逆变弧焊电源的制作方法

文档序号:7410355
逆变弧焊电源的制作方法
【专利摘要】一种逆变弧焊电源,包括主回路电路、电流电压反馈电路、控制电路和驱动电路。主回路电路由输入端与三相电源相连的三相整流滤波电路、两个双单端正激电路串联组成的逆变器、中频变压器和中频整流滤波电路组成。逆变弧焊电源通过由两个双单端正激电路串联组成的逆变器,能降低双单端正激电路中功率开关器件的电压尖峰,逆变器中的功率开关器件不会发生直通现象,易于保护,且能提高电源容量和逆变频率,降低开关应力,中频变压器的铁芯利用率大,弧焊电源设备的故障率低,减小了服务人员维护设备的工作量和时间,同时也节约了成本,增加了劳动生产效率。
【专利说明】逆变弧焊电源

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及焊接设备领域,特别是涉及一种逆变弧焊电源。

【背景技术】
[0002]目前,在我国的工程建设中大量使用的逆变焊接设备中,桥式IGBT逆变弧焊电源成为逆变弧焊电源的主流。逆变弧焊电源由于其体积小、重量轻、高效节能、使用方便以及特性优异等特点,越来越多地受到人们的重视。但目前所见生产的一些桥式逆变电路中所用大功率开关器件的驱动、保护和成本以及逆变频率成为急需攻克的难点,在这些桥式逆变电路中所使用的大功率开关器件往往会因为恶劣的现场设备使用环境而损坏,从而造成设备维护成本大大增加,降低了劳动生产效率。
实用新型内容
[0003]基于此,有必要针对传统技术问题,提供一种逆变弧焊电源。
[0004]一种逆变弧焊电源,包括主回路电路、电流电压反馈电路、控制电路和驱动电路,所述主回路电路由输入端与三相电源相连的三相整流滤波电路、两个双单端正激电路串联组成的逆变器、中频变压器和中频整流滤波电路组成,所述三相整流滤波电路的两个输出端与由所述两个双单端正激电路串联组成的逆变器相连接,经所述逆变器变成高频交流后连接中频变压器的一次侧,以使输出电压降低,所述中频变压器的二次侧连接中频整流滤波电路,所述中频整流滤波电路的输出端连接有电弧,所述中频变压器的二次侧通过所述电流电压反馈电路反馈至所述控制电路,所述控制电路生产PWM信号传送至所述驱动电路,所述驱动电路分别连接所述两个由两个双单端正激电路串联组成的逆变器,以控制逆变器的输出。
[0005]其中的一个实施例中,所述三相整流滤波电路包括三相整流模块QLl及输入分压电容C1、C2,输入分压电容C1、C2分别与两个双单端正激电路并联后再串联,输入分压电容Cl的正极接三相整流滤波电路QLl的输出正极,输入分压电容C2的负极接三相整流滤波电路QLl的输出负极,输入分压电容Cl的负极与输入分压电容C2的正极相连。
[0006]其中的一个实施例中,所述两个双单端正激电路包括第一单端正激电路和第二单端正激电路,所述第一单端正激电路由功率开关器件Vl和V2、钳位二极管VDl和VD2组成,所述第二单端正激电路由功率开关器件V3和V4、钳位二极管VD3和VD4组成。
[0007]其中的一个实施例中,所述二极管VDl的阴极连接到电容Cl的正极,所述二极管VDl的阳极连接到功率开关器件Vl的栅极,所述功率开关器件Vl的栅极连接到中频变压器的一次侧,所述功率开关器件Vl的发射极连接到电容Cl的负极;所述二极管VD2的阳极连接到电容Cl的负极,所述二极管VD2的阴极连接到功率开关器件V2的发射极,所述功率开关器件V2的发射极连接到中频变压器的一次侧,所述功率开关器件V2的栅极连接到电容Cl的正极;二极管VDl和功率开关器件Vl组成前臂桥,所述二极管VD2和功率开关器件V2组成后臂桥。
[0008]其中的一个实施例中,所述二极管VD3的阴极连接到电容C2的正极,所述二极管VD3的阳极连接到功率开关器件V3的栅极,所述功率开关器件V3的栅极连接到中频变压器的一次侧,所述功率开关器件V3的发射极连接到电容C2的负极;所述二极管VD4的阳极连接到电容C2的负极,所述二极管VD4的阴极连接到功率开关器件V4的发射极,所述功率开关器件V4的发射极连接到中频变压器的一次侧,所述功率开关器件V4的栅极连接到电容C2的正极;所述二极管VD3和功率开关器件V3组成前臂桥,所述二极管VD4和功率开关器件V4组成后臂桥。
[0009]其中的一个实施例中,所述中频整流滤波电路由整流二极管Dl、D2和电感LI组成,所述二极管D1、D2的阳极分别连接到中频变压器二次侧的一端,所述二极管D1、D2的阴极连接到电感L,所述电感L的一端连接电弧的输出正极,所述中频变压器二次侧的另一端连接电弧的输出负极
[0010]上述逆变弧焊电源通过由两个双单端正激电路串联组成的逆变器,能降低双单端正激电路中功率开关器件的电压尖峰,逆变器中的功率开关器件不会发生直通现象,易于保护,且能提高电源容量和逆变频率,降低开关应力,中频变压器的铁芯利用率大,弧焊电源设备的故障率低,减小了服务人员维护设备的工作量和时间,同时也节约了成本,增加了劳动生产效率。

