专利名称：一种采用变形推挽电路的逆变式直流焊机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及直流焊机技术领域，特别是指一种采用变形推挽电路的逆变式直 流焊机。
背景技术：
逆变式直流弧焊机具有体积小重量轻，节能节材，高效环保，焊接电流可以精确控 制等优点，已经广泛用于焊接工业的各个领域。逆变式直流弧焊机的核心技术就是中频逆变技术，说明书图1所示的是逆变式直 流弧焊机的原理方框图。逆变式直流弧焊机包括一次侧工频整流电路，中频逆变电路，中频降压电路，二 次侧中频整流电路，滤波电路，控制电路，其中，由采用电力半导体开关器件组成的中频逆 变电路，将经过一次侧工频整流电路整流后的直流电压电流逆变成中频交流电压电流，中 频逆变电路采用PWM(脉冲宽度调制)或PFM(脉冲频率调制)等控制方式，根据电压电流负 反馈给出的误差量进行能量调节，然后通过中频降压电路降成符合焊接要求的较低电压， 再由二次侧中频整流电路整流成电压电流，最后通过输出电抗器滤波，输出焊接需要的直 流焊接电压电流。可见，中频逆变部分是整个电路的核心，逆变部分可以有多种电路拓扑形式，在逆 变式直流焊机领域里，中频逆变部分采用的电路拓扑形式只有四种单端正激逆变电路，单 端双正激逆变电路，半桥式逆变电路，全桥式逆变电路。以上四个电路拓扑形式各有优点，但也存在许多缺点。单端正激逆变电路的缺点是中频变压器只工作在一个象限，磁芯和变压器利用率很低；电力半导体开关器件 关断时，中频变压器漏感激起的尖峰电压较高，较难处理。电力半导体开关器件电压应力 大。单端双正激逆变电路的缺点是中频变压器只工作在一个象限，利用率很低；中频变压器漏感激起能量泄放通道 需要高压快恢复二极管，电路稍显复杂，成本偏高。 半桥式逆变电路的缺点需要桥臂电容，成本偏高，桥臂电容的存在使得不能采用电流型PWM (PFM)控制， 电路可靠性稍差；同样输出功率时电力半导体开关器件流过的电流比其他电路大一倍，电 力半导体开关器件成本增加。全桥式逆变电路的缺点需要四组电力半导体开关器件，电路较复杂，成本偏高。中国实用新型专利公开号CN 101214576，
公开日2008年7月9日，实用新型名 称一种逆变直流埋弧焊机功率管驱动电路；公开了一种逆变直流埋弧焊机功率管驱动电 路，其特征在于，包括，第二电阻R2、第三电阻R3、第二电容C2和第一稳压管Dl构成稳压电路，把电压降低到15V，并与直流电源相联，用于在刚上电时为芯片U3供电；第一电阻R1、 第二稳压管D2、第三稳压管D3、第一电容C7和电阻Rll构成稳压电路，把电压稳定在15V 并与直流电源相联，用于在刚上电时为芯片U3供电；集成电路U3第13引脚与第四电阻R4 连接，第9引脚与第五电阻R5连接，用于高压驱动和低压驱动；第一三极管Q1、第二三极管 Q2、第四电阻R4、第六电阻RlO构成推挽式高压驱动电路，经过信号HVG与电源整流及高频 变压器驱动电路图中的回路信号连接、第三三极管Q3、第四三极管Q4和第五电阻R5构成推 挽式高压驱动电路，经过信号LVG与电源整流及高频变压器驱动电路中的回路信号连接， 用于驱动直流埋弧焊机的功率管；该种逆变直流埋弧焊机功率管驱动电路可以提供稳定的 工作电压，但是却只能应用于控制电路板电路中，无法应用于中频逆变电路。
