专利名称：电子束焊机数字化高频高压电源装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及电子束焊接设备及其控制装置，具体为电子束焊机数字化高频高压电源方法装置及其控制方法。
背景技术：
电子束焊接是一种利用电子束作为热源的焊接工艺；电子枪中的阴极灯丝加热到一定的温度时会逸出电子，电子在高压电场的作用下被加速，通过电磁透镜聚焦后形成能量密集度极高的电子束，当电子束轰击焊接表面时，电子的强大动能瞬间转变为热能，使金属熔融，达到焊接的目的。与常用焊接方式相比，电子束焊具有功率密度大、焊缝深宽比大、 焊接速度快、热影响小、焊接变形小、焊缝纯度高和可焊材料多等特点。电子束焊机是一种综合了真空物理、电子技术、电子光学、高电压技术、计算机和控制技术等多种技术的高科技产品。目前市场上常用的电子束焊机高压电源控制方法和装置主要有以下几种类型(1)工频交流输入一变压器调压一工频变压器升压一高压整流滤波输出。特点是电网谐波干扰较小，但设备笨重、效率低、系统调节速度慢、调节精度差。为早期电子束焊机产品所应用，目前已不采用该种方案。(2)工频交流输入一工频晶间管交流调压一工频变压器升压一高压整流滤波输出。特点是系统调节速度较快、调节精度较高，但高压滤波电容值较大、对电网谐波干扰较大，为电子束炉产品普遍使用，但在电子束产品中逐渐被淘汰。(3)工频交流输入一中频发电机调压一中频变压器升压一高压整流滤波输出。特点是对电网谐波干扰小、调节精度较高，但系统调节速度慢、中频发电机价格较高、噪声大。 为目前我国电子束焊机产品普遍使用。(4)工频交流输入一工频变压器升压一高压整流滤波一高压电子管串联调压一高压滤波输出。特点是高压滤波电容值较小，对电网谐波干扰小、系统调节速度快、调节精度高，但效率低、高压电子管为特殊器件，制造难度大、设备体积大、制造成本高、在俄罗斯和乌克兰等国家电子束焊机产品中使用。(5)工频交流输入一工频整流滤波一高频逆变调压一高频变压器升压一高频高压整流滤波输出。特点是系统调节速度较快、调节精度高、设备体积小、制造成本较低，但高频逆变器及高频高压变压器制造难度大。为目前欧美电子束焊机产品普遍采用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种数字化的逆变式电子束高频高压电源的控制方法及电源装置。特点是对电网谐波干扰小、系统调节速度快、精度高、输出高压纹波小、制造简单、操作简单、全数字等特点。本发明的基本构思是采用工频交流输入一工频整流滤波一直流斩波调压一高频逆变一高频高压变压器升压一高频高压整流滤波输出的技术路线，取高压输出端电阻塔分压信号作为负反馈信号去控制高频斩波的占空比，实现高压电源的闭环控制，使得输出高压达到稳定调节。为了实现上述目的，本发明所设计的电子束焊机数字化高频高压电源的控制方法，包括输出高压电压的稳定调节，即电源由三相市电供电，采用AC — DC — DC — AC — DC 电流变化方式，中间DC — DC高频斩波直流调压环节，DC — AC为高频逆变环节；由高频高压变压器实现能量的传递、电压的升压以及高压绝缘；以高压输出端电阻塔分压信号作为负反馈信号去控制高频斩波的占空比，实现输出高压自动稳定调节。