一种逆变焊机的电源装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及焊机【技术领域】，提供一种逆变焊机的电源装置，包括依次连接的整流电路、PFC电路、滤波电路和逆变电路，所述PFC电路包括两个工作在DCM模式下的Boost?PFC电路交错并联。本实用新型采用两个工作在DCM模式下的Boost?PFC电路交错并联运行，减小输入电流纹波和降低开关损耗，从而提高变换器的效率。
【专利说明】一种逆变焊机的电源装置
【【技术领域】】
[0001]本实用新型涉及焊机【技术领域】，特别涉及一种逆变焊机的电源装置。
【【背景技术】】
[0002]随着PFC技术的日益成熟，PFC技术在解决电磁干扰(EMI)和电磁兼容性(EMC)问题以及宽电压工作范围内的优势已日益明显。PFC技术在焊接电源的应用已经在国内取得了初步成效，并且在小功率焊接电源方面已开始应用。根据Boost PFC工作模式按照电感电流的连续与否，工作模式可分为电感电流连续工作模式(CCM)、电感电流不连续工作模式(DCM)和电感电流临界连续模式(CRM)。 [0003]CCM模式下的Boost PFC电路具有导通损耗小，输入电流纹波小等优点，但是CCM模式下输出整流二极管会产生很高的反向恢复损耗；DCM模式下开关损耗小，输入整流二极管不会产生反向恢复损耗，但输入电流纹波很大，前级EMI滤波器的设计尺寸也会相应增大，增加了电路的体积和成本，同时流过开关管的电流较大，开关管具有很高的通态损耗，降低了 PFC电路的效率。另外，现有技术还采用单重Boost PFC电路；而该单重BoostPFC电路的缺点是:不能满足大功率弧焊电源对PFC功率等级增加的需要，且单重BoostPFC技术会造成开关器件承受过高的瞬间电压和电流应力，增大电路中的电压、电流的变化率,产生严重的电磁干扰(EMI )。
【实用新型内容】
[0004]为了克服现有技术存在电流纹波和开关损耗大以及效率低的技术问题，本实用新型提供一种逆变焊机的电源装置。
[0005]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是:
[0006]一种逆变焊机的电源装置，包括依次连接的整流电路、PFC电路、滤波电路和逆变电路，所述PFC电路包括两个工作在DCM模式下的BoostPFC电路交错并联。
[0007]根据本实用新型的一优选实施例:所述PFC电路具体包括主控芯片、电网电压采集和工作电路、第一和第二电感、第一和第二开关管、第一和第二二极管、电压反馈电路、电流反馈电路以及第一推挽电路和第二推挽电路，所述电网电压采集和工作电路与主控芯片连接，所述第一和第二电感连接于整流电路的输出端，所述第一和第二二极管分别与第一和第二电感串联，所述第一开关管集电极与第一二极管阳极连接，基极与发射极分别经第一推挽电路和电流反馈电路与主控芯片连接，所述第二开关管集电极与第二二极管阳极连接，基极与发射极分别经第二推挽电路和电流反馈电路与主控芯片连接，且所述第一和第二二极管的阴极均经电压反馈电路与主控芯片连接。
[0008]根据本实用新型的一优选实施例:还包括与第一和第二二极管阴极连接的稳压电路。
[0009]根据本实用新型的一优选实施例:所述电网电压采集和工作电路包括第三和第四二极管，第一至第八电阻以及第一电容，所述第三和第四二极管分别与电网连接，所述第三和第四二极管的阴极相连，且所述第三二极管的阴极依次经第一、第二和第五电阻与主控芯片连接，所述第三二极管的阴极还经第三、第四和第七电阻与主控芯片连接，所述第五电阻经第六电阻接地，所述第七电阻经相互并联的第八电阻和第一电容接地。
[0010]根据本实用新型的一优选实施例:所述电压反馈电路包括依次连接的第九至第十二电阻，且所述第九电阻与第一二极管阴极连接，所述第十二电阻与主控芯片连接。
[0011]根据本实用新型的一优选实施例:所述电流反馈电路包括第十三和十四电阻，所述第十三电阻连接于第一开关管的发射极与主控芯片之间，所述第十四电阻连接于第二开关管的发射极与主控芯片之间。
