一种利用三种电流调节方式控制电源特性的电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于多功能电源设备技术领域，特别涉及一种能够利用三种电流调节方式控制同一台设备，使其具有不同电流输出特性以实现焊接、充电、起动多功能电源设计要求。
【背景技术】
[0002]由于野外作业时，对电源设备的体积、重量、可靠性等都有较高要求，传统工频直流电源体积大而笨重。
[0003]在本实用新型以前的现有技术中，多采用高频开关型电源用于野外作业，高频开关型电源主电路示意图如图1所示。主电路输入380V三相交流电，经桥式整流变换成高压直流电，经主功率逆变模块(以下简称IGBT)进行斩波，高频换能变压器将高压逆变成低压，次级快恢复整流二极管进行高频整流，LC滤波，为负载提供低压直流电。
[0004]在中小容量变频电源的设计中，多采用脉宽调制技术控制IGBT的变频和变压。利用脉宽调制控制器(以下简称SG2525A)作为逆变换能控制器件，构成单端正激双管式逆变电源或桥式逆变电源，具有外部元器件数量少、控制性能稳定等特点，SG2525内部结构如图3所示。
[0005]由于脉宽调制控制器SG2525A只有一路误差放大器用于控制电源输出电压的调整，因此如果需要对电流进行调节控制，就要在外部增加比较器对电流信号进行单一脉冲的比较，并通过对脉宽调制控制器SG2525A的关断脚(第10脚)来控制逐个脉冲的导通时间以实现对逆变电源输出电流的控制。利用脉宽调制控制器SG2525A作为单端正激双管式逆变电源的控制器，通常利用它的关断脚进行电流控制，实现逆变电源的焊接、充电和起动的多种功能。
[0006]由于焊接、充电和起动时，电源的输出电流方式存在很大差异，例如焊接时需要初始起弧电流要大于工作电流，起弧后的工作电流维持稳定状态，要求电源的输出特性具有一定的柔性，在电流控制上不能刚达到限定电流值时输出电压下降太陡，使电源电焊时不容易起弧。而当作为起动电源使用时，需要在瞬间能提供一个大电流输出，并能将大电流维持2秒以上到10秒以内，要求电源的输出特性具有刚性，即在电流控制上达到限定电流值时输出电压下降速度快，使电源在最大允许电流值内工作而不致损坏。这就要求电源在不同工作状态下的电流控制模式应有所不同，而通常采用的由关断脚来控制电流的方式只能实现一种电流控制模式，这样就很难将两种不同工作特性的任务完美的结合到一台设备当中。
【发明内容】
[0007]针对上述现有技术状况，本实用新型的目的在于，提供一种利用三种电流调节方式来控制电源特性的电路，使逆变电源能够输出不同电流特性的工作状态，以达到焊接、充电、起动多功能电源设计要求。
[0008]现将本实用新型技术解决方案叙述如下:
[0009]为达到上述目的，本实用新型一种利用三种电流调节方式控制电源特性的电路，其特征在于:
[0010]本实用新型进一步提供一种利用三种电流调节方式控制电源特性的电路，其特征在于:利用软启动脚的特性，增加了利用高频三极管Q3(2N3904)的开关控制SG2525A的软启动脚，即第8脚，在逐个脉冲过程当中进行放电来控制对逆变输出脉冲的关断控制。
[0011 ] 本实用新型进一步提供一种利用三种电流调节方式控制电源特性的电路，其特征在于:直流电流采样信号取自于整流桥输出端分流电阻器两端，电压比较器AlODjp LM239的第I个电压比较器的正相输入端接电位器W5，反相输入端通过1ΚΩ电阻接到分流电阻器的负端。
[0012]本实用新型进一步提供一种利用三种电流调节方式控制电源特性的电路，其特征在于:焊接起弧电流采样信号来自于主功率变压器电流互感采样线圈，通过，电压比较器UlC,即LM239第2个比较器的正相输入端接电位器W3，反相输入端为一标准电压。
[0013]本实用新型进一步提供一种利用三种电流调节方式控制电源特性的电路，其特征在于:焊接、充电、起动工作电流的采样信号来自于主功率变压器电流互感采样线圈，电压比较器UlD (LM239第3个比较器)的正相输入端接电位器W104，反相输入端为一标准电压，焊接、充电、起动各工能档位对应有一组标准电压值。
[0014]本实用新型的有益效果是:能够通过三种不同电流调节方式来对各不同工作阶段下的输出电源特性进行控制，实现焊接、充电、起动三种工作状态下的三种电流调节方式，使一台逆变电源能够实现焊接、充电、起动三种功能，满足多功能电源设计要求，使得每种使用功能的工作性能都能完好实现，充分适应多种任务，真正体现一机多用的要求。
【附图说明】
[0015]图1:现有技术中的高频开关型电源主电路
[0016]图2:本实用新型逆变电源工作原理框图
[0017]图3:脉宽调制控制器SG2525内部结构图
[0018]图4:本实用新型三种电流调节方式控制电源特性的电路控制原理图
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0020]按照图4所示，通过高频三极管控制软启动脚达到逐个脉冲调整电流:利用软启动脚的特性，增加了利用高频三极管Q3(2N3904)的开关控制SG2525A的软启动脚(第8脚)在逐个脉冲过程当中进行放电来控制对逆变输出脉冲的关断控制。在这里高频三极管的基极并接两路控制信号，一路是直流输出电流检测比较控制信号，一路是电焊输出电流400A检测比较控制信号。控制器的软启动脚通过电容瞬间进行放电，可以实现在检测信号出现时立即对其逐个脉冲进行关断控制，其响应时间要比关断脚速度快，能够使输出电压特性因过流信号而陡变。
