电源电路及焊机的制作方法

本实用新型涉及焊机领域，特别涉及一种电源电路及焊机。
背景技术：
：在滤波电容用在开关电源电路中，用来滤除交流成分，使输出的直流更平滑，但是在焊机工作时因输出功率越大，滤波电容上产生的纹波就会越大，纹波的增大会导致电容温升变高而减小滤波电容的使用寿命，常见的电源电路通过增加电容容量、电感或额外增加PFC(Power.Factor.Correction，功率因数校正)电路来降低滤波电容纹波达到降低滤波电容温升的目的，这样不仅增加了硬件电路成本，还降低了产品可靠性。技术实现要素：本实用新型提出一种电源电路，旨在减小焊机中滤波电容纹波。本实用新型提出一种电源电路，包括输入整流电路、滤波电容、逆变电路、输出整流电路、PWM驱动电路及控制电路；所述输入整流电路的电源输入端用于输入市电，所述输入整流电路的电源输出端经所述滤波电容后与所述逆变电路的电源输入端连接，所述逆变电路的电源输出端与所述输出整流电路的电源输入端连接，所述输出整流电路的电源输出端用于输出可调的直流电压，所述逆变电路的信号输入端与所述PWM驱动电路的信号输出端连接，所述PWM驱动电路的信号输入端、所述控制电路的信号输出端及所述控制电路的第一信号输入端互连；其中，所述输入整流电路，用于将市电进行整流输出为直流电源；所述滤波电容，用于滤除交流谐波；所述逆变电路，用于将所述输入整流电路输出的直流电逆变降压为交流方波电压，所述逆变电路输出的交流方波电压占空比受控于所述PWM驱动电路发出的驱动信号；所述输出整流电路，用于将所述逆变电路输出的交流方波电压整流为可调的直流电压；所述PWM驱动电路，用于将所述控制电路发出的PWM信号转换成所述逆变电路中所需要的驱动信号；所述控制电路，用于输出所述PWM信号，以减小所述滤波电容充电和/或放电过程中的电压变化幅度。优选地，所述电源电路还包括电流采样电路，所述电流采样电路的采样输入端与所述逆变电路的采样端连接，所述电流采样电路的信号输出端与所述控制电路的第二信号输入端连接。优选地，所述电流采样电路包括电流互感器及整流单元，所述电流互感器的一次侧为所述电流采样电路的采样输入端，所述电流互感器的二次侧与所述整流单元的电流输入端连接，所述整流单元的电流输出端为所述电流采样电路的信号输出端；所述电流互感器用于采集逆变电路逆变后的交流电流值，并将采集到的交流电流缩小N倍后输出给整流单元，所述整流单元用于将小电流整流后作为电流采样信号发送到所述控制电路。优选地，所述电流互感器一次侧与二次侧的变比范围为100～300。优选地，所述逆变电路包括逆变单元及隔离变压器，所述逆变单元的电源输入端为所述逆变电路的电源输入端，所述逆变单元的电源输出端与所述隔离变压器的一次侧连接，所述隔离变压器的一次侧为所述逆变电路的采样端，所述隔离变压器的二次侧为所述逆变电路的电源输出端；所述逆变单元用于将输入直流电源逆变输出为交流电源，所述隔离变压器用于将所述逆变单元输出的交流电源降压处理。优选地，所述控制电路包括控制芯片，所述控制芯片的第一输入脚用于接收检测到的PWM信号并发送到所述控制芯片的主控单元，所述控制芯片的第二输入脚用于接收电流采样信号并发送到所述控制芯片的主控单元，所述控制芯片的主控单元用于根据接收的信号判断所述滤波电容的充放电状态并发出相应的PWM信号，以及，计算出所述电源电路的输出电压及电流，所述控制芯片的输出脚用于输出所述PWM信号到所述PWM驱动电路。对应地，本实用新型还提出一种焊机，其特征在于，包括如上所述的电源电路，其中，电源电路包括输入整流电路、滤波电容、逆变电路、输出整流电路、PWM驱动电路，控制电路及电流采样电路；所述输入整流电路的电源输入端用于输入市电，所述输入整流电路的电源输出端经所述滤波电容后与所述逆变电路的电源输入端连接，所述逆变电路的电源输出端与所述输出整流电路的电源输入端连接，所述输出整流电路的电源输出端用于输出可调的直流电压，所述逆变电路的信号输入端与所述PWM驱动电路的信号输出端连接，所述PWM驱动电路的信号输入端、所述控制电路的信号输出端及所述控制电路的第一信号输入端互连；其中，所述输入整流电路用于将市电进行整流输出为直流电源；所述滤波电容用于滤除交流谐波；所述逆变电路用于将所述输入整流电路输出的直流电逆变降压为交流方波电压，所述逆变电路输出的交流方波电压占空比受控于所述PWM驱动电路发出的驱动信号；所述输出整流电路用于将所述逆变电路输出的交流方波电压整流为可调的直流电压；所述PWM驱动电路用于将所述控制电路发出的PWM信号转换成所述逆变电路中所需要的驱动信号；所述控制电路，用于输出所述PWM信号，以减小所述滤波电容充电和/或放电过程中的电压变化幅度。