一种电子束焊机全数字高频高压电源装置，其特征在于包括电网滤波器、输入整流滤波单元、高频斩波调压单元、高频逆变单元、高频高压变压器、高频整流滤波单元、高压放电扼流单元、高压取样单元、电子束流取样电阻、信号处理及故障综合单元、数字控制器、 驱动电路单元、人机交互单元；电网滤波器的输入端与三相电网相接，其输出送入输入整流滤波单元中低压整流器的直流输入侧；输入整流滤波单元输出的不可控直流电送入到高频斩波调压单元的输入侧，高频斩波调压单元将不可控的直流电变成可控的直流电，其输出送入高频逆变单元的输入侧；高频逆变单元输出的交流电送入高频高压变压器的初级绕组；高频高压变压器的次级输出的高频高压电送入与高频高压变压器相连的高频整流滤波单元中的高压整流桥的交流输入侧；高压整流桥经滤波后输出，高频整流滤波单元的高压输出端接至高压放电扼流单元，其低压端经电子束流取样电阻与大地以及电子枪的阳极相接；高压放电扼流单元输出端接至电子枪的阴极；高压取样单元并接于高压放电扼流单元输出端和大地之间，输出的信号作为高压输出电压反馈信号；电子束流取样电阻输出的信号作为电子束流反馈信号；高压输出电压反馈信号与电子束流信号均接至信号处理及故障综合单元的输入端，信号处理及故障综合单元完成模拟信号到数字信号的转换，其输出端和数字控制器的输入端相接；在数字控制器中进行数字调节，产生PWM脉冲信号；控制器的输出端输出的PWM脉冲信号经驱动电路单元隔离放大后接至高频斩波调压单元中各个开关功率管的控制极；人机交互单元完成高压电源参数的设定与存储，并将电源参数传至数字控制器。进一步地，所述高频斩波调压单元包括开关功率管、续流二极管、滤波电感和滤波电容；高频逆变单元包括H逆变桥，所述H逆变桥由四个开关功率管、四个续流二极管和一个缓冲电路组成。如上所述的电子束焊机全数字高频高压电源装置的控制方法，三相市电经滤波、 整流后送入高频斩波调压单元，高频斩波调压单元将不可控的直流电转换成可控的直流电，由高频逆变单元将可控的直流电逆变成高频交流电，再通过高频高压变压器升压后整流输出得到高压直流电；该高压电源采用负反馈的控制方式，在数字控制器中完成数字比例-积分调节，产生脉冲宽度变化的PWM脉冲信号，经隔离和放大后去驱动高频斩波调压单元中的开关功率管，通过改变所述开关功率管的占空比来控制其输出电压平均值，完成高压电源的闭环控制。进一步地，信号处理及故障综合单元还包括信号处理单元和故障综合单元，信号处理单元接受来自高压取样单元、电子束流取样电阻、高频斩波调压单元、高频逆变单元的反馈信号，经信号处理单元隔离放大和处理后，经模数转换器转化成数字量后送入数字控制器，对高压电源运行状态实时监控；故障综合单元接受来自信号处理单元后的信号与设定的电压信号进行比较，出现异常时候输出故障信号直接封锁PWM脉冲信号，并将故障信号传至数字控制器，实现高压电源的多重保护。上述方案还包括高频斩波调压和高频逆变单元驱动的控制，高频斩波调压单元主要完成直流电压的调压，高频逆变单元完成直流电压到交流电压的转化；高频斩波调压单元由Buck电路组成，高频逆变单元由H逆变桥构成，它们所有开关管的脉冲均由数字控制器(DSP或ARM)直接产生。输出反馈信号经模数转换器(A/D)转化成数字量后送入数字控制器，在数字控制器中进行数字比例-积分(PI)调节，然后直接生产对应的PWM脉冲，经隔离和放大后驱动开关管，完成高压电源的闭环控制，整个过程均由数字控制器完成。上述方案还包括故障保护方法，即高压输出出现过压、过流等故障时，所有功率开关管的PWM脉冲均被封锁。所述故障保护方法在高压放电故障达到设定的封锁时间后，直流斩波和逆变电路的输出PWM脉冲将自动被解除封锁，实现高压自动重启；当设定时间内高压故障发生次数超过设定次数则认定为严重故障，此时完全封锁所有PWM脉冲，待故障排除后，再手动重启高压电源。