[0012]根据本实用新型的一优选实施例:所述第一推挽电路包括第三和第四开关管，第十五至第十七电阻，所述第十五电阻一端与主控芯片连接，另一端与第三和第四开关管基极连接，所述第三和第四开关管的发射极相连后经第十七电阻与第一开关管的基极相连，所述第三开关管的集电极与第一开关管的发射极相连后与主控芯片连接，所述第四开关管的集电极与第十六电阻连接。
[0013]根据本实用新型的一优选实施例:所述第二推挽电路包括第五和第六开关管，第十八至第二十电阻，所述第十八电阻一端与主控芯片连接，另一端与第五和第六开关管基极连接，所述第五和第六开关管的发射极相连后经第二十电阻与第二开关管的基极相连，所述第五开关管的集电极与第二开关管的发射极相连后与主控芯片连接，所述第六开关管的集电极经第十九电阻与第十六电阻连接。
[0014]根据本实用新型的一优选实施例:所述稳压电路包括相互并联的第二至第五电
容。
[0015]根据本实用新型的一优选实施例:所述主控芯片是型号为R2A20114ASP的集成芯片。
[0016]相对于现有技术中来说，本实用新型的有益效果为:采用两个工作在DCM模式下的Boost PFC电路交错并联运行，减小输入电流纹波和降低开关损耗，从而提高变换器的效率。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0017]图1.是本实用新型所述的逆变焊机的电源装置的框架图。
[0018]图2.是本实用新型所述的逆变焊机的电源装置中的PFC电路的电路图。
[0019]附图标记说明:10、整流电路，20、PFC电路，30、滤波电路，40、逆变电路，210、主控芯片，220、电网电压采集和工作电路，230、电压反馈电路，240、电流反馈电路，250、第一推挽电路，260、第二推挽电路，270、稳压电路。
【【具体实施方式】】
[0020]下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。
[0021]参阅图1所示，本实用新型总的构思是提供一种逆变焊机的电源装置，包括依次连接的整流电路10、PFC电路20、滤波电路30和逆变电路40，其中:PFC电路20包括两个工作在DCM模式下的Boost PFC电路交错并联。这样，由于采用两个工作在DCM模式下的Boost PFC电路交错并联运行，减小输入电流纹波和降低开关损耗，从而可提高变换器的效率。
[0022]较佳的，参阅图2所示，PFC电路20具体包括主控芯片210、电网电压采集和工作电路220、第一和第二电感L1L2、第一和第二开关管Q5Q6、第一和第二二极管D2D3、电压反馈电路230、电流反馈电路240以及第一推挽电路250和第二推挽电路260，其中:电网电压采集和工作电路220与主控芯片210连接，第一和第二电感L1L2连接于整流电路10的输出端，第一和第二二极管D2D3分别与第一和第二电感L1L2串联,所述第一开关管Q5集电极与第一二极管D2阳极连接，基极与发射极分别经第一推挽电路250和电流反馈电路240与主控芯片210连接，第二开关管Q6集电极与第二二极管D3阳极连接，基极与发射极分别经第二推挽电路260和电流反馈电路240与主控芯片210连接，且第一和第二二极管D2D3的阴极均经电压反馈电路230与主控芯片210连接。且为了对输出电压的稳定，该PFC电路20还包括与第一和第二二极管(D2、D3)阴极连接的稳压电路270，该稳压电路270包括相互并联的第二至第五电容(C4、C34、C35、C36)。且上述的主控芯片210优选是型号为R2A20114ASP的集成芯片。
[0023]进一步的，电网电压采集和工作电路220包括第三和第四二极管(D4、D9 )，第一至第八电阻(R5-R9、R27-R29)以及第一电容C14，第三和第四二极管(D4、D9)分别与电网连接，第三和第四二极管(D4、D9)的阴极相连，且第三二极管D4的阴极依次经第一、第二和第五电阻(R5、R6、R9 )与主控芯片210连接，第三二极管D4的阴极还经第三、第四和第七电阻(R7、R8、R28)与主控芯片210连接，第五电阻R9经第六电阻R27接地，第七电阻R28经相互并联的第八电阻R29和第一电容C14接地。
