所述的实施例主要在于与焊机供电电路相关的步骤和系统组件的组合。因此，所属系统组件和方法步骤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实用新型的实施例有关的细节，以免因对于得益于本实用新型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实用新型的公开内容。

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，或者为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

请参阅图1所示，图1为一实施例中焊机供电电路的电路图，在该实施例中，该焊机供电电路可以包括整流滤波电路100、逆变电路200、逆变控制电路400、辅助供电电路300、次级供电回路500以及至少一个次级输出回路600。

其中如图1所示，整流滤波电路100的输入端接电源。其中，电源可以是单相110V、单相220V、单相380V、三相220V、三相380V或者三相440V的电源，也可以是发电机等。经过整流滤波后，正弦交流电转换为直流电输入至逆变电路200，假设此处该直流电的大小为VCC。

逆变电路200的第一输入端与整流滤波电路100的第一输出端相连接，逆变电路200的第二输入端与整流滤波电路100的第二输出端相连接，逆变电路200的第三输入端与逆变控制电路400的输出端相连接，逆变电路200的输出端与变压器T的原级绕组N相连接。该逆变电路200将整流后的直流电逆变为交流电后输出，且逆变控制电路400通过输出PWM信号来控制逆变电路200，以使得逆变电路200输出频率为50Hz～60Hz，且幅值为VCC的交流方波信号，具体可以参见图2所示，从而可以通过变压器T输出电能至次级供电回路500，以给次级供电回路500提供输入电能。其中，该逆变电路200可以为全桥逆变电路200，变压器T可以为工频降压变压器，其工作频率为50Hz～60Hz。

辅助供电电路300的输入端与整流滤波电路100的第一输出端相连接，辅助供电电路300的第一输出端与逆变控制电路400的第一输入端相连接。该辅助供电电路300可以在焊机开启时，给逆变控制电路400供电，如图1所示，该辅助供电电路300在焊机开启时，即通过整流滤波后的直流电VCC触发该辅助供电电路300工作。

次级供电回路500包括次级供电绕组N₃，次级供电绕组N₃与原级绕组N相耦合，次级供电回路500的第一输出端与逆变控制电路400的第二输入端相连接，次级供电回路500的第二输出端与逆变控制电路400的第三输入端相连接。待焊机启动后，变压器T输出电能至次级，由次级供电回路500输出直流电以给逆变控制电路400供电。

次级输出回路600包括次级输出绕组，次级输出绕组与原级绕组N、次级供电绕组N₃相耦合，该次级输出回路600可以正常输出电流，以提供焊机的输出。

上述焊机供电电路，在开机启动时，通过辅助供电电路300给逆变控制电路400供电，且在开机后，通过变压器T将焊机输入的交流电转换为直流电以便给逆变控制电路400供电，结构简单，成本低廉。

在其中一个实施例中，整流滤波电路100可以包括整流单元110和滤波单元。其中整流单元110的输入端接电源。整流单元110可以为三相全桥整流单元、三相半控整流单元或三相全控整流单元。滤波单元的第一端与整流单元110的第一输出端以及逆变电路200的第一输入端相连接，该滤波单元的第二端与整流单元110的第二输出端以及逆变电路200的第二输入端相连接。在其中一个实施例中该滤波单元可以为第一电容C₁，该第一电容C₁的电容值一般较大，该第一电容C₁可以为电解电容，陶瓷电容等，在此不限制该第一电容C₁的类型。

在其中一个实施例中，还包括第三电阻R₃，该第三电阻R₃的第一端与整流滤波电路100的第一输出端相连接，该第三电阻R₃的第二端与辅助供电电路300的输入端相连接，以便触发辅助供电电路300在焊机开启时给焊机控制电路供电。

在其中一个实施例中，次级供电回路500为一全桥整流电路，其具体可以包括第三二极管D₃、第四二极管D₄和第四电容C₄，次级供电绕组N₃的第一抽头与第三二极管D₃的正向输入端相连接，次级供电绕组N₃的第二抽头与第四二极管D₄的正向输入端相连接，次级供电绕组N₃的中间抽头与第四电容C₄的第二端相连接后接地，第三二极管D₃的反向输入端、第四二极管D₄的反向输入端与第四电容C₄的第一端相连接，第四电容C₄的第一端与逆变控制电路400的第二输入端相连接，第四电容C₄的第二端与逆变控制电路400的第三输入端相连接。该次级供电回路500对次级供电绕组N₃输出的交流电进行全波整流后输出直流电给逆变控制电路400进行供电。

上述实施例中，当存在电源输入时，经过整流滤波后产生直流输入电压VCC，通过第三电阻R₃触发辅助供电电路300给逆变控制电路400供电，逆变控制电路400产生50Hz～60Hz的驱动信号，使逆变电路200输出频率为50Hz～60Hz，幅值为VCC的交流方波信号，具体可以参见图2所示，该交流方波信号接入到变压器T的两端，降压后，其通过第一次级输出回路610中的次级输出绕组N₁和第二次级输出回路620中的次级输出绕组N₂输出，再通过单相整流电路以及第二电容C₂和第三电容C₃整流滤波后，获得两组直流电压VDD₁/-VDD₁和VDD₂/-VDD₂。另外次级供电绕组N₃为带抽头的绕组，通过第三二极管D₃和第四二极管D₄组成的全波整流电路整流，再通过第四电容C₄后获得直流输出电压VDD₃，以给逆变控制电路400供电，从而使得逆变控制电路400稳定工作，另外该逆变控制电路400还可以根据该直流输出电压VDD₃的反馈来通过PWM信号控制逆变电路200的导通时间Ton，从而可以稳定直流输出电压VDD₃。在该实施例中，辅助供电电路300仅在电源接通初期给逆变控制电路400供电，待直流输出电压VDD₃稳定后，由直流输出电压VDD₃给逆变控制电路400供电。

