具有pfc功能的逆变焊的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有PFC功能的逆变焊机,包括依次相连的交流电输入开关、整流电路、升压电路、快速整流电路、滤波电路以及逆变电路,所述升压电路包括电感、IGBT,所述电感一端与整流电路正级输出端相连,所述电感L另一端与所述IGBT的集电极相连,所述IGBT的发射极与整流电路的负极输出端相连,所述IGBT的发射极与整流电路的负极输出端之间连有采样电阻Rs,所述采样电阻Rs两端并联有PFC控制电路,所述PFC控制电路与所述IGBT的门极、快速整流电路均分别相连。本实用新型的所述逆变焊机能通过PFC控制电路对电压电流波形校正跟随,从而避免电流电压相位不一致时产生谐波干扰,本实用新型能大大提高电能利用率,节约能源,噪音小。
【专利说明】具有PFC功能的逆变焊机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种逆变焊机，尤其是涉及一种具有PFC功能的逆变焊机。
【背景技术】
[0002]目前，传统常用的逆变焊机电源输入级使用二级管不控整流器和高压大容量滤波电容后，传统常用的逆变焊机会产生严重的谐波电流，谐波电流干扰电网，并造成强噪声发射源，危害电网的正常工作，使220V电网输送线上电流损耗剧增，浪费大量电能。其中，PFC(Power Factor Correction)即功率因数校正，功率因数指的有效功率与总耗电量之间的比值，其值越高表示电能利用率越高。传统的逆变焊机，其功率因数在0.6?
0.75,电能利用率低，并且对电网损坏性大。
【发明内容】
[0003]基于此，本实用新型在于克服现有技术的缺陷，提供一种对电网干扰性低、电能利用率高的具有PFC功能的逆变焊机。
[0004]其技术方案如下:一种具有PFC功能的逆变焊机，包括依次相连的交流电输入开关、整流电路、升压电路、快速整流电路、滤波电路以及逆变电路，所述升压电路包括电感、IGBT,所述电感一端与整流电路正级输出端相连，所述电感L另一端与所述IGBT的集电极相连，所述IGBT的发射极与整流电路的负极输出端相连，所述IGBT的发射极与整流电路的负极输出端之间连有采样电阻Rs,所述采样电阻Rs两端并联有PFC控制电路，所述PFC控制电路与所述IGBT的门极、快速整流电路均分别相连。
[0005]下面对进一步技术方案进行说明:
[0006]优选的，所述PFC控制电路包括IRl 150芯片，所述IRl 150芯片的Com端接地；所述IR1150芯片的Freq端连接电阻R12的一端，所述电阻R12的另一端接地；所述IR1150芯片的Ism端分别连接有电阻R11与电容C6,所述电阻R11与整流电路负极输出端相连，所述电容C6接地；所述IR1150芯片的Ovp端连接电阻Rltl的一端，所述电阻Rltl的另一端接地；所述IR1150芯片的Comp端连接电容C8的一端，所述电容C8的另一端接地，所述IRl 150芯片的Comp端还连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接电容C9的一端，电容C9的另一端接地；所述IR1150芯片的Vfb端连接电阻R9的一端，所述R9的另一端接地；所述IRl 150芯片的V。。端连接至工作电源V。。，工作电源V。。还连接电容C7的一端，所述电容C7的另一端接地；所述IR1150芯片的Gate端通过电阻R5与所述IGBT的门极相连，所述电阻R5并联有二极管D4,所述二极管D4的阳极与所述IGBT的门极相连，所述二极管D4的阴极与所述IR1150芯片的Gate端相连；所述快速整流电路的输出端连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端分别与电阻R7的一端、电阻R6的一端相连，所述电阻R7的另一端连接至所述IR1150芯片的Vfb端，所述电阻R6的另一端连接至所述IR1150芯片的Comp端。
[0007]优选的，所述整流电路为桥式整流电路，所述电感L与桥式整流电路的共阴极相连，所述采样电阻Rs与所述桥式整流电路的共阳极相连。[0008]优选的，在所述开关与所述整流电路之间设有缓启电路。
[0009]优选的，所述缓启电路包括热敏电阻R1,所述热敏电阻R1设置在所述开关与所述整流电路相连的其中一条支路上，与所述热敏电阻R1并联有继电器控制电路。
[0010]优选的，所述快速整流电路包括并联在一起的两个二极管，两个所述二极管阳极与阳极相连，两个所述二极管阴极与阴极相连。
[0011]优选的，所述滤波电路为电容C1,所述电容C1 一端与所述快速整流电路相连，所述电容C1的另一端接地。
[0012]下面对前述技术方案的原理、效果等进行说明:
[0013]当接通开关后，获取采样电阻Rs的电流值、电压值、以及快速整流电路的电压值、电流值，通过PFC控制电路判断整流电路所输入的电流与电压的相位是否一致，当整流电路输入的电流相位与电压相位不一致时，PFC控制回路作用于IGBT的门极，调整电流相位与电压相位一致。本实用新型的所述逆变焊机能通过PFC控制电路对电压电流波形校正跟随，从而避免电流电压相位不一致时产生谐波干扰，本实用新型能大大提高电能利用率，节约能源，噪音小。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型实施例所述具有PFC功能的逆变焊机的电源输入电路图。