[0021]直流输出电流检测比较:直流电流采样信号取自于整流桥输出端分流电阻器两端，电压比较器A10D(LM239的第I个电压比较器)正相输入端接电位器W5，反相输入端通过1ΚΩ电阻接到分流电阻器的负端。通过调整W5电阻值，调整电压取样信号，使得比较器在直流输出1800A时输出高电平。正相输入端电压计算如下:
[0022]分流电阻器为400A75mV ；输出1800A时正反相输入端电压差U。=(1800 + 400) X0.075V = 4.5X0.075V = 0.3375V ;实测输出电流为零时反相输入端电压值U4-= 0.45V ;正相输入端电压U4+= U4—UQ= 0.45V-0.3375V = 0.0625V。即当输出直流电流值大于1800A时比较器输出高电平，用来控制高频三极管Q3，从而使脉冲控制器SG2525A输出信号关断，实现直流输出电流过流检测和保护。
[0023]焊接起弧电流过流值的检测比较:焊接起弧电流采样信号来自于主功率变压器电流互感采样线圈，通过，电压比较器U1C(LM239第2个比较器)的正相输入端接电位器W3，反相输入端为一标准电压。通过调整W3电阻值，调整电压取样信号，使比较器输出端为高电平，控制Q3的基极，将脉宽调制控制器SG2525A的输出脉冲进行逐个调整，使得输出电流为400A，输出电压为30V。通过高频三极管Q3 (2N3904)控制脉冲宽度来实现焊接起弧电流过流时输出电压陡变，从而完成焊接起弧电流过流值的检测比较。
[0024]焊接、充电、起动工作电流的检测比较:焊接、充电、起动工作电流的采样信号来自于主功率变压器电流互感采样线圈，电压比较器U1D(LM239第3个比较器)的正相输入端接电位器W104，反相输入端为一标准电压，焊接、充电、起动各工能档位对应有一组标准电压值。
[0025]调整W104电阻值，调整电压取样信号，使比较器输出端为高电平控制M7 (MOS管RFD120)的栅极，开关M7将对脉宽调制控制器SG2525A的正相输入端(第2脚)短路，即可对SG2525A的输出脉冲进行逐个调整。由于其控制的是正相输入端，反相输入端接的是电源输出的正极输出采样，在正极输出端子前级有逆变变压器、高频整流、高频电抗滤波、电容滤波等，控制回路的频响时间相对较大，滞后于主功率变压器电流采样频响，因此使用这路电流检测控制，能够将电源输出特性变得迟缓，具有柔性特点。从而使得在焊接起弧后进入工作状态时焊弧电流稳定，焊接效果良好。
[0026]上述内容中提到的三种电流调节方式为在不同工作阶段下电流控制实现输出电源特性。
【主权项】
1.一种利用三种电流调节方式控制电源特性的电路，其特征在于:利用软启动脚的特性，增加利用高频三极管Q3 2N3904的开关控制SG2525A的软启动脚，即第8脚，在逐个脉冲过程当中进行放电来控制对逆变输出脉冲的关断控制。
2.根据权利要求1所述的一种利用三种电流调节方式控制电源特性的电路，其特征在于:直流电流采样信号取自于整流桥输出端分流电阻器两端，电压比较器A10D，即LM239的第I个电压比较器的正相输入端接电位器W5，反相输入端通过1ΚΩ电阻接到分流电阻器的负端。
3.根据权利要求2所述的一种利用三种电流调节方式控制电源特性的电路，其特征在于:焊接起弧电流采样信号来自于主功率变压器电流互感采样线圈，通过，电压比较器UlC,即LM239第2个比较器的正相输入端接电位器W3，反相输入端为一标准电压。
4.根据权利要求3所述的一种利用三种电流调节方式控制电源特性的电路，其特征在于:焊接、充电、起动工作电流的采样信号来自于主功率变压器电流互感采样线圈，电压比较器Ul DLM239第3个比较器的正相输入端接电位器W104，反相输入端为一标准电压，焊接、充电、起动各工能档位对应有一组标准电压值。
【专利摘要】本实用新型涉及一种利用三种电流调节方式控制电源特性的电路，利用软启动脚的特性，增加利用高频三极管的开关控制的软启动脚，在逐个脉冲过程当中进行放电来控制对逆变输出脉冲的关断控制；直流电流采样信号取自于整流桥输出端分流电阻器两端，电压比较器正相输入端接电位器W5，反相输入端通过1KΩ电阻接到分流电阻器的负端；焊接起弧电流采样信号来自于主功率变压器电流互感采样线圈。同现有技术相比，能够通过三种不同电流调节方式来对各不同工作阶段下的输出电源特性进行控制，实现三种电流调节方式，使一台逆变电源能够实现焊接、充电、起动三种功能，真正体现一机多用的要求。
【IPC分类】H02M7-217, H02M7-48
【公开号】CN204465371
【申请号】CN201520025565
【发明人】冯永保, 杨振江, 郭晓松
【申请人】中国人民解放军第二炮兵工程大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年1月14日