本实用新型通过根据滤波电容电压变化与PWM脉宽变化规律，所述控制电路通过检测脉宽判断所述滤波电容处于充电还是放电状态，进而对滤波电容充放电过程中PWM进行脉宽调制，所述控制电路在检测到所述PWM信号的脉宽逐渐变大时，控制所述PWM脉宽减少第一预设百分比，以减缓所述滤波电容放电幅度；在检测到所述PWM信号的脉宽逐渐减小时，此时为网电提供能量，控制所述PWM脉宽增加第二预设百分比，以减缓所述滤波电容充电幅度，因此降低滤波电容的纹波电压，从而实现降低滤波电容的温升，提高滤波电容使用寿命。并且所述控制电路还可根据采集电流信号及脉宽计算出所述电源电路的输出电压及电流，不需要输出电压及电流检测电路就可以控制所述输出整流电路的输出功率，简化了硬件电路，降低的成本，提高了装置的可靠性。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为现有技术中前级滤波电容电压与逆变电路输入的PWM信号波形示意图；图2为本实用新型电源电路一实施例的功能模块示意图；图3为本实用新型电源电路另一实施例的功能模块示意图；图4为本实用新型电源电路又一实施例的功能模块示意图。附图标号说明：标号名称标号名称Ur纹波电压50PWM驱动电路t1充电阶段60控制电路t2放电阶段70电流采样电路10输入整流电路31逆变单元20滤波电容32隔离变压器30逆变电路71电流互感器40输出整流电路72整流单元本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。焊机的电源电路一般包括一次整流电路、滤波电路、逆变电路、变压电路、二次整流电路、直流输出电路、电压检测电路、电流检测电路及控制电路。市电依次经过一次整流、逆变、变压、二次整流后输出，焊机的输出功率通过电压检测电路及电流检测电路检测直流输出电路的电压及电流计算得出，当焊机输出一定功率时，滤波电容电压大小与PWM脉宽存在着反比关系，即如图1所示，滤波电容充在电阶段t1中电压逐步升高时占空比减小即PWM脉宽逐步变窄，滤波电容在放电阶段t2中电压逐步降低时占空比增加即PWM脉宽逐步变宽，通过这一规律可以根据脉宽变化判断滤波电容正在充电阶段t1还是放电阶段t2，本实用新型利用该规律提出一种电源电路，以实现降低滤波电容的纹波。请参阅图2，在本实用新型电源电路一实施例中，上述电源电路包括输入整流电路10、滤波电容20、逆变电路30、输出整流电路40、PWM驱动电路50及控制电路60。输入整流电路10的电源输入端用于输入市电，输入整流电路10的电源输出端经滤波电容20后与逆变电路30的电源输入端连接，逆变电路30的电源输出端与输出整流电路40的电源输入端连接，输出整流电路40的电源输出端用于输出可调的直流电压，逆变电路30的信号输入端与PWM驱动电路50的信号输出端连接，PWM驱动电路50的信号输入端、控制电路60的信号输出端连接及所述控制电路60的第一信号输入端互连。输入整流电路10用于将市电进行整流输出为直流电源，滤波电容20用于滤除交流谐波，逆变电路30用于将输入整流电路10输出的直流电逆变降压为交流方波电压，输出整流电路40用于将逆变电路30输出的交流方波电压整流为可调的直流电压，逆变电路30输出的交流方波电压占空比受控于PWM驱动电路50发出的驱动信号，PWM驱动电路50用于将控制电路60发出的PWM信号转换成逆变电路30中所需要的驱动信号。因滤波电容20的电压逐步升高时PWM脉宽逐步变窄，滤波电容20的电压逐步降低时PWM脉宽逐步变宽，控制电路60可以通过发出的PWM脉宽变化判断滤波电容20正在充电阶段还是放电阶段。