一種逆變電焊的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種逆變電焊機(jī)，屬于焊機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】。它解決了現(xiàn)有的逆變電焊機(jī)需正弦輸入電流且輸入電壓寬度較窄的問題。本逆變電焊機(jī)包括PWM控制電路和依次連接的整流濾波電路、逆變電路和降壓整流電路，整流濾波電路與外界電源連接，降壓整流電路與焊機(jī)輸出端連接，整流濾波電路通過輸入電壓反饋電路與PWM控制電路連接，降壓整流電路通過輸出電流反饋電路與PWM控制電路連接，還包括升壓主電路和與升壓主電路連接的PFC控制電路，升壓主電路連接在整流濾波電路和逆變電路之間，整流濾波電路通過輸入電流反饋電路與PFC控制電路連接。本逆變電焊機(jī)具有無需正弦輸入電流且能寬電壓輸入的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種逆變電焊機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于焊機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種逆變電焊機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的逆變電焊機(jī)是將三相交流電經(jīng)整流、濾波后得到一個(gè)較平滑的直流電，由功率開關(guān)元件(一般為IGBT或場效應(yīng)管，下同)組成的逆變電路將該直流電變?yōu)?5至IOOkHz的交流電，經(jīng)中頻主變壓器降壓后，再次整流濾波獲得平穩(wěn)的直流輸出焊接電流或再次逆變輸出所