在其中一个实施例中，请参阅图3所示，图3为另一实施例中焊机供电电路的电路图，该焊机供电电路除了上述电路构成以外，还可以包括升压电路800、升压控制电路700以及反馈回路900。升压电路800的输入端与整流单元110的第一输出端相连接，升压电路800的输出端与滤波单元的第一端相连接；升压控制电路700的第一输出端与升压电路800的第一控制端相连接，升压控制电路700的第二输出端与升压电路800的第二控制端相连接，升压控制电路700的第一输入端与辅助供电电路300的第二输出端相连接，升压控制电路700的第二输入端与次级供电回路500的第一输出端相连接，升压控制电路700的第三输入端与次级供电回路500的第二输出端相连接；反馈回路900的第一端与滤波单元的第一端相连接，反馈回路900的第二端与滤波单元的第二端相连接，反馈回路900的反馈输出端与升压控制电路700的第四输入端相连接。在该实施例中，当存在电源输入时，首先经过整流单元110将正弦交流电整流为直流电，再经过升压电路800将该直流电的电压升高，以给逆变电路200提供输入，从而使得逆变电路200可以正常开启。

在其中一个实施例中，该升压电路800可以包括储能单元和BOOST升压电路，储能单元的第一端与整流单元110的第一输出端相连接，储能单元的第二端与滤波单元的第一端相连接，BOOST升压电路的输入端与储能单元的第一端相连接，BOOST升压电路的输出端与储能单元的第二端相连接，BOOST升压电路的第一控制端与升压控制电路700的第一输出端相连接，BOOST升压电路的第二控制端与升压控制电路700的第二输出端相连接。在该实施例中，储能单元可以为第一二极管D₁，当存在电源输入时，经过整流后，直流电通过该第一二极管D₁给第一电容C₁充电，通过第三电阻R₃触发辅助供电电路300工作，从而该辅助供电电路300可以给升压控制电路700和逆变控制电路400提供电能，该升压控制电路700从而可以工作以控制该BOOST升压电路的工作。

在其中一个实施例中，BOOST升压电路包括电感L₁、第二二极管D₂以及开关管Q₁，电感L₁的第一端与整流单元110的第一输出端相连接，电感L₁的第二端、开关管Q₁的第一端以及二极管的正向输入端相连接，第二二极管D₂的反向输入端与储能单元的第二端相连接，开关管Q₁的第二端与升压控制电路700的第一输出端相连接，开关管Q₁的第三端与升压控制电路700的第二输出端相连接。在该实施例中，经过整流单元110后，正弦交流电变为直流电，升压控制电路700通过反馈电路反馈的电压来输出PWM控制信号以控制开关管Q₁的导通和断开，当开关管Q₁导通时，电感L₁储能，当开关管Q₁断开时，电感L₁通过第二二极管D₂向第一电容C₁放电，从而可以将VCC升高至最大输入电压的1.414倍以上的某一个值，以使得后续的逆变电路200可以正常导通。在其中一个实施例中，开关管Q₁可以为MOS管等。

在其中一个实施例中，反馈回路900可以包括第一电阻R₁和第二电阻R₂，第一电阻R₁的第一端与滤波单元的第一端相连接，第一电阻R₁的第二端、第二电阻R₂的第一端以及升压控制电路700的第四输入端相连接，第二电阻R₂的第二端与滤波单元的第二端相连接。

为了使本领域技术人员充分认识上述实施例中所提到的焊机充电电路，在此以图3所示实施例为例来说明该焊机充电电路的工作原理：

首先接头AC₁、接头AC₂和接头AC₃接入任意组合的单相或三相输入线，电源接通，通过整流单元110将正弦交流电变成直流电，然后第一二极管D₁给第一电容C₁充电，使得第一电容C₁第一端的电压为VCC，从而该电压VCC可以通过第三电阻R₃来触发辅助供电电路300给逆变控制电路400以及升压控制电路700供电，从而升压控制电路700工作，使得BOOST升压电路工作，由第一电阻R₁和第二电阻R₂组成的反馈回路900将VCC分压后，反馈给升压控制电路700，该升压控制电路700可以改变其输出的PWM控制信号，以控制BOOST升压电路中开关管Q₁的导通和断开，当开关管Q₁导通时，电感L₁充电，以存储电能，当开关管Q₁关断时，电感L₁通过第二二极管D₂向第一电容C₁放电，以抬高VCC的电压，从而使得VCC的电压大于电源的最大输入电压的1.414倍。同时逆变控制电路400控制逆变电路200工作，使逆变电路200输出频率为50Hz～60Hz、幅值为VCC的交流方波信号，该交流方波信号的周期为20ms(对应频率为50Hz)～16.7ms(对应频率为60Hz)，其导通时间受逆变控制电路400的控制，该交流方波信号输入至变压器T的源极，经过降压后，通过第一次级输出回路610中的次级输出绕组N₁和第二次级输出回路620中的次级输出绕组N₂输出后，通过单相整流电路和第二电容C₂、第三电容C₃的整流滤波，获得两组输出直流电压VDD₁/-VDD₁和VDD₂/-VDD₂，次级充电绕组N₃带有抽头，其通过第三二极管D₃和第四二极管D₄组成的全波整流电路整流和第四电容C₄滤波后获得直流输出电压VDD₃，直流输出电压VDD₃给逆变控制电路400和升压控制电路700供电，使得焊机充电电路稳定工作，同时逆变控制电路400还可以根据直流输出电压VDD₃的反馈，通过PWM控制信号来控制逆变电路200的导通时间Ton，以稳定直流输出电压VDD₃。

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实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。