上述故障保护控制具体包括下列步骤信号处理及故障综合单元检测电子束流取样电阻上的电子束流信号，如果超过设定的上限值判为电子束流过流故障；信号处理及故障综合单元检测高压取样单元的输出信号，如果超过设定的上限值判为高压加速电压过压故障；信号处理及故障综合单元检测高压取样单元的输出信号，如果产生负突跳变化判为加速电源产生高压放电故障；驱动电路单元检测每个功率开关管的温度信号，任意一个开关功率管超过设定的温度值上限就判为开关功率管过载故障；驱动电路单元同时也检测每个开关功率管的被驱动后的管压降，任意检测值超过设定的上限值判为开关功率管过流故障；信号处理及故障综合单元检测直流供电电流取样电路单元的输出信号，如果超出设定的上限值判为供电电流故障；上述任一故障发生时，均产生相应的故障输出信号，并立即封锁PWM脉冲信号。如果产生高压放电故障，PWM脉冲信号在被封锁0. 5 5毫秒后自动解除封锁，实现高压自动重启；在设定时间段内如果高压放电次数超过设定次数则判为“永久故障”，此时与处理其它故障类型的措施一样切断电网供电电源和高压设定信号，待故障排除后，再手动重启高压电源。所述高频斩波调压单元包括开关功率管、续流二极管、滤波电感和滤波电容；高频斩波调压单元输出电压平均值与电压之比等于斩波开关的导通时间与斩波周期之比，改变开关功率管的占空比就可以控制其输出电压平均值。高频逆变单元由H逆变桥构成，包括四个开关功率管、四个续流二极管和一个缓冲电路；H逆变桥的输出端接至高频高压变压器的初级绕组；本电源装置还包括信号处理单元及故障综合单元，信号处理单元接受来自高压取样单元、电子束流取样电阻、高频斩波调压单元、高频逆变单元的反馈信号，先经过信号处理单元隔离和处理，然后经模数转换器(A/D)转化成数字量后送入数字控制器，对高压电源运行状态实时监控，该单元还对反馈信号与设定的电压信号进行比较，出现异常时候输出故障信号直接封锁PWM脉冲信号，并将故障信号传至数字控制器，实现高压电源的多重保护。上述电网滤波器，用于切断电磁干扰(EMI)传播途径；输入整流滤波单元将三相交流电变换成平直的不可控直流电；高频斩波调压单元将输入整流滤波单元输出的不可控的直流电变换成可控的直流电，调节高频斩波调压单元的开关功率管的占空比就能改变高压输出电压；高频逆变单元完成直流电到交流电的变换；高频高压变压器实现能量的传递、电压的升压以及高压绝缘；高频整流滤波单元将高压高频交流电转换成平直的高压直流电；高压放电扼流单元用于抑制高压放电电流的上升速率，减缓放电产生的电池冲击强度；高压取样单元用于测量高压输出电压值，输出正比于高压电压的取样信号；电子束流取样电阻用于测量电子束流值，输出正比于电子束流大小的取样信号；信号处理及故障综合单元，对反馈信号先进行隔离和放大后，然后将模拟量转换成数字量，同时将反馈信号与设定的信号大小作比较，用于判断是否产生高压过压故障、电子束流过流故障、高压放电故障、开关功率管故障(过流、过载及过温)、直流供电电流过流故障，当发生故障，并对故障信息进行编码；数字控制器是整个高压电源的控制核心，反馈信号经信号处理及故障综合单元转化成数字量后送入数字控制器，在数字控制器中进行数字比例-积分(PI)调节，然后直接生产占空比变化的PWM脉冲，经驱动电路单元隔离和放大后驱动开关功率管，完成高压电源的闭环控制，整个过程均由数字控制器单元完成；驱动电路单元将数字控制器产生的PWM脉冲信号隔离和放大；人机交互单元完成高压电源的参数显示、故障显示、参数设定及存储，并将电源参数传至数字控制器。