焊接电源电路的制作方法

本实用新型涉及一种焊接电源电路。

背景技术：

随着PFC技术的日益成熟，PFC技术在解决电磁干扰和电磁兼容性问题以及宽电压工作范围内的优势日益明显。PFC技术在焊接电源的应用已经在国内取得初步成效，并且在小功率焊接电源方面已开始应用。

然而现有技术都采用单重Boost PFC电路，而单重Boost PFC电路不能满足大功率弧焊的要求。另外现有Boost PFC电路的功率因数较低，易造成能源浪费。

有鉴于此，有必要对现有的焊接电源电路予以改进，以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种焊接电源电路，以解决现有Boost PFC的功率和功率因数较低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种焊接电源电路，所述焊接电源电路包括依次连接的整流电路、PFC电路、储能电路和逆变电路，所述PFC电路包括：

两个并联的Boost电路；

PFC控制器；

输入电压采样电路，所述输入电压采样电路的输入端与所述整流电路的输出端相连，所述输入电压采样电路的输出端与所述PFC控制器相连；

驱动电路，所述驱动电路的输入端与所述PFC控制器相连，所述驱动电路的输出端与两个所述Boost电路相连；

零电流检测电路，所述零电流检测电路的输入端与两个所述Boost电路相连，所述零电流检测电路的输出端与所述PFC控制器相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述驱动电路包括第一驱动元件和第二驱动元件，两个所述Boost电路分别为第一Boost电路和第二Boost电路，所述第一Boost电路及第二Boost电路分别包括第一升压电感和第二升压电感、第一功率开关和第二功率开关、第一二极管和第二二极管，所述第一升压电感和第二升压电感的一端与整流电路的输出端相连，所述第一升压电感和第二升压电感的另一端分别与所述第一二极管和第二二极管的阳极相连，所述第一功率开关的阳极与第一二极管的阳极相连，所述第一功率开关的控制极与第一驱动元件相连，所述第二功率开关的阳极与第二二极管的阳极相连，所述第二功率开关控制极与第二驱动元件相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述零电流检测电路包括第一零电流检测电路和第二零电流检测电路，所述第一零电流检测电路的输入端与第一二极管的阳极相连，所述第一零电流检测电路的输出端与PFC控制器相连；所述第二零电流检测电路的输入端与第二二极管的阳极相连，所述第二零电流检测电路的输出端与PFC控制器相连。

作为本实用新型的进一步改进，焊接电源电路还包括PFC输出电流采样电路，所述PFC输出电流采样电路的输入端与第一功率开关和第二功率开关的阴极相连，所述PFC输出电流采样电路的输出端与所述PFC控制器相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述储能电路包括储能滤波电容和PFC输出电压采样电路，所述储能滤波电容的一端与所述第一二极管和第二二极管的阴极相连，所述储能滤波电容的另一端与逆变电路的输入端和PFC输出电压采样电路的输入端分别相连，所述PFC输出电压采样电路的输出端与所述PFC控制器相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述PFC输出电压采样电路包括第一PFC输出电压采样电路和第二PFC输出电压采样电路，所述第一PFC输出电压采样电路和所述第二PFC输出电压采样电路的输入端均与所述第一二极管和第二二极管的阴极相连，所述第一PFC输出电压采样电路和所述第二PFC输出电压采样电路的输出端均与所述PFC控制器相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述PFC控制器是型号为UCC28061控制芯片。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一驱动元件和所述第二驱动元件均是型号为MIC4422的驱动芯片。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的焊接电源电路，通过设置驱动电路将PFC控制器的控制电流放大并以此控制功率开关的通断，故经放大后的控制电流不易受到影响，功率开关也不易产生误操作；通过设置零电流检测电路和输入电压采样电路，从而利用PFC控制器控制Boost电路的输出电流的波形与经整流电路整流后的电压的波形完全一致，可以提高焊接电源电路的功率因数。本实用新型的焊接电源电路，电路简单，功率因数高，输出稳定。

附图说明

图1是本实用新型焊接电源电路的框架图；

图2是本实用新型焊接电源电路的原理图；

图3是图2中整流电路、Boost电路、驱动电路、储能滤波电容的电路图；

图4是图2中用以与图3电路连接的输入电压采样电路、零电流检测电路、PFC输出电流采样电路、PFC输出电压采样电路和PFC控制器的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

