一种逆变式多功能直流弧焊机的控制电路和方法与流程

本发明涉及电焊机电弧焊接技术领域与空气等离子切割技术领域，尤其是涉及一种逆变式多功能直流弧焊机的控制电路和方法。

背景技术：

目前，公知的国内流行稳定的逆变直流手工焊电源、直流氩弧焊电源、逆变等离子切割机电源设备，这些电源只能实现单一焊接功能或者切割功能。

市场上一些既能焊接也可以切割的多功能弧焊机，主要原理是采用继电器来切割主变压器次级绕组的匝比来实现多功能的切换；而主变压器次级绕组是承载大电流、高电压的功率器件，用继电器进行大电流、高电压的切换，这种控制方法在原理上是不够理想的；而且在用继电器进行切换的同时，没有对切换条件进行限制，也给整机带来了安全隐患，比如，在负载状态下进行了切换，那么继电器是极其容易损坏的；这种多功能弧焊机的设计在原理上存在缺陷，控制方法和控制原理上的缺陷大大降低了整机的可靠性。使多功能弧焊机整体存在不够稳定的问题。

而在一些场合，既需要焊接又需要切割，单一的弧焊电源性价比不高，不能为用户带来很大的便捷。

因此，设计一种安全稳定的多功能弧焊机，满足市场需求，是目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种逆变式多功能直流弧焊机的控制电路和方法，通过在主变压器初级进行切换，实现多功能的输出，提高了逆变式多功能直流弧焊机的稳定性；在没有输出电流的状态下，可选择输出模式，切换控制端口；且通过检测输出电流，锁定输出模式，即在有电流输出时，锁定切换控制端口，防止安全隐患的出现。

本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：

一种逆变式多功能直流弧焊机的控制电路，包括第一整流电路、逆变电路、第一输出电路、第二输出电路、主控制电路、开关切换电路，第一整流电路的输出连接逆变电路的输入，逆变电路的第一输出端同时连接第一输出电路、第二输出电路的第一输入端，其第二输出端连接开关切换电路的输入端；开关切换电路的二个输出端分别连接第一输出电路、第二输出电路的第二输入端；主控制电路连接逆变电路，用于控制逆变电路的频率；主控制电路还连接开关切换电路，用于控制开关切换电路的状态，使逆变电路的输出或与第一输出电路接通，或与第二输出电路接通，第一输出电路、第二输出电路用于控制直流弧焊机的二种输出状态。

本发明进一步设置为：第一输出电路包括第一变压器、第二整流输出电路；第二输出电路包括第二变压器、第三整流输出电路；逆变电路的第一输出端同时连接第一变压器的第一输入端、第二变压器的第一输入端；开关切换电路的二个输出端分别连接第一变压器的第二输入端、第二变压器的第二输入端。

本发明进一步设置为：还包括功率检测电路，所述功率检测电路的输入端连接逆变电路的第二输出端，其输出端同时连接第一变压器的第一输入端、第二变压器的第一输入端，功率检测电路用于检测。

本发明进一步设置为：还包括输出电流采样电路，与第一输出电路、第二输出电路的输出端连接，其输出端与主控制电路的一个输入端连接，用于检测第一输出电路、第二输出电路的输出电流，同时将采样结果传输给主控制电路。

本发明进一步设置为：还包括输入电路，输入电路的输出端与主控制电路的输入端连接，用于输入参数，主控制电路根据输入参数，输出控制信号，控制开关切换电路的工作状态。

本发明进一步设置为：还包括输入电路，输入电路的输出端与主控制电路的输入端连接，用于输入参数，主控制电路根据输入参数与输出电流采样电路的采样结果，输出控制信号，控制开关切换电路的工作状态。

本发明进一步设置为：输出电路的数量大于二个，每个输出电路的输入端分别通过开关切换电路与逆变电路连接，主控制电路控制开关切换电路，在某一时刻，逆变电路的输出只与其中一个输出电路电连接。

本发明进一步设置为：还包括温度检测电路，与主控制电路连接，用于检测逆变电路、第一输出电路、第二输出电路的温度，并将检测结果传输给主控制电路。

本发明进一步设置为：所述开关切换电路包括可控开关，用于根据主控制电路的控制信号导通或断开逆变电路与输出电路的连接。

本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：

一种逆变式多功能直流弧焊机的控制方法，将由工频整流后的直流电源，经过变频后转换成高频交流电，控制变频后的输出功能，在某一时刻，高频交流电输出只与多功能输出电路中的一个功能的输出电路的输入端接通，完成一种直流弧焊功能的输出；同时检测输出电路的输出电流，只有在输出电路无电流时，能够进行多功能输出电路之间的切换。即一个主逆变电源，与n个并联连接的副逆变电源主变压器连接，n个并联连接的副逆变电源主变压器分别与n个切换开关串联连接，分别用电子切换开关对n个副逆变电源主变压器的初级绕组进行切换控制，且每组副逆变电源主电源对应一个相应的整流滤波输出。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：

1.本申请通过在一个主逆变电源，与n个副逆变电源主变压器和n个切换开关并联，且每组副逆变电源主电源对应一个相应的整流滤波输出；分别用电子切换开关对副逆变电源主变压器的初级绕组进行切换控制；实现了在小电流端的切换，提高了稳定性；