电子束焊机高压电源直接由三相市电整流后供电，高频斩波调压单元将不可控的直流电转换成可控的直流电，逆变单元把直流电逆变成高频交流电，通过高频高压变压器升压后整流输出得到高压直流电；高压电源采用负反馈的控制方式，采用数字比例-积分 (PI)调节器机构，在数字控制器中完成调节，产生脉冲宽度变化的PWM脉冲信号去控制高频斩波调压单元，完成高压电源的闭环控制；高频斩波环节由单管Buck、同步Buck或多相 (两相及两相以上)交错Buck电路组成，每种Buck电路的开关频率相同；高频逆变单元由半桥、两相或三相桥式逆变电路组成；一个高频变压器和高频整流桥组成一个供电单元组， 一个供电单元组或多个单元组的输出经过串联或并联接后的总输出作为高压电源输出。高频变压器的铁心材料可采用铁氧体，整个高频变压器制造工艺简单，而高压整流输出的直流电的脉动频率是高频逆变频率的几倍(倍数等于供电单元组个数)。这样高压脉动波的频率非常高，至需要选择很小的高压滤波电容值就能滤除交流脉动成分，满足纹波系数要求。选取高压滤波电容值很小的电容一方面系统惯性时间常数小，有利于提高控制系统的调节频率，另一方面能量存储少，高压放电时产生的冲击自然小，有利于提高电源系统运行的可靠性。本发明的最大特点是采用高频斩波调压和高频逆变的数字控制技术，技术也较容易实现，高频高压变压器采用铁氧体材料，极大减小变压器的质量和体检，可获得电子束焊机高压电源的快速调节、输出电压纹波小、故障快速保护、放电自重启和数字化等效果。
图1为本发明电子束焊机数字化高频高压电源装置实施例1机构示意图，图中标号为1、电网滤波器；2、输入整流滤波单元；3、高频斩波调压单元；4、高频逆变单元；5、高频高压变压器；6、高压整流滤波单元；7、高压放电扼流单元；8、高压取样单元；9、电子束流取样电阻；10、信号处理及故障综合单元；11、数字控制器；12、驱动电路单元；13、人机交互单元。图2为图1中高频斩波调压单元和高频逆变单元的结构示意图；图中标号为3-1、开关功率管；3-2、续流二极管；3-3、滤波电感；3-4、滤波电容；4_1、高频逆变单元左上臂开关功率管；4-2、高频逆变单元左下臂开关功率管；4-3、高频逆变单元左上臂续流二极管；4-4、高频逆变单元左下臂续流二极管；4-5、高频逆变单元缓冲电路；4-6、高频高压变压器初级绕组；4-7、右桥臂电路。图3为本发明电子束焊机高压电源装置另一种实施例的机构图。
具体实施例方式实施例1 本实施例的电子束焊机数字化高频高压电源装置，如图1所示，主要由电网滤波器1、输入整流滤波单元2、高频斩波调压单元3、高频逆变单元4、高频高压变压器5、高频整流滤波单元6、高压放电扼流单元7、高压取样单元8、电子束流取样电阻9、信号处理及故障综合单元10、数字控制器11、驱动电路单元12、人机交互单元13构成。电网滤波器1的输入端与三相380V的电网相连，其输出送入输入整流滤波单元2 中整流桥的交流输入侧。电网滤波器1用于切断电磁干扰(EMI)传播途径。输入整流滤波单元2输出的平直的直流电送入高频斩波调压单元3的输入侧。输入整流滤波单元2用于将三相交流电变换成平直的不可控直流电。高频斩波调压单元3将可控的直流电送入高频逆变单元4中逆变桥的直流输入端。高频斩波调压单元3由开关功率管、续流二极管、滤波电感和滤波电容组成；高频斩波调压单元输出电压平均值与电压之比等于斩波开关的导通时间与斩波周期之比，改变开关功率管的占空比就可以控制其输出电压平均值，进而改变高压输出电压值。高频逆变单元4由一个单相逆变H桥组成，H逆变桥输出的高频交流电送入高频高压变压器5的初级绕组。H逆变桥4如2中所示，高频逆变单元4包括对称的左桥臂和右桥臂电路，左、右桥臂各包括两个开关功率管、两个续流二极管和一个缓冲电路；左上桥臂开关功率管4-1与左上桥臂续流二极管4-3反并联，左下桥臂开关功率管4-2与左下桥臂续流二极管4-4反并联，左上桥臂电路与左下桥臂串联后再与缓冲电路4-5并联地接至高频斩波调压单元的输出端；H逆变桥的输出端接至高频高压变压器5的初级绕组。