如图1至图4所示，本实用新型的焊接电源电路包括依次连接的整流电路、PFC电路、储能电路和逆变电路。

所述整流电路与交流电源相连，并将交流电整流形成波形为馒头状的直流电。

所述PFC（功率因数校正）电路包括两个并联的Boost（升压）电路、PFC控制器U2、输入电压采样电路、驱动电路、零电流检测电路、PFC输出电流采样电路及PFC输出电压采样电路。

两个所述Boost电路分别为第一Boost电路和第二Boost电路，两个所述Boost电路交替工作。所述第一Boost电路及第二Boost电路分别包括第一升压电感L1和第二升压电感L2、第一功率开关Q1和第二功率开关Q2、第一二极管D5和第二二极管D6。

所述第一升压电感L1和第二升压电感L2的一端与整流电路的输出端相连，所述第一升压电感L1和第二升压电感L2的另一端分别与所述第一二极管D5和第二二极管D6的阳极相连，所述第一功率开关Q1的阳极与第一二极管D5的阳极相连，所述第二功率开关Q2的阳极与第二二极管D6的阳极相连。

本实施例中，所述PFC控制器U2是型号为UCC28061控制芯片，所述PFC控制器U2的13脚接地，12脚外接一12V的直流电源。

在其他实施例中，所述PFC控制器U2也可选择型号为UCC28060或者UCC28019的芯片。

所述驱动电路的输入端与所述PFC控制器U2相连，所述驱动电路的输出端与两个所述Boost电路相连。

本实施例中，所述驱动电路包括第一驱动元件U1和第二驱动元件U2，且所述第一驱动元件U1和第二驱动元件U2均为均是型号为MIC4422的驱动芯片。所述第一驱动元件U1的第2脚与所述PFC控制器U2的14脚相连，所述第二驱动元件U2的第2脚与所述PFC控制器U2的11脚相连。

在其他实施例中，所述第一驱动元件U1和第二驱动元件U2也可选择型号为MIC4452或者MIC4416的芯片。

本实施例中，所述第一驱动元件U1的第6脚和第7脚通过十二电阻R12与所述第一功率开关Q1的控制极相连，所述第二驱动元件U2的第6脚和第7脚通过十三电阻R13与所述第二功率开关Q2的控制极相连。

所述驱动电路通过接受所述PFC控制器U2发出的控制电流，并将电流放大，从而驱动第一功率开关Q1和第二功率开关Q2的导通和关断，如此，经放大后的控制电流不易受到影响，功率开关也不易产生误操作。

所述输入电压采样电路的输入端与所述整流电路的输出端相连，所述输入电压采样电路的输出端与所述PFC控制器U2相连。所述输入电压采样电路包括十一电阻R11和第五电阻R5。第五电阻R5一端接地，另一端与PFC控制器U2的第7脚相连。所述PFC控制器U2用以检测经整流电路整流后的电压。

所述零电流检测电路的输入端与两个所述Boost电路相连，所述零电流检测电路的输出端与所述PFC控制器U2相连。所述零电流检测电路用以检测所述Boost电路的输出电流，当所述Boost电路的输出电流等于0时向所述PFC控制器U2输入控制信号。

所述零电流检测电路包括第一零电流检测电路和第二零电流检测电路，所述第一零电流检测电路通过第二电阻R2与所述PFC控制器U2的第16脚相连，所述第二零电流检测电路通过第一电阻R1与所述PFC控制的第1脚相连。

所述Boost电路的输出电流的波形与经整流电路整流后的电压的波形一致，当所述PFC控制器U2接受到控制信号，即功率开关处于导通状态的第一Boost电路或第二Boost电路上的输出电流为0，此时，所述PFC控制器U2判断检测到输入电压采样电路的输入电压，若输入电压也为0，此时则判断所述Boost电路的输出电流和整流电路的输入电压的轨迹一致，则所述PFC控制器U2控制导通的功率开关断开，控制断开的另一功率开关导通。而若输出电流为0时，输入电压不为0，则可以通过延迟导通另一功率开关来校准，延迟的时间根据输出电流为0时，输入电压的值来确定。