[0015]附图标记说明:
[0016]10、PFC控制电路，20、缓启电路，30、升压电路，40、快速整流电路，50、整流电路，60、逆变电路。
【具体实施方式】
[0017]下面对本实用新型的实施例进行详细说明:
[0018]如图1所示，一种具有PFC功能的逆变焊机，包括依次相连的交流电输入开关SW1、整流电路50、升压电路30、快速整流电路40、滤波电路以及逆变电路60，所述升压电路30包括电感L、绝缘栅双极型晶体管IGBT，所述电感L 一端与整流电路50正级输出端相连，所述电感L另一端与所述IGBT的集电极相连，所述IGBT的发射极与整流电路50的负极输出端相连，所述IGBT的发射极与整流电路50的负极输出端之间连有采样电阻Rs,所述采样电阻Rs两端并联有PFC控制电路，所述PFC控制电路10与所述IGBT的门极、快速整流电路40均分别相连。
[0019]当接通开关SWl后，获取采样电阻Rs的电流值、电压值、以及快速整流电路40的电压值、电流值，通过PFC控制电路10判断整流电路50所输入的电流与电压的相位是否一致，当整流电路50输入的电流相位与电压相位不一致时，PFC控制电路10作用于IGBT的门极，调整电流相位与电压相位一致。本实用新型的所述逆变焊机能通过PFC控制电路10对电压电流波形校正跟随，从而避免电流电压相位不一致时产生谐波干扰，本实用新型能大大提高电能利用率，节约能源，噪音小。
[0020]在其中一个实施例中，如图1所示，所述PFC控制电路10包括IRl 150芯片，所述IRl 150芯片的Com端接地；所述IRl 150芯片的Freq端连接电阻R12的一端，所述电阻R12的另一端接地；所述IRl 150芯片的Isen端分别连接有电阻R11与电容C6,所述电阻Rn与整流电路负极输出端相连，所述电容C6接地；所述IRl 150芯片的Ovp端连接电阻Riq的一端，所述电阻Rltl的另一端接地；所述IR1150芯片的Comp端连接电容C8的一端，所述电容C8的另一端接地，所述IR1150芯片的Comp端还连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接电容C9的一端，电容C9的另一端接地；所述IR1150芯片的Vfb端连接电阻R9的一端，所述R9的另一端接地；所述IR1150芯片的V。。端连接至工作电源V。。，工作电源V。。还连接电容C7的一端，所述电容C7的另一端接地；所述IR1150芯片的Gate端通过电阻R5与所述IGBT的门极相连，所述电阻R5并联有二极管D4,所述二极管D4的阳极与所述IGBT的门极相连，所述二极管D4的阴极与所述IR1150芯片的Gate端相连；所述快速整流电路40的输出端连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端分别与电阻R7的一端、电阻R6的一端相连，所述电阻R7的另一端连接至所述IR1150芯片的Vfb端，所述电阻R6的另一端连接至所述IRl 150芯片的Comp端。
[0021]采样电阻Rs的两端分别与IRl 150芯片电流环输入端相连，IRl 150芯片的Isen端时时获取采样电阻Rs的电流信号以及电压信号，同时，IR1150芯片获取所述快速整流电路的输出端电压信号，比较电流信号与电压信号的相位是否一致，并控制IGBT门极关断来校正滤波电路中的电流相位与电压相位，使得电流相位与电压相位保持一致，避免产生谐波干扰，提局功率因数值，提局电能利用率。
[0022]其中，芯片IR1150各引脚功用简要介绍如下:
[0023]脚I (COM):1C 的接地端。
[0024]脚2 (FREQ):该引脚为频率设置端。只需要在该引脚与COM之间接一个电阻就可以设置开关频率，频率范同为(50kHz?200kHz)。
[0025]脚3 (Isen):电流采样端。该脚为电流误差放大器的反相输入端，也是电流限制保护比较器的正向输入端。
[0026]脚4 (OVP / EN)脚:过电压保护/使能输入端，该脚内部过电压保护(OVP)比较器门限电平为(Vref) 7V的105.5%，可在外部利用电阻分压器来编程。该引脚又是IC “休眠”模式使能端，只要将该引脚上电压拉低到0.62V下，“休眠模式就被激活。芯片便进入电流消耗仅为200微安的“休眠模式”，符合待机功率小于I瓦的“蓝色天使”和“能源之
星”节能标准。
[0027]脚5(C0MP):电压环路补偿。该引脚是内部电压误差放大器输出。当发生故障时，该弓I脚将经过内部电阻器放电。
[0028]脚6 (Vfe):输出电压反馈:PFC升压变换器DC输出电压利用电阻分压器采样，经该弓I脚输入到内部电压误差放大器的反相端。
[0029]脚7(V。。):供电电压端。该脚典型导通阀值为12.7V,关断门限为10.7V。
[0030]脚8 (GATE):栅极驱动输出端。能提供峰值为1.5A的驱动电流。