高频高压变压器5包括四个单相变压器，变压器的铁心采用铁氧体材料，每个变压器次级输出的高频高压送入高频整流滤波单元6中一组单相高压整流桥的交流输入侧。 高频高压变压器5用于实现能量的传递、电压的升压以及高压绝缘。高频高压整流滤波单元6每个高压整流桥输出经高压电容滤波后再串联输出，总输出高压端接至高压放电扼流单元7，低压端经电子束流取样电阻9与大地及电子枪的阳极相接。高频高压整流滤波电路单元6将高频高压交流电变换成平直的高压直流电。高压放电扼流单元7的输出接至电子枪的阴极。高压放电扼流单元7用于抑制高压放电电流的上升速率，减缓高压放电所产生的电磁冲击强度。高压取样单元8并接于高压放电扼流单元7输出端于大地之间，输出的信号作为高压输出反馈信号送入信号处理及故障综合单元10。高压取样单元8用于测量高压输出电压值，输出正比于高压输出电压的取样信号。电子束流取样电阻9串接于加速电压输出回路的低压端，输出的信号作为电子束流反馈信号送入信号处理及故障综合单元10。电子束流取样电阻9用于测量电子束流值，此电阻两端电压输出正比于电子束流大小的电压取样信号。信号处理及故障综合单元10接受来自高压取样单元8、电子束流取样电阻9、高频逆变单元4的信号，先经过信号处理单元隔离和处理，然后经模数转换器(A/D)转化成数字量后送入数字控制器，对高压电源运行状态实时监控，该单元还对反馈信号与设定的电压信号进行比较，出现异常时候输出故障信号直接封锁PWM脉冲信号，并将故障信号传至数字控制器，实现高压电源的多重保护。数字控制器11是整个高压电源的控制核心，反馈信号经信号处理及故障综合单元10转化成数字量后送入数字控制器，在控制器中进行数字比例-积分(PI)调节，然后直接产生占空比变化的PWM脉冲，经驱动电路单元12隔离和放大后驱动开关功率管，完成高压电源的闭环控制，整个过程均由数字控制器11完成。驱动电路单元12接受来自数字控制器11产生的PWM脉冲信号。驱动电路单元12 用于对PWM脉冲信号进行隔离和放大。人机交互单元13与数字控制器11相连。人机交互单元13用于高压电源的参数显示、故障显示、参数设定及存储，并将电源参数传至数字控制器。本实施例电子束焊机数字化高频高压电源放入控制方法，包括输出高压的稳定调节、高频斩波控制、高频逆变控制及故障保护控制。所述输出高压的稳定调节电子束焊机数字化高频高压电源由三相市电供电，采用AC — DC — DC — AC — DC电流变化方式，中间DC — DC高频斩波直流调压环节，DC — AC 为高频逆变环节；由高频高压变压器实现能量的传递、电压的升压以及高压绝缘；以高压取样单元8输出信号作为负反馈信号去控制高频斩波调压单元3中开关功率管的占空比， 实现输出高压自动稳定调节。所述高频斩波调压单元3和高频逆变单元4驱动控制包括个开开关管的占空比控制。高频斩波调压单元3主要完成直流电压的调压，高频逆变单元4完成直流电到交流电的转换；高频斩波调压单元3由Buck电路组成，高频逆变单元4由H逆变桥构成，它们所有开关管的脉冲均由数字控制器11直接产生。