【专利附图】

【附图说明】
[0011]图1为一实施方式的逆变弧焊电源的电路模块图;
[0012]图2为图1所示的逆变弧焊电源的电路原理图;
[0013]附图标记说明如下:
[0014]10逆变弧焊电源,
[0015]100主回路电路,110三相整流滤波电路,120双单端正激电路,121第一单端正激电路,122第二单端正激电路,130中频变压器,140中频整流滤波电路;
[0016]200电流电压反馈电路;
[0017]300控制电路;
[0018]400驱动电路;
[0019]500 电弧。

【具体实施方式】
[0020]为了便于理解本实用新型,下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是,本实用新型可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
[0021]需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0022]除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的【技术领域】的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0023]请参阅图1,本实施例一种逆变弧焊电源10,包括主回路电路100、电流电压反馈电路200、控制电路300和驱动电路400。主回路电路100由输入端与三相电源相连的三相整流滤波电路110、两个双单端正激电路120串联组成的逆变器、中频变压器130和中频整流滤波电路140组成。三相整流滤波电路110的两个输出端与由两个双单端正激电路120串联组成的逆变器相连接,经逆变器变成高频交流后连接中频变压器130的一次侧,以使输出电压降低。中频变压器130的二次侧连接中频整流滤波电路140,中频整流滤波电路140的输出端连接有电弧500。中频变压器130的二次侧通过电流电压反馈电路200反馈至控制电路300。具体的,电流电压反馈电路200是由闭环霍尔电流传感器和以电弧500电压本身作为电压传感器的反馈信号经滤波处理后提供给控制电路300。控制电路300生产PWM信号传送至驱动电路400。具体的,控制电路300以电流电压反馈电路200提供的反馈信号与所要控制的对象给定相比较后,经PID自动控制调节运算后,并输出特定频率和占空比的PWM信号,将此PWM信号提供给驱动电路400。驱动电路400分别连接两个由两个双单端正激电路120串联组成的逆变器,以控制逆变器的输出。
[0024]所述两个双单端正激电路120串联组成的逆变器电路简单,能降低双单端正激电路120中功率开关器件的电压尖峰;所述两个双单端正激电路120串联组成的逆变器中的功率开关器件不会发生直通现象,易于保护。所述两个双单端正激电路120串联组成的逆变器能提高电源容量和逆变频率,降低开关应力。所述两个双单端正激电路120串联组成的逆变器采用一个变压器,中频变压器130铁芯的磁场双向工作,中频变压器130的铁芯利用率大。所述两个双单端正激电路120串联组成的逆变器采用一个变压器,输入分压电容对中频变压器130有抑制偏磁的能力。所述两个双单端正激电路120串联组成的逆变器降低了弧焊电源设备的故障率,减小了服务人员维护设备的工作量和时间,同时也节约了成本,增加了劳动生产效率。
[0025]三相整流滤波电路110包括三相整流模块QLl及输入分压电容Cl、C2,输入分压电容C1、C2分别与两个双单端正激电路120并联后再串联,输入分压电容Cl的正极接三相整流滤波电路110QL1的输出正极,输入分压电容C2的负极接三相整流滤波电路110QL1的输出负极,输入分压电容Cl的负极与输入分压电容C2的正极相连。输入分压电容Cl、C2对中频变压器130T1有抑制偏磁的能力。
[0026]如图2所示,两个双单端正激电路120包括第一单端正激电路121和第二单端正激电路122。第一单端正激电路由功率开关器件Vl和V2、钳位二极管VDl和VD2组成,第二单端正激电路由功率开关器件V3和V4、钳位二极管VD3和VD4组成。由两个双单端正激电路120串联组成的逆变器降低了弧焊电源设备的故障率,减小了服务人员维护设备的工作量和时间,同时也节约了成本,增加了劳动生产效率。
[0027]第一单端正激电路中,二极管VDl的阴极连接到电容Cl的正极,二极管VDl的阳极连接到功率开关器件Vl的栅极,功率开关器件Vl的栅极连接到中频变压器130的一次侦牝功率开关器件Vl的发射极连接到电容Cl的负极;二极管VD2的阳极连接到电容Cl的负极,二极管VD2的阴极连接到功率开关器件V2的发射极,功率开关器件V2的发射极连接到中频变压器130的一次侧,功率开关器件V2的栅极连接到电容Cl的正极;二极管VDl和功率开关器件Vl组成前臂桥,二极管VD2和功率开关器件V2组成后臂桥。