控制电路60检测到所述PWM信号的脉宽逐渐变大时，控制所述PWM脉宽减少第一预设百分比，以减缓滤波电容20放电幅度，此时放电过程中输出整流电路40输出功率降低，输出整流电路40输出功率为滤波电容20提供；在检测到所述PWM信号的脉宽逐渐减小时，控制所述PWM脉宽增加第二预设百分比，以减缓滤波电容20充电幅度，此时输出整流电路40的输出功率增加，输出整流电路40输出功率为输入的电源提供。通过如上调节不仅使电源电路输出的总体功率保持恒定，还可减小滤波电容20的纹波电压脉动进而降低滤波电容20的温升，并且电源电路结构上减少输出电压及电流检测电路，简化了电路结构。请参阅图3，在本实用新型电源电路另一实施例中，所述电源电路还包括电流采样电路70，电流采样电路70的采样输入端与逆变电路30的采样端连接，电流采样电路70的信号输出端与控制电路60的信号输入端连接。请参阅图4，在本实用新型电源电路又一实施例中，优选地，电流采样电路70包括电流互感器71及整流单元72，电流互感器71的一次侧为电流采样电路70的采样输入端，电流互感器71的二次侧与整流单元72的电流输入端连接，整流单元72的电流输出端为电流采样电路70的信号输出端。电流互感器71用于采集逆变电路逆变后的交流电流值，并将采集到的交流电流缩小N倍后输出给整流单元，整流单元72用于将小电流整流后作为电流采样信号发送到控制电路60，控制电路60可以根据电流采样电路70采集到的电流经过计算获取电源电路中输出电流，以及，根据PWM脉宽计算获取电源电路中输出电压，进而控制电路60可计算出电源电路的输出功率。值得一提的是，在又一实施例中，电流互感器的一次侧与二次侧的比值可选在100至300之间。较佳地，所述电流互感器71一次侧与二次侧的变比为200：1。可以理解的是，当比值过大的时候，电流采样电路70采样到的电流小，控制电路接收到的电流信号过小引起计算误差；当比值过小的时候，电流采样电路70采样到的电流过大，易造成元器件的损坏，基于上述考虑选择电流互感器71一次侧与二次侧比值规定在100～300之间。请继续参阅图4，在在本实用新型电源电路又一实施例中，优选地，逆变电路30包括逆变单元31及隔离变压器32，逆变单元31的电源输入端为逆变电路30的电源输入端，逆变单元31的电源输出端与隔离变压器32的一次侧连接，隔离变压器32的一次侧为逆变电路30的采样端，隔离变压器32的二次侧为逆变电路30的电源输出端。逆变单元31用于将输入直流电源逆变输出为交流电源，隔离变压器32用于将逆变单元31输出的交流电源降压处理。优选地，所述控制电路60包括控制芯片(图未示出)，控制芯片的第一输入脚用于接收检测到的PWM信号并发送到控制芯片的主控单元，所控制芯片的第二输入脚用于接收电流采样信号并发送到所述控制芯片的主控单元，控制芯片的主控单元用于根据接收的信号判断滤波电容20的充放电状态并发出相应的PWM信号，以及，计算出电源电路的输出电压及电流，所述控制芯片的输出脚用于输出所述PWM信号到PWM驱动电路50。以下，结合图1至图4，说明本实用新型电源电路的工作原理：首先市电通过输入整流、滤波、逆变、变压及输出整流后输出恒定的功率。然后通过控制电路60采集PWM脉宽变化及电流采样信号，进行反馈控制，控制电路60通过采集的PWM脉宽变化判断滤波电容20的充放电状态。接着控制电路60对PWM脉宽进行调制，即滤波电容20在充电过程中控制电路60增加PWM脉宽以控制电源电路的输出功率增加，充电过程中输出的功率为输入的电源提供，滤波电容20充电幅度减缓，在滤波电容20放电过程中控制电路60降低PWM脉宽以控制电源电路的输出功率降低，放电过程中输出功率为滤波电容20提供，滤波电容20放电幅度减缓，因此可降低滤波电容20的纹波电压变化，从而实现降低滤波电容20的温升，提高滤波电容20使用寿命。最后，控制电路60通过采集的电流值和电流互感器71的变比计算出电源电路的输出电流，控制电路60通过采集的PWM脉宽和空载电压计算出电源电路的输出电压，这样不需要输出电压及电流检测就可以计算并控制电源电路的输出功率，简化了硬件电路，提高了电源电路的可靠性。本实用新型还提出一种焊机，该焊机包括如上所述的电源电路，该电源电路的具体结构参照上述实施例，由于本电源电路采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本实用新型的专利保护范围内。当前第1页1 2 3