所述故障保护控制包括下列步骤信号处理及故障综合单元10检测电子束流取样电阻9上的电子束流信号，如果超过设定的上限值判为电子束流过流故障；信号处理及故障综合单元10检测高压取样电路单元8的输出信号，如果超过设定的上限值判为高压加速电压过压故障；信号处理及故障综合单元10高压取样电路单元8的输出信号，如果产生负突跳变化判为加速电源产生高压放电故障；驱动电路单元12检测每个功率开关管的温度信号，任意一个开关功率管超过设定的温度值上限就判为开关功率管过载故障；驱动电路单元12同时也检测每个开关功率管的被驱动后的管压降，任意检测值超过设定的上限值判为开关功率管过流故障；信号处理及故障综合电路单元10检测直流供电电流取样电路单元的输出信号，如果超出设定的上限值判为供电电流故障；上述任一故障发生时，均产生相应的故障输出信号，并立即封锁PWM脉冲信号，同是数字控制器单元10也会将高压数字P-I调节器的输出设置为“零”。如果产生高压放电故障，PWM脉冲信号在被封锁0. 5 5 毫秒后自动解除封锁，实现高压自动重启；在设定时间段内如果高压放电次数超过设定次数则判为“永久故障”，此时与处理其它故障类型的措施一样切断电网供电电源和高压设定信号，待故障排除后，再手动重启高压电源。
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本实施例电子束焊机高压电源直接由三相市电整流后供电，高频斩波调压单元3 将不可控的直流电转换成可控的直流电，高频逆变单元4把直流电逆变成高频交流电，通过高频高压变压器5升压后整流输出得到高压直流电；高压电源采用负反馈的控制方式， 采用数字比例-积分(PI)调节器机构，在数字控制器器11中完成调节，产生脉冲宽度变化的PWM脉冲信号去控制高频斩波调压单元3中开关功率管，完成高压电源的闭环控制；高频斩波调压单元3由单管Buck电路组成，高频逆变单元4由H逆变桥组成；一个高频变压器和高频整流桥组成一个供电单元组，四个供电单元组的输出经过串联后的总输出作为高压电源输出。高频高压变压器5的铁心采用铁氧体材料，整个高频变压器5制造工艺简单，而高压整流输出的直流电的脉动频率是高频逆变频率的两倍00000Hz)。这样高压脉动波的频率非常高，只需要选择很小的高压滤波电容值就能滤除交流脉动成分，满足纹波系数要求。选取高压滤波电容值很小的电容一方面系统惯性时间常数小，有利于提高控制系统的调节频率，另一方面能量存储少，高压放电时产生的冲击自然小，有利于提高电源系统运行的可靠性。实施例2 本实施例的电子束焊机数字化高频高压电源装置，如图3所示，与实施例1的区别在于高频整流滤波单元6的四个高压整流桥并联输出(实施例1为串联输出)，而其它部分完全相同。上述实施例是以本发明技术方案为前提下进行实施的，给出了单相斩波调压的实施方法。但本发明的保护不限于上述两组实施例，只要电子束焊机的高压加速电源采用斩波调压及高频逆变的方式即属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种电子束焊机数字化高频高压电源装置，其特征在于包括电网滤波器、输入整流滤波单元、高频斩波调压单元、高频逆变单元、高频高压变压器、高频整流滤波单元、高压放电扼流单元、高压取样单元、电子束流取样电阻、信号处理及故障综合单元、数字控制器、 驱动电路单元、人机交互单元；电网滤波器的输入端与三相电网相接，其输出送入输入整流滤波单元中低压整流器的直流输入侧；输入整流滤波单元输出的不可控直流电送入到高频斩波调压单元的输入侧，高频斩波调压单元将不可控的直流电变成可控的直流电，其输出送入高频逆变单元的输入侧；高频逆变单元输出的交流电送入高频高压变压器的初级绕组；高频高压变压器的次级输出的高频高压电送入与高频高压变压器相连的高频整流滤波单元中的高压整流桥的交流输入侧；高压整流桥经滤波后输出，高频整流滤波单元的高压输出端接至高压放电扼流单元，其低压端经电子束流取样电阻与大地以及电子枪的阳极