2.进一步地，本申请通过控制开关进行切换，实现了无触点切换，提高了切换的效率，保证了产品安全；

3.进一步地，本申请通过检测输出电流，对切换条件进行了限制，减小了安全隐患，提高了整机的可靠性。

附图说明

图1是本发明的一个具体实施例的结构示意图；

图2是本发明的一个具体实施例的具体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式一

本发明的一种逆变式多功能直流弧焊机的控制电路，如图1、2所示，包括整流电路、逆变电路、第一输出电路、第二输出电路、主控制电路、开关切换电路，第一输出电路包括第一变压器，第二输出电路包括第二变压器，整流电路用于将工频交流电转换为直流电，然后将直流电传输给逆变电路的输入端，逆变电路将直流电转换为高频交流电，高频交流电通过开关切换电路连接到二个变压器的原边线圈上，主控制电路控制逆变电路的频率、开关切换电路的状态，两个变压器分别为切割机输出电路变压器、手工焊或氩弧焊输出电路变压器。

为简单起点，在本说明书中，称切割机输出电路为第一输出电路，切割机输出电路变压器为第一变压器，手工焊或氩弧焊输出电路为第二输出电路，手工焊或氩弧焊输出电路变压器为第二变压器。

第一输出电路还包括第一整流滤波电路，第一变压器的副边线圈连接第一整流滤波电路的输入，第一整流滤波电路的输出用于驱动切割机动作。

第二输出电路还包括第二整流滤波电路，第二变压器的副边线圈连接第二整流滤波电路的输入，第二整流滤波电路的输出用于驱动手工焊或氩弧焊动作。

第一输出电路、第二输出电路的输出端并接在一起，由同一个输出端引出。

主控制电路通过驱动模块连接逆变电路的控制端，驱动模块根据主控制电路输出的控制信号，控制逆变电路的功率管的开启或关闭，从而控制逆变电路的频率。对于不同的输出模式与输出功率，逆变电路的频率不同。

逆变电路通过改变频率来改变输出的功率，节约了能源。

开关切换电路的输入端连接在逆变电路的一个输出端上，其二个输出端分别连接第一变压器与第二变压器的非同相端，开关切换电路的控制端连接主控制电路，主控制电路输出开关控制信号控制开关切换电路，使逆变电路的输出或与第一变压器接通，或与第二变压器接通。

逆变电路的另一个输出端连接第一变压器与第二变压器的同相端。

在本申请的一个具体实施例中，在逆变电路的另一个输出端与第一变压器、第二变压器的同相端之间，还连接有功率检测电路，用于检测第一输出电路、第二输出电路的输出功率，当输出功率大于设定值时，主控制电路输出控制信号改变逆变电路的输出频率或断开输出电路。

在本申请的一个具体实施例中，功率检测电路包括互感器，用于检测输出功率的大小。

在本申请的一个具体实施例中，开关切换电路包括可控开关，如可控硅、晶闸管、功率管中的至少一种，用于根据控制信号控制哪个输出电路与逆变电路的输出连通。

一种逆变式多功能直流弧焊机的控制电路还包括输出电流采样电路，与第一输出电路、第二输出电路的输出端连接，其输出端与主控制电路的一个输入端连接，用于检测第一输出电路、第二输出电路的输出电流，同时将采样结果传输给主控制电路。主控制电路根据输出电流采样信号，对输出进行控制。

当输出端无电流输出时，主控制电路控制输出模式的切换，进行第一输出电路与第二输出电路的切换；

当输出端有电流输出时，锁定当前状态下的输出模式，防止在有输出时进行模式切换，提高功率控制器件的可靠性。

在本申请的一个具体实施例中，输出电流采样电路包括霍尔传感器，用于检测输出电流。

一种逆变式多功能直流弧焊机的控制电路还包括输入电路，输入电路的输出端与主控制电路的输入端连接，用于输入参数，主控制电路根据输入参数，输出控制信号，控制开关切换电路的工作状态。

在本申请的一个具体实施例中，输入电路包括人机会话界面，用于输入参数。

在本申请的一个具体实施例中，输出电路的数量大于二个，每个输出电路的输入端分别通过开关切换电路与逆变电路连接，主控制电路控制开关切换电路，在某一时刻，逆变电路的输出只与其中一个输出电路电连通，且在一个输出电路电连通时，不能进行输出电路的切换，只有在无输出电路与逆变电路连通时，才能进行输出电路的切换，以保证输出的可靠性。

一种逆变式多功能直流弧焊机的控制电路还包括温度检测电路，与主控制电路连接，用于检测逆变电路、第一输出电路、第二输出电路中至少一个的温度，并将检测结果传输给主控制电路，主控制电路根据温度检测结果，控制逆变电路、开关切换电路的状态。

具体实施方式二

一种逆变式多功能直流弧焊机的控制方法，将工频交流电转换成第一直流电，第一直流电经过变频，转换成高频交流电，且高频交流电的频率由主控制电路根据输出状态、输入参数进行控制，高频交流电经过开关切换电路后连接多个输出电路的变压器原边线圈，在某一时刻，开关切换电路只允许一个输出电路与高频交流电接通，也就是说只有一路输出；检测输出电路的输出电流，当有一路输出时，不允许开关切换电路进行输出电路的切换，在所有的输出电路无输出时，才允许进行切换，选择哪路输出电路进行输出。

在本申请的一个具体实施例中，一个主逆变电源，与n个并联连接的副逆变电源主变压器连接，n个并联连接的副逆变电源主变压器分别与n个切换开关串联连接，分别用电子切换开关对n个副逆变电源主变压器的初级绕组进行切换控制，且每组副逆变电源主电源对应一个相应的整流滤波输出。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。