一种等离子体引弧电源的控制电路的制作方法_2

文档序号:9277363阅读:来源:国知局
才能输出开关信号,而延迟电容器C2的正极只能在设定放电至1/3工作电压的时间达到后才能呈低电平,因此,本发明对第二输出门IC4输出的开关信号所设置的死区控制电路也是可靠的,可以有效避免上功率开关管和下功率开关管共态导通。
[0011]为了避免功率开关管过流损坏,当流过功率开关管的电流达到给定值时,取样电流通过取样二极管VD7使第一反相三极管VTl导通、第二反相三极管VT2截止,第二反相三极管VT2的集电极反转为高电平,高电平分别通过第四隔离二极管VD5和第五隔离二极管VD6使第一输出门IC3的输出端及第二输出门IC4的输出端呈低电平,使上功率开关管和下功率开关管截止,实现逐周过流保护。
[0012]本发明中,通过在振荡门ICl的输出端与死区控制电阻R3的第一脚之间设置电位器RP的措施来实现输出高压电的幅度调节。电位器RP连接为可变电阻的方式,用来调节延迟电容器C2的充电或放电时间,从而在具有死区控制时间的基础上调节输出开关信号的占空时间,以此调节功率开关管的导通时间,从而调节升压变压器的磁能,使升压变压器次级高压线圈的电压幅度受到调节,操作方便,以适应等离子体喷枪引弧的需要。
[0013]本发明中,振荡门ICl为与非门电路,只有当振荡门ICl的二个输入端同为高电平的时刻,振荡门ICI的输出端才会呈低电平,否则,振荡门ICl的输出端恒定为高电平,振荡门ICl将停止振荡。本发明把振荡门ICl的第二输入端设为控制端,用来控制引弧电源的开/关或暂停。应用时,外接暂停开关K,当暂停开关K连接地线时,振荡门ICl的第二输入端为低电平,振荡门ICl停止振荡且振荡门ICl的输出端呈高电平,高电平通过第一隔离二极管VD2输入到的第二输出门IC4的二个输入端,使第二输出门IC4的输出端为低电平,下功率开关管截止,由于暂停开关K连接地线,延迟电容器C2的正极通过钳位二极管VDl被钳位在低电平,延迟门IC2的输出端呈高电平,使第一输出门IC3的输出端为低电平,上功率开关管截止,从而使引弧电源关闭。当把暂停开关K连接到工作电源上时,振荡门ICl的第二输入端为高电平,振荡门ICl按设定的频率进行振荡,引弧电源正常工作。
[0014]本发明中,电路结构中采用以与非门电路为主控元件,与非门电路为数字化的集成电路,非常适合矩形脉冲波的形成和控制,其产生的开关信号用来驱动功率开关管也非常匹配,CMOS数字集成电路还是一种微功耗元件,具有电源电压工作范围宽、抗干扰能力强、输入阻抗高、电路接口简单、工作可靠和使用寿命长的特点,具体实施时,振荡门IC1、延迟门IC2、第一输出门IC3和第二输出门IC4共用一只四组二输入的与非门集成电路,具体型号为CC4011的CMOS数字集成电路。本发明中,把振荡门ICl输出的矩形脉冲波中高电平波顶和低电平波底分解为二路相互交替的矩形开关信号,电路结构明晰,二路开关信号翻转分明,控制有序;利用数字电路的特点,采把振荡门ICl输出的矩形脉冲波经延迟电容器C2充电延的措施来控制输出开关信号的死区时间,使得结构简单和措施可靠。由于本发明应用CMOS数字集成电路的非门电路为主控元件,因此,本发明具有结构简单、工作可靠、效率高和操作方便的特点,当在内电弧等离子体喷枪的高频引弧电源中应用时,使内电弧等离子体喷枪工作稳定。
[0015]本发明的有益效果是:提供的一种专用于等离子体喷枪引弧电源的控制电路,使高频引弧电源结构简单、工作可靠、效率高、操作方便和使等离子体喷枪工作稳定。
【附图说明】
[0016]附图1是本发明的一种等离子体引弧电源的控制电路图。
[0017]附图2是本发明的控制电路在等离子体引弧电源中应用的电路图。
[0018]图中:R1.振荡电阻,R2.第一傍路电阻,R3.死区控制电阻,R4.第一负载电阻,R5.偏置电阻,R6.第二负载电阻,R7.第二傍路电阻,R8.第三傍路电阻,R9.保险电阻,R10.降压电阻,Rll.第一偏压电阻,R12.第二偏压电阻,R13.第一限流电阻,R14.第二限流电阻,R15.第一驱动电阻,R16.取样电阻,R17.第二驱动电阻,R18.保护电阻,RP.电位器,Cl.振荡电容器,C2.延迟电容器,C3.第一滤波电容器,C4.第二滤波电容器,C5.抗干扰电容器,VDl.钳位二极管,VD2.第一隔离二极管,VD3.第二隔离二极管,VD4.第三隔离二极管,VD5.第四隔离二极管,VD6.第五隔离二极管,VD7.取样二极管,VD8-VD11.桥式整流电路,VD12.稳压二极管,VTl.