通过设置零电流检测电路和输入电压采样电路，从而控制所述Boost电路的输出电流和整流电路的输出电压的轨迹完全一致，从而提高所述PFC电路的功率因数。

所述PFC输出电流采样电路的输入端与所述Boost电路的输出端相连，所述PFC输出电流采样电路的输出端与所述PFC控制器U2相连。所述PFC输出电流采样电路包括第三电阻R3和第五电阻R5，其中，所述第三电阻R3的一端PFC控制器U2的第10脚相连，所述第三电阻R3的另一端与第五电阻R5相连，所述第五电阻R5的另一端与第一功率开关Q1和第二功率开关Q2的阴极相连并接地。

所述PFC输出电流采样电路用以将所述Boost电路的输出电流信息传送给PFC控制器U2，所述PFC控制器U2根据检测到的电流的大小控制所述PFC电路的输出功率，具体如下：根据所述PFC电路的最大输出功率和最大输出电压，计算得出所述Boost电路的输出电流的最大值，若检测到所述PFC输出电流采样电路的输出电流达到该最大值，此时控制所述两个所述Boost电路的功率开关的通断状态改变。

所述储能电路包括储能滤波电容C10和PFC输出电压采样电路。所述储能滤波电容C10的一端与第一二极管D5和第二二极管D6的阴极相连，所述储能滤波电容C10的另一端与逆变电路的输入端和PFC输出电压采样电路的输入端分别相连，所述PFC输出电压采样电路的输出端与所述PFC控制器U2相连。

所述储能滤波电容C10用以稳定输出电压，同时能够储存电能，以在输入电网掉电时也能保证负载的正常工作，延长了输出时间。

所述PFC输出电压采样电路包括第一PFC输出电压采样电路和第二PFC输出电压采样电路，所述第一PFC输出电压采样电路和所述第二PFC输出电压采样电路的输入端均与所述第一二极管D5和第二二极管D6的阴极相连，所述第一PFC输出电压采样电路和所述第二PFC输出电压采样电路的输出端均与所述PFC控制器U2相连。

所述第一PFC输出电压采样电路包括第十电阻R10、第六电阻R6和第六电容C6，所述第十电阻R10的一端与所述第一二极管D5和第二二极管D6的阴极相连，所述第十电阻R10的另一端与第六电阻R6的一端、第六电容C6的一端及PFC控制器U2的第2脚相连，所述第六电阻R6的另一端与第六电容C6的另一端相连。

所述第二PFC输出电压采样电路包括第九电阻R9、第四电阻R4和第四电容C4，所述第九电阻R9的一端与所述第一二极管D5和第二二极管D6的阴极相连，所述第九电阻R9的另一端与第四电阻R4的一端、第四电容C4的一端及所述PFC控制器U2的第8脚相连，所述第六电阻R6的另一端与第六电容C6的另一端相连。

所述第一PFC输出电压采样电路还包括环路补偿电路，所述环路补偿电路包括第七电容C7、第八电容C8和第八电阻R8，所述第七电容C7的一端与所述第八电阻的一端相连并接地，所述第八电阻的另一端与所述第八电容C8的一端相连，所述第八电容C8的另一端与所述第七电容C7的另一端相连并连接至所述PFC控制器U2的第2脚。

所述第八电容C8和第八电阻R8组成低频纹波衰减补偿，在环路纹波中将低频纹波吸收衰减至2%，有利于功率因数的提高和稳定电流的输出。所述第七电容C7为高频纹波衰减补偿，用以消除高频干扰信号，使整体环路更加稳定。

所述第一PFC输出电压采样电路还包括第七电阻R7，所述第七电阻R7一端连接所述PFC控制器U2的第3脚，另一端接地，所述第七电阻R7为定时电阻，用以确定PWM（脉冲宽度）信号的最大导通时间和工作频率。

所述PFC控制器U2通过比较所述PFC输出电压采样电路的输出电压和PFC控制器U2内部设定的门限电压，当所述PFC输出电压采样电路的输出电压高于门限电压时，控制所述两个所述Boost电路的功率开关的通断状态改变。如此，实现所述PFC电路的过压保护。

本实用新型的焊接电源电路，通过设置驱动电路将PFC控制器U2的控制电流放大并以此控制功率开关的通断，故经放大后的控制电流不易受到影响，功率开关也不易产生误操作；通过设置零电流检测电路和输入电压采样电路，从而利用PFC控制器U2控制Boost电路的输出电流的波形与经整流电路整流后的电压的波形完全一致，可以提高焊接电源电路的功率因数。本实用新型的焊接电源电路，电路简单，功率因数高，输出稳定。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。