实用新型内容为克服上述缺陷，本实用新型的目的即在于提供一种结构简单、性能稳定、性价比 高的采用变形推挽电路的逆变式直流焊机。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的本实用新型一种采用变形推挽电路的逆变式直流焊机，主要包括一次侧工频整 流电路，中频逆变电路，中频降压电路，二次侧中频整流电路，滤波电路，控制电路，其中，所述中频逆变电路采用变形推挽逆变电路，该变形推挽逆变电路包括第一 电力半导体开关器件VI、第二电力半导体开关器件V2、以及两个匝数均为Wp的第一、第二 初级绕组Tpl、Tp2按相位关系交替连接成的回路，连接在该回路的两个中点之间的箝位电 容C，输入电容Cin，第一反并二极管Dvl、第二反并二极管Dv2为第一电力半导体开关器件 VI、第二电力半导体开关器件V2的反并二极管；该变形推挽逆变电路还包括与第一、第二初级绕组Tpl、Tp2耦合的第一二次绕 组Tsl、第二二次绕组Ts2以及第一二极管D1、第二二极管D2组成的双半波整流电路，与该 双半波整流电路输入端串接的电抗器Lf和滤波电容Cf。采用PWM集成块和电流电压反馈电路以及电力半导体开关器件驱动电路组成的 控制回路可以输出相位差为180度的驱动脉冲，该脉冲分别送到第一、第二电力半导体开 关器件V1、V2的门极，使得电力半导体开关器件V1、V2交替导通和关断。这样，将工频交流 电压整流成的，存储在输入输入电容Cin上的直流电压经过第一第二电力半导体开关器件 VI、V2交替开通与关断产生中频交流电压。该电压经过具有第一、第二初级绕组Tpl、Tp2 和二次绕组Tsl、Ts2和铁芯组成的中频变压器降压，通过第一、第二二极管D1、D2 二次中频 整流，电抗器Lf和滤波电容Cf滤波后输出直流焊接电压电流；该种采用变形推挽电路的逆 变式直流焊机结构简单、性能稳定、性价比高。箝位电容C起着两个主要作用第一电力半导体开关器件Vl关断时，由箝位电容C给变压器原边漏感提供一个第 二反并二极管Dv2 —箝位电容C —第一初级绕组Tpl的低阻抗能量释放回路，并且电力半 导体开关器件关断期间提供一个续流回路，将第一电力半导体开关器件Vl的两端电压箝 位在Uin+Uc，因而电力半导体开关器件的电压尖峰得到了有效的抑制。箝位电容在电力半 导体开关器件全关断时储存电能，在导通时将能量释放给负载，理论上无能量损耗。本实用 新型的有益效果在于1 ；中频变压器工作在两个象限，铁芯利用率高。[0024]2 ；可以方便灵活的采用电流型PWM (或者PFM)和电压型PWM (或者PFM)四种控制 的方式.3 ；在电力半导体开关器件关断时，由箝位电容C给变压器原边漏感提供一个低阻 抗能量释放的续流回路，电力半导体开关器件的电压尖峰得到了有效的抑制。4;箝位电容在电力半导体开关器件全关断时储存电能，在导通时将能量释放给负 载，理论上，无能量损耗。5 ；电路简单，只需要两组电力半导体开关器件。因此采用此电路构成的逆变焊机 具有很高的性能价格比。
为了易于说明，本实用新型由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。图1为逆变式直流弧焊机的原理方框图；图2为图1中采用变形推挽电路的电路原理示意图.