[0028]第二单端正激电路中,二极管VD3的阴极连接到电容C2的正极,二极管VD3的阳极连接到功率开关器件V3的栅极,功率开关器件V3的栅极连接到中频变压器130的一次侦牝功率开关器件V3的发射极连接到电容C2的负极;二极管VD4的阳极连接到电容C2的负极,二极管VD4的阴极连接到功率开关器件V4的发射极,功率开关器件V4的发射极连接到中频变压器130的一次侧,功率开关器件V4的栅极连接到电容C2的正极;二极管VD3和功率开关器件V3组成前臂桥,二极管VD4和功率开关器件V4组成后臂桥。
[0029]中频整流滤波电路140由整流二极管D1、D2和电感LI组成,二极管D1、D2的阳极分别连接到中频变压器130 二次侧的一端,二极管D1、D2的阴极连接到电感L,电感L的一端连接电弧500的输出正极,中频变压器130 二次侧的另一端连接电弧500的输出负极。
[0030]上述逆变弧焊电源10通过由两个双单端正激电路120串联组成的逆变器,能降低双单端正激电路120中功率开关器件的电压尖峰,逆变器中的功率开关器件不会发生直通现象,易于保护,且能提高电源容量和逆变频率,降低开关应力,中频变压器130的铁芯利用率大,弧焊电源设备的故障率低,减小了服务人员维护设备的工作量和时间,同时也节约了成本,增加了劳动生产效率。
[0031]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。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种逆变弧焊电源,其特征在于,包括主回路电路、电流电压反馈电路、控制电路和驱动电路,所述主回路电路由输入端与三相电源相连的三相整流滤波电路、两个双单端正激电路串联组成的逆变器、中频变压器和中频整流滤波电路组成,所述三相整流滤波电路的两个输出端与由所述两个双单端正激电路串联组成的逆变器相连接,经所述逆变器变成高频交流后连接中频变压器的一次侧,以使输出电压降低,所述中频变压器的二次侧连接中频整流滤波电路,所述中频整流滤波电路的输出端连接有电弧,所述中频变压器的二次侧通过所述电流电压反馈电路反馈至所述控制电路,所述控制电路生产PWM信号传送至所述驱动电路,所述驱动电路分别连接所述两个由两个双单端正激电路串联组成的逆变器,以控制逆变器的输出。
2.根据权利要求1所述的逆变弧焊电源,其特征在于,所述三相整流滤波电路包括三相整流模块QLl及输入分压电容Cl、C2,输入分压电容Cl、C2分别与两个双单端正激电路并联后再串联,输入分压电容Cl的正极接三相整流滤波电路QLl的输出正极,输入分压电容C2的负极接三相整流滤波电路QLl的输出负极,输入分压电容Cl的负极与输入分压电容C2的正极相连。
3.根据权利要求1所述的逆变弧焊电源,其特征在于,所述两个双单端正激电路包括第一单端正激电路和第二单端正激电路,所述第一单端正激电路由功率开关器件Vl和V2、钳位二极管VDl和VD2组成,所述第二单端正激电路由功率开关器件V3和V4、钳位二极管VD3和VD4组成。
4.根据权利要求3所述的逆变弧焊电源,其特征在于,所述二极管VDl的阴极连接到电容Cl的正极,所述二极管VDl的阳极连接到功率开关器件Vl的栅极,所述功率开关器件Vl的栅极连接到中频变压器的一次侧,所述功率开关器件Vl的发射极连接到电容Cl的负极;所述二极管VD2的阳极连接到电容Cl的负极,所述二极管VD2的阴极连接到功率开关器件V2的发射极,所述功率开关器件V2的发射极连接到中频变压器的一次侧,所述功率开关器件V2的栅极连接到电容Cl的正极;二极管VDl和功率开关器件Vl组成前臂桥,所述二极管VD2和功率开关器件V2组成后臂桥。
5.根据权利要求3所述的逆变弧焊电源,其特征在于,所述二极管VD3的阴极连接到电容C2的正极,所述二极管VD3的阳极连接到功率开关器件V3的栅极,所述功率开关器件V3的栅极连接到中频变压器的一次侧,所述功率开关器件V3的发射极连接到电容C2的负极;所述二极管VD4的阳极连接到电容C2的负极,所述二极管VD4的阴极连接到功率开关器件V4的发射极,所述功率开关器件V4的发射极连接到中频变压器的一次侧,所述功率开关器件V4的栅极连接到电容C2的正极;所述二极管VD3和功率开关器件V3组成前臂桥,所述二极管VD4和功率开关器件V4组成后臂桥。
6.根据权利要求1所述的逆变弧焊电源,其特征在于,所述中频整流滤波电路由整流二极管D1、D2和电感LI组成,所述二极管D1、D2的阳极分别连接到中频变压器二次侧的一端,所述二极管D1、D2的阴极连接到电感L,所述电感L的一端连接电弧的输出正极,所述中频变压器二次侧的另一端连接电弧的输出负极。
【文档编号】H02M7/00GK204046440SQ201420466241
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月18日 优先权日:2014年8月18日
【发明者】李毅, 邢敏周, 康清周 申请人:成都熊谷加世电器有限公司
再多了解一些
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1