[0024]进一步，电压反馈电路230包括依次连接的第九至第十二电阻(R24、R25、R34、R33)，且第九电阻R24与第一二极管D2阴极连接，第十二电阻R33与主控芯片210连接。
[0025]进一步，电流反馈电路240包括第十三和十四电阻(R30、R31)，第十三电阻R30连接于第一开关管Q5的发射极与主控芯片210之间，第十四电阻R31连接于第二开关管Q6的发射极与主控芯片210之间。
[0026]进一步，第一推挽电路250包括第三和第四开关管(Q1、Q3)，第十五至第十七电阻(RIO、R12、R14)，第十五电阻RlO —端与主控芯片210连接，另一端与第三和第四开关管(Q1、Q3)基极连接，第三和第四开关管(Q1、Q3)的发射极相连后经第十七电阻R14与第一开关管Q5的基极相连，第三开关管Ql的集电极与第一开关管Q5的发射极相连后与主控芯片210连接，第四开关管Q3的集电极与第十六电阻R12连接。而第二推挽电路260包括第五和第六开关管(Q2、Q4)，第十八至第二十电阻(Rll、R13、R15)，第十八电阻Rll —端与主控芯片210连接，另一端与第五和第六开关管(Q2、Q4)基极连接，第五和第六开关管(Q2、Q4)的发射极相连后经第二十电阻R15与第二开关管Q6的基极相连，第五开关管Q2的集电极与第二开关管Q6的发射极相连后与主控芯片210连接，第六开关管Q4的集电极经第十九电阻R13与第十六电阻R12连接。
[0027]下面再结合附图2对本实用新型的工作原理作如下介绍:
[0028]主回路单相AC85V-265V经整流电路10 (即整流桥Dl)整流后输入PFC电路20的第一和第二电感(L1、L2)，然后经过第一和第二开关管(Q5、Q6)，经整流第一和第二二极管(D2、D3)到输出。电网电压采集和工作电路220的电压采集信号从输入AC85V-265V经第三和第四二极管(D4、D9)整流后的电压大小信号经过第一、第二、第五和第六电阻(R5、R6、R9、R27)采集后输入主控芯片210 (R2A20114ASP)的6脚检测网压，经第三、第四、第七和第八电阻(R7、R8、R28、R29)采集后输入到主控芯片210 (R2A20114ASP)的5脚，且此电压决定PFC电路20开始工作点电压。而电压反馈信号经电压反馈电路230的第九至第十二电阻(R24、R25、R34、R33)采集后进入主控芯片210 (R2A20114ASP)的11脚；电流检测信号采用电流反馈电路240的二个第十三和十四电阻(R30、R31)取样，且电阻均无感电阻，送到主控芯片210 (R2A20114ASP)的15脚和16脚，当电流信号超过保护值时，主控芯片210(R2A20114ASP)封波，实现电路保护功能。外界的驱动电路经PFC电路20的主控芯片210(R2A20114ASP)输出后再由第三和第四开关管(Q1、Q3)以及第五和第六开关管(Q2、Q4)组成两路推挽结构驱动两组IGBT。通过主控芯片210 (R2A20114ASP)动态调节不同脉宽控制由第一和第二二极管(D2、D3)，第一和第二开关管(Q5、Q6)组成的交错并联Boost拓扑开关电路对输入电压实现升压功能及不同功率转换，第一和第二二极管(D2、D3)输出的电压经过稳压电路270的第二至第五电容(C4、C34、C35、C36)输出稳定直流390V电压。
[0029]上述详细描述仅是示范性描述，本领域技术人员在不脱离本实用新型所保护的范围和精神的情况下，可根据不同的实际需要设计出各种实施方式。
【权利要求】
1.一种逆变焊机的电源装置，其特征在于:所述逆变焊机的电源装置包括依次连接的整流电路(10)、PFC电路(20)、滤波电路(30)和逆变电路(40)，所述PFC电路(20)包括两个工作在DCM模式下的BoostPFC电路交错并联。
