一种钢轨焊接用电子束焊机灯丝电源装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于电子束焊机电路电源领域，尤其涉及一种钢轨焊接用电子束焊机 灯丝电源装置。
【背景技术】
[0002] 电子束焊机的基本原理是：灯丝加热发射的电子，通过高压电源产生的高压电场 加速后，获得极高的动能，通过偏压电源和聚焦电源的调节形成电子束流，然后去轰击工 件，电子束的动能转化为热能使得工件焊接处变为熔融状态而形成焊缝，从而实现对工件 的焊接。目前国内的电子束焊机灯丝电源采用的是高频电源，控制电路采用的专门的PWM 脉宽调制技术。由于频率高，功率管在开通和关断时会产生很大的功率损耗和电磁干扰，并 且影响了频率的进一步升高。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种钢轨焊接用电子束焊机灯丝电源装置，旨在解决 现有电子束焊机灯丝电源由于频率高，功率管在开通和关断时会产生很大的功率损耗和电 磁干扰，并且影响了频率进一步升高的问题。
[0004] 本实用新型是这样实现的，一种钢轨焊接用电子束焊机灯丝电源装置，包括电源 输入端、第一整流电路，BUCK电路、半桥逆变电路、LLC谐振变换器、第二整流电路、电源输 出端以及加热负载；其中，
[0005] 所述电源输入端、第一整流电路、BUCK电路、半桥逆变电路、LLC谐振变换器、第二 整流电路、加热负载以及电源输出端依次顺序连接；
[0006] 所述第一整流电路将电源输入端的220V的单相交流电处理为稳定的直流电；所 述BUCK电路对该直流母线电压进行调节，该电压调节后的直流电经半桥逆变电路处理变 换为高频的交流电，所述LLC谐振变换器对半桥逆变电路输出的交流电进行波形的优化以 及实现开关管的软开关；所述第二整流电路对电压变换和隔离后再进行整流和滤波后输出 稳定的直流电加载在加热负载上。
[0007] 优选地，所述钢轨焊接用电子束焊机灯丝电源装置还包括控制电路以及驱动电 路；所述加热负载与电源输出端的连接线路上分出一路与控制电路的输入端连接；所述控 制电路的的输出端与驱动电路的输入端连接；所述驱动电路的第一输出端与BUCK电路的 输入端连接，第二输出端与半桥逆变电路输入端连接；其中，
[0008] 所述控制电路用于对BUCK电路和LLC谐振变换器中开关元件进行控制功能，所述 驱动电路对控制电路发出的控制信号进行放大和隔离。
[0009] 优选地，所述第一整流电路包括EMC滤波电路以及第一整流滤波电路；所述EMC滤 波电路的输入端与电源输入端连接，输出端与第一整流滤波电路的输入端连接，所述第一 整流滤波电路的输出端与BUCK电路的输入端连接；其中，
[0010] 所述EMC滤波电路将电源输入端的220V的单相交流电进行去电磁干扰，所述第一 整流滤波电路对去电磁干扰后的交流电进行不可控整流和电容滤波得到稳定的直流电。 [0011] 优选地，所述第二整流电路包括高频变压器以及第二整流滤波电路；所述LLC谐 振变换器、高频变压器、第二整流滤波电路、加热负载以及电源输出端顺序连接；其中，
[0012] 所述高频变压器对电压进行变换和隔离；所述第二整流滤波电路对高频变压器输 出的高频交流电进行整流和滤波后输出稳定的直流电。
[0013] 本实用新型克服现有技术的不足，提供一种钢轨焊接用电子束焊机灯丝电源装 置，通过在灯丝电源电路中引入LLC谐振变换器，并且通过调整母线电压的方式来改变电 压的大小，既提高了电源的工作频率，又减少了开关损耗和杂波，而且使开关器件可以很方 便的实现软开关，同时通过调节母线电压的大小来克服逆变电路调频Q值曲线不线性和调 宽产生大量谐波的影响。电源主电路采用BUCK电路调整母线电压的大小，逆变电路采用半 桥逆变和LLC谐振变换电路，并采用闭环控制以实现灯丝电源的自动调节和稳定。
【附图说明】
[0014] 图1是本实用新型钢轨焊接用电子束焊机灯丝电源装置的结构示意图；
[0015] 图2是本实用新型钢轨焊接用电子束焊机灯丝电源装置又一实施例的结构示意 图；
[0016] 图3是LLC谐振变换器半桥电路的简化示意图；
[0017] 图4是LLC谐振变换器等效电路结构图；
[0018] 图5是Q值曲线图；
【具体实施方式】
[0019] 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以解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0020] 如图1~5所示，其中，图1为本实用新型钢轨焊接用电子束焊机灯丝电源装置的 电路结构图；图2是本实用新型钢轨焊接用电子束焊机灯丝电源装置又一实施例的结构示 意图；图3是LLC谐振变换器半桥电路的简化示意图；图4是LLC谐振变换器等效电路结构 图；图5是Q值曲线图。
[0021] 一种钢轨焊接用电子束焊机灯丝电源装置，包括电源输入端Vin、第一整流电路 1，BUCK电路2(参考文献：王兆安。电力电子技术【M】。北京：机械工业出版社，2005)、半桥 逆变电路3(参考文献：王兆安。电力电子技术【M】。北京：机械工业出版社，2005)、LLC谐 振变换器4、第二整流电路5、加热负载9以及电源输出端Vout ;其中，所述电源输入端Vin、 第一整流电路1、BUCK电路2、半桥逆变电路3、LLC谐振变换器4、第二整流电路5、加热负 载9以及电源输出端Vout依次顺序连接；所述第一整流电路1将电源输入端Vin的220V 的单相交流电处理为稳定的直流电；所述BUCK电路2对该直流母线电压进行调节，该电压 调节后的直流电经半桥逆变电路3处理变换为高频的交流电，所述LLC谐振变换器4对半 桥逆变电路3输出的交流电进行波形的优化以及实现开关管的软开关；所述第二整流电路 5对电压变换和隔离后再进行整流和滤波后输出稳定的直流电加载在加热负载9上，加热 负载9进行加热。
[0022] 在本实用新型中，更具体的，所述钢轨焊接用电子束焊机灯丝电源装置还包括控 制电路7以及