第一反相三极管,VT2.第二反相三极管,VT3.第一驱动三极管,VT4.第二驱动三极管,VT5.第三驱动三极管,VT6.第四驱动三极管,VT7.上功率开关管,VT8.下功率开关管,ICl.振荡门,IC2.延迟门,IC3.第一输出门,IC4.第二输出门,DC.直流电源,VCC.工作电源,T.升压变压器,K.暂停开关,1.振荡端接口,2.调节出线接口,3.调节回线接口,4.前半周信号输出接口,5.后半周信号输出接口,6.电流取样信号输入接口,7.地线接口,8.控制接口,9.工作电源输入端,10.第一交流电接入端,11.第二交流电接入端,12.第一高压输出端,13.第二输出高压端。
【具体实施方式】
[0019]实施例1 图1所示的实施方式中,一种等离子体引弧电源的控制电路主要由电阻、电容器、二极管和与非门电路组成,其中,与非门电路包括振荡门IC1、延迟门IC2、第一输出门IC3和第二输出门IC4,振荡门ICl的第一输入端构成振荡电阻Rl和振荡电容器Cl的接入端,振荡门ICl的第二输入端构成控制输入端,振荡门ICl的输出端连接到振荡电阻Rl的第二脚、电位器RP的左端、延迟门IC2的第一输入端和第一隔离二极管VD2的阳极振荡电阻Rl的第一脚连接到振荡门ICl的第一输入端和振荡电容器Cl的第二脚,振荡电容器Cl的第一脚连接到地线,延迟门IC2的输出端连接到第三隔离二极管VD4的阳极,电位器RP的中心端和右端连接到死区控制电阻R3的第一脚,死区控制电阻R3的第二脚连接到延迟电容器C2的第一脚、延迟门IC2的第二输入端、钳位二极管VDl的阳极和第二隔离二极管VD3的阳极,延迟电容器C2的第二脚连接到地线;第三隔离二极管VD4的阴极连接到第一输出门IC3的二个输入端,第一输出门IC3的输出端构成振荡周期的前半周信号输出端;第一隔离二极管VD2的阴极和第二隔离二极管VD3的阴极连接到第二输出门IC4的二个输入端,第二输出门IC4的输出端构成振荡周期的后半周信号输出端。本实施例中,由第一负载电阻R4、偏置电阻R5、第二负载电阻R6、取样二极管VD7、第一反相三极管VT1、第二反相三极管VT2、第四隔离二极管VD5和第五隔离二极管VD6构成过流保护电路,取样二极管VD7的阴极构成电流取样信号输入端,取样二极管VD7的阳极通过偏置电阻R5连接到第一反相三极管VTl的基极,第一反相三极管VTl的集电极连接到第一负载电阻R4的第二脚和第二反相三极管VT2的基极,第二反相三极管VT2的集电极连接到第二负载电阻R6的第二脚、第四隔离二极管VD5的阳极和第五隔离二极管VD6的阳极,第一反相三极管VTl的发射极和第二反相三极管VT2的发射极连接到地线,第四隔离二极管VD5的阴极连接到第一输出门IC3的二个输入端,第五隔离二极管VD6的阴极连接到第二输出门IC4的二个输入端,与非门电路的电源端、第一负载电阻R4的第一脚和第二负载电阻R6的第一脚连接到工作电源输入端,与非门电路的接地端连接到地线;电路中有控制接口 8,钳位二极管VDl的阴极和振荡门ICl的第二输入端连接到控制接口 8 ;在振荡门ICl的第二输入端与地线之间有第一傍路电阻R2 ;在第一输出门IC3的二个输入端与地线之间有第二傍路电阻R7 ;在第二输出门IC4的二个输入端与地线之间有第三傍路电阻R8。本实施例中,振荡门IC1、延迟门IC2、第一输出门IC3和第二输出门IC4共用一只型号为CC4011的四组二输入与非门CMOS数字集成电路,取样二极管VD7选用1.2V的稳压二极管。本实施例的电路在等离子体喷枪的引弧电源中直接应用或制成控制模块,控制模块在高频引弧电源中应用或在其他开关电源上应用,当把本实施例的电路制成控制模块时,振荡电阻R1、振荡电容器Cl、电位器RP和暂停开关K作为控制模块的外围元件,在控制模块上有振荡端接口 1、调节出线接口
2、调节回线接口 3、前半周信号输出接口 4、后半周信号输出接口 5、电流取样信号输入接口6、地线接口 7、控制接口 8和工作电源输入端9,其中,振荡端接口 I与振荡门ICl的第一输入端接通,调节出线接口 2与振荡门ICl的输出端接通,调节回线接口 3与死区控制电阻R4的第一脚接通,前半周信号输出接口 4与第一输出门IC3的输出端接通,后半周信号输出接口 5与第二输出门IC4的输出端接通,电流取样信号输入接口 6与取样二极管VD7的阴极接通,地线接口 7与控制模块内部的地线接通,控制接口 8与振荡门ICl的
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