[0031]在本实施例中，所述整流电路50为桥式整流电路，所述电感L与桥式整流电路的共阴极相连，所述采样电阻R8与所述桥式整流电路的共阳极相连。在所述开关SW与所述整流电路50之间设有缓启电路。所述缓启电路包括热敏电阻R1,所述热敏电阻R1设置在所述开关与所述整流电路50相连的其中一条支路上，与所述热敏电阻R1并联有继电器控制电路。所述快速整流电路包括并联在一起的两个二极管，两个所述二极管阳极与阳极相连，两个所述二极管阴极与阴极相连。所述滤波电路为电容C1,所述电容C1 一端与所述快速整流电路40相连，所述电容C1的另一端接地。
[0032]本实用新型实施例工作原理:接通SWl开关电源后，电网电源输入，整流桥Z1全桥整流，电感L1和IGBT进行升压，采样电阻Rs采样，快恢管二极管D1整流，电容C1滤波，然后经过逆变电路输出，其中，通过接入PFC控制电路，用采样电阻Rs的两端分别与IRl 150芯片电流环输入端相连，IRl 150芯片的Isen端时时获取采样电阻Rs的电流信号以及电压信号，同时，IR1150芯片获取所述快速整流电路的输出端电压信号，比较电流信号与电压信号的相位是否一致，并控制IGBT门极关断来校正滤波电路中的电流相位与电压相位，使得电流相位与电压相位保持一致，避免产生谐波干扰，提高功率因数值，使功率因数值在0.99以上，提高电能利用率，节约能源，校正后的电源再经过逆变电路逆变输出，实现一种具有PFC功能的逆变焊机。
[0033]以上所述实施例仅表达了本实用新型的【具体实施方式】，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本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。
【权利要求】
1.一种具有PFC功能的逆变焊机，包括依次相连的交流电输入开关、整流电路、升压电路、快速整流电路、滤波电路以及逆变电路，所述升压电路包括电感、IGBT,所述电感一端与整流电路正级输出端相连，所述电感L另一端与所述IGBT的集电极相连，所述IGBT的发射极与整流电路的负极输出端相连，其特征在于，所述IGBT的发射极与整流电路的负极输出端之间连有采样电阻Rs,所述采样电阻Rs两端并联有PFC控制电路，所述PFC控制电路与所述IGBT的门极、快速整流电路均分别相连。
2.根据权利要求1所述的逆变焊机，其特征在于，所述PFC控制电路包括IRl150芯片，所述IRl 150芯片的Com端接地；所述IRl 150芯片的Freq端连接电阻R12的一端，所述电阻R12的另一端接地；所述IR1150芯片的Isen端分别连接有电阻R11与电容C6,所述电阻R11与整流电路负极输出端相连，所述电容C6接地；所述IR1150芯片的Ovp端连接电阻Rltl的一端，所述电阻Rltl的另一端接地；所述IR1150芯片的Comp端连接电容C8的一端，所述电容C8的另一端接地，所述IR1150芯片的Comp端还连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接电容C9的一端，电容C9的另一端接地；所述IR1150芯片的Vfb端连接电阻R9的一端，所述R9的另一端接地；所述IR1150芯片的V。。端连接至工作电源V。。，工作电源V。。还连接电容C7的一端，所述电容C7的另一端接地；所述IR1150芯片的Gate端通过电阻R5与所述IGBT的门极相连，所述电阻R5并联有二极管D4,所述二极管D4的阳极与所述IGBT的门极相连，所述二极管D4的阴极与所述IR1150芯片的Gate端相连；所述快速整流电路的输出端连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端分别与电阻R7的一端、电阻R6的一端相连，所述电阻R7的另一端连接至所述IR1150芯片的Vfb端，所述电阻R6的另一端连接至所述IRl 150芯片的Comp端。
3.根据权利要求1所述的逆变焊机，其特征在于，所述整流电路为桥式整流电路，所述电感L与桥式整流电路的共阴极相连，所述采样电阻Rs与所述桥式整流电路的共阳极相连。
4.根据权利要求1所述的逆变焊机，其特征在于，在所述开关与所述整流电路之间设有缓启电路。
5.根据权利要求4所述的逆变焊机，其特征在于，所述缓启电路包括热敏电阻R1,所述热敏电阻R1设置在所述开关与所述整流电路相连的其中一条支路上，与所述热敏电阻R1并联有继电器控制电路。
6.根据权利要求1所述的逆变焊机，其特征在于，所述快速整流电路包括并联在一起的两个二极管，两个所述二极管阳极与阳极相连，两个所述二极管阴极与阴极相连。
7.根据权利要求1所述的逆变焊机，其特征在于，所述滤波电路为电容C1,所述电容C1 一端与所述快速整流电路相连，所述电容C1的另一端接地。
【文档编号】H02M1/12GK203608085SQ201320824707
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年12月12日
【发明者】舒振宇, 朱耀敏 申请人:上海沪工焊接集团股份有限公司