2.根据权利要求1所述的逆变焊机的电源装置，其特征在于:所述PFC电路(20)具体包括主控芯片(210)、电网电压采集和工作电路(220)、第一和第二电感(L1、L2)、第一和第二开关管(Q5、Q6)、第一和第二二极管(D2、D3)、电压反馈电路(230)、电流反馈电路(240)以及第一推挽电路(250)和第二推挽电路(260)，所述电网电压采集和工作电路(220)与主控芯片(210)连接，所述第一和第二电感(L1、L2)连接于整流电路(10)的输出端，所述第一和第二二极管(D2、D3)分别与第一和第二电感(L1、L2)串联,所述第一开关管(Q5)集电极与第一二极管(D2)阳极连接，基极与发射极分别经第一推挽电路(250)和电流反馈电路(240)与主控芯片(210)连接，所述第二开关管(Q6)集电极与第二二极管(D3)阳极连接，基极与发射极分别经第二推挽电路(260)和电流反馈电路(240)与主控芯片(210)连接，且所述第一和第二二极管(D2、D3)的阴极均经电压反馈电路(230)与主控芯片(210)连接。
3.根据权利要求2所述的逆变焊机的电源装置，其特征在于:还包括与第一和第二二极管(D2、D3)阴极连接的稳压电路(270)。
4.根据权利要求2所述的逆变焊机的电源装置，其特征在于:所述电网电压采集和工作电路(220)包括第三和第四二极管(D4、D9)，第一至第八电阻(R5-R9、R27-R29)以及第一电容(C14)，所述第三和第四二极管(D4、D9)分别与电网连接，所述第三和第四二极管(D4、D9)的阴极相连，且所述第三二极管(D4)的阴极依次经第一、第二和第五电阻(R5、R6、R9)与主控芯片(210)连接，所述第三二极管(D4)的阴极还经第三、第四和第七电阻(R7、R8、R28)与主控芯片(210)连接，所述第五电阻(R9)经第六电阻(R27)接地，所述第七电阻(R28)经相互并联的第八电阻(R29)和第一电容(C14)接地。
5.根据权利要求2所述的逆变焊机的电源装置，其特征在于:所述电压反馈电路(230)包括依次连接的第九至第十二电阻(R24、R25、R34、R33)，且所述第九电阻(R24)与第一二极管(D2)阴极连接，所述第十二电阻(R33)与主控芯片(210)连接。
6.根据权利要求2所述的逆变焊机的电源装置，其特征在于:所述电流反馈电路(240)包括第十三和十四电阻(R30、R31)，所述第十三电阻(R30)连接于第一开关管(Q5)的发射极与主控芯片(210)之间，所述第十四电阻(R31)连接于第二开关管(Q6)的发射极与主控芯片(210)之间。
7.根据权利要求2所述的逆变焊机的电源装置，其特征在于:所述第一推挽电路(250)包括第三和第四开关管(Ql、Q3)，第十五至第十七电阻(RIO、R12、R14)，所述第十五电阻(RlO) —端与主控芯片(210)连接，另一端与第三和第四开关管(Q1、Q3)基极连接，所述第三和第四开关管(Ql、Q3)的发射极相连后经第十七电阻(R14)与第一开关管(Q5)的基极相连，所述第三开关管(Ql)的集电极与第一开关管(Q5)的发射极相连后与主控芯片(210)连接，所述第四开关管(Q3)的集电极与第十六电阻(R12)连接。
8.根据权利要求7所述的逆变焊机的电源装置，其特征在于:所述第二推挽电路(260)包括第五和第六开关管(Q2、Q4)，第十八至第二十电阻(Rll、R13、R15)，所述第十八电阻(Rll) —端与主控芯片(210)连接，另一端与第五和第六开关管(Q2、Q4)基极连接，所述第五和第六开关管(Q2、Q4)的发射极相连后经第二十电阻(R15)与第二开关管(Q6)的基极相连，所述第五开关管(Q2)的集电极与第二开关管(Q6)的发射极相连后与主控芯片(210)连接，所述第六开关管(Q4)的集电极经第十九电阻(R13)与第十六电阻(R12)连接。
9.根据权利要求3所述的逆变焊机的电源装置，其特征在于:所述稳压电路(270)包括相互并联的第二至第五电容(C4、C34、C35、C36)。
10.根据权利要求2-9任一项所述的逆变焊机的电源装置，其特征在于:所述主控芯片(210)是型号为R2A20114ASP的集成芯片。
【文档编号】H02M5/42GK203537227SQ201320576758
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2013年6月19日
【发明者】邱光, 王巍, 王兆胜 申请人:深圳市瑞凌实业股份有限公司