相接；高压放电扼流单元输出端接至电子枪的阴极；高压取样单元并接于高压放电扼流单元输出端和大地之间，输出的信号作为高压输出电压反馈信号；电子束流取样电阻输出的信号作为电子束流反馈信号；高压输出电压反馈信号与电子束流信号均接至信号处理及故障综合单元的输入端，信号处理及故障综合单元完成模拟信号到数字信号的转换，其输出端和数字控制器的输入端相接；在数字控制器中进行数字调节，产生PWM脉冲信号；数字控制器的输出端输出的PWM脉冲信号经驱动电路单元隔离放大后接至高频斩波调压单元中各个开关功率管的控制极；人机交互单元完成高压电源参数的设定与存储，并将电源参数传至数字控制器。
2.根据权利要求1所述的电子束焊机数字化高频高压电源装置，其特征在于所述高频斩波调压单元包括开关功率管、续流二极管、滤波电感和滤波电容；高频逆变单元包括H 逆变桥，所述H逆变桥由四个开关功率管、四个续流二极管和一个缓冲电路组成。
3.—种如权利要求1所述的电子束焊机数字化高频高压电源装置的控制方法，其特征在于三相市电经滤波、整流后送入高频斩波调压单元，高频斩波调压单元将不可控的直流电转换成可控的直流电，由高频逆变单元将可控的直流电逆变成高频交流电，再通过高频高压变压器升压后整流输出得到高压直流电；该高压电源采用负反馈的控制方式，在数字控制器中完成数字比例-积分调节，产生脉冲宽度变化的PWM脉冲信号，经隔离和放大后去驱动高频斩波调压单元中的开关功率管，通过改变所述开关功率管的占空比来控制其输出电压平均值，完成高压电源的闭环控制。
4.根据权利要求3所述的电子束焊机数字化高频高压电源装置的控制方法，其特征在于该控制方法还包括故障保护方法，在高压输出出现过压、过流故障时，所有功率开关管的PWM脉冲均被封锁。
5.根据权利要求4所述的电子束焊机数字化高频高压电源装置的控制方法，其特征在于所述故障保护方法进一步包括，在高压放电故障达到设定的封锁时间后，PWM脉冲将自动被解除封锁，实现高压自动重启；当设定时间内高压故障发生次数超过设定次数则认定为严重故障，此时完全封锁所有PWM脉冲，待故障排除后，再手动重启高压电源。
6.根据权利要求3或4或5所述的电子束焊机数字化高频高压电源装置的控制方法， 其特征在于信号处理及故障综合单元还包括信号处理单元和故障综合单元，信号处理单元接受来自高压取样单元、电子束流取样电阻、高频斩波调压单元、高频逆变单元的反馈信号，经信号处理单元隔离放大和处理后，经模数转换器转化成数字量后送入数字控制器，对高压电源运行状态实时监控；故障综合单元接受来自信号处理单元后的信号与设定的电压信号进行比较，出现异常时候输出故障信号直接封锁PWM脉冲信号，并将故障信号传至数字控制器，实现高压电源的多重保护。
全文摘要
本发明所公开的电子束焊机数字化高频高压电源的控制方法及装置，由三相市电供电，采用AC→DC→DC→AC→DC电流变化方式，中间DC→DC高频斩波直流调压环节，DC→AC为高频逆变环节；由高频高压变压器实现能量的传递、电压的升压以及高压绝缘；高压电源采用负反馈的控制方式，采用数字比例-积分(PI)调节器机构，在数字控制器中完成调节，产生脉冲宽度变化的PWM脉冲信号去控制高频斩波调压单元，完成高压电源的闭环控制，实现输出高压自动稳定调节，其具有对电网谐波干扰小、输出高压纹波、精度高、效率高、全数字的特点。
文档编号H02M7/217GK102510228SQ201110358058
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日
发明者李正熙, 樊生文, 王泽庭 申请人:北方工业大学