具体实施方式
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。请参阅图1-2本实用新型一种采用变形推挽电路的逆变式直流焊机，主要包括 一次侧工频整流电路，中频逆变电路，中频降压电路，二次侧中频整流电路，滤波电路，控制 电路，其中，所述中频逆变电路采用变形推挽逆变电路，该变形推挽逆变电路包括第一 电力半导体开关器件VI、第二电力半导体开关器件V2、以及两个匝数均为Wp的第一、第二 初级绕组Tpl、Tp2按相位关系交替连接成的回路，连接在该回路的两个中点之间的箝位电 容C，输入电容Cin，第一反并二极管Dvl、第二反并二极管Dv2为第一电力半导体开关器件 VI、第二电力半导体开关器件V2的反并二极管；该变形推挽逆变电路还包括与第一、第二初级绕组Tpl、Tp2耦合的第一二次绕 组Tsl、第二二次绕组Ts2以及第一二极管D1、第二二极管D2组成的双半波整流电路，与该 双半波整流电路输入端串接的电抗器Lf和滤波电容Cf。采用PWM集成块和电流电压反馈电路以及电力半导体开关器件驱动电路组成的 控制回路可以输出相位差为180度的驱动脉冲，该脉冲分别送到第一、第二电力半导体开 关器件V1、V2的门极，使得电力半导体开关器件V1、V2交替导通和关断。这样，将工频交流 电压整流成的，存储在输入输入电容Cin上的直流电压经过第一第二电力半导体开关器件 VI、V2交替开通与关断产生中频交流电压。该电压经过具有第一、第二初级绕组Tpl、Tp2 和二次绕组Tsl、Ts2和铁芯组成的中频变压器降压，通过第一、第二二极管D1、D2 二次中频 整流，电抗器Lf和滤波电容Cf滤波后输出直流焊接电压电流；该种采用变形推挽电路的逆 变式直流焊机结构简单、性能稳定、性价比高。箝位电容C起着两个主要作用第一电力半导体开关器件Vl关断时，由箝位电容C给变压器原边漏感提供一个第二反并二极管Dv2 —箝位电容C —第一初级绕组Tpl的低阻抗能量释放回路，并且电力半 导体开关器件关断期间提供一个续流回路，将第一电力半导体开关器件Vl的两端电压箝 位在Uin+Uc，因而电力半导体开关器件的电压尖峰得到了有效的抑制。箝位电容在电力半 导体开关器件全关断时储存电能，在导通时将能量释放给负载，理论上，无能量损耗。 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
权利要求一种采用变形推挽电路的逆变式直流焊机，主要包括一次侧工频整流电路，中频逆变电路，中频降压电路，二次侧中频整流电路，滤波电路，控制电路，其特征在于，所述中频逆变电路采用变形推挽逆变电路，该变形推挽逆变电路包括第一电力半导体开关器件V1、第二电力半导体开关器件V2、以及两个匝数均为Wp的第一、第二初级绕组Tp1、Tp2按相位关系交替连接成的回路，连接在该回路的两个中点之间的箝位电容C，输入电容Cin，第一反并二极管Dv1、第二反并二极管Dv2为第一电力半导体开关器件V1、第二电力半导体开关器件V2的反并二极管；该变形推挽逆变电路还包括与第一、第二初级绕组Tp1、Tp2耦合的第一二次绕组Ts1、第二二次绕组Ts2以及第一二极管D1、第二二极管D2组成的双半波整流电路，与该双半波整流电路输入端串接的电抗器Lf和滤波电容Cf。
专利摘要本实用新型一种采用变形推挽电路的逆变式直流焊机，中频逆变电路采用变形推挽逆变电路，该变形推挽逆变电路包括第一电力半导体开关器件V1、第二电力半导体开关器件V2、以及两个匝数均为Wp的第一、第二初级绕组Tp1、Tp2按相位关系交替连接成的回路，连接在该回路的两个中点之间的箝位电容C，输入电容Cin，第一反并二极管Dv1、第二反并二极管Dv2为第一电力半导体开关器件V1、第二电力半导体开关器件V2的反并二极管；该变形推挽逆变电路还包括与第一、第二初级绕组Tp1、Tp2耦合的第一二次绕组Ts1、第二二次绕组Ts2以及第一二极管D1、第二二极管D2组成的双半波整流电路，与该双半波整流电路输入端串接的电抗器Lf和滤波电容Cf，该种采用变形推挽电路的逆变式直流焊机结构简单、性能稳定、性价比高。
文档编号B23K9/10GK201632744SQ20102014663
公开日2010年11月17日 申请日期2010年3月26日 优先权日2010年3月26日
发明者吴月涛, 杨振文 申请人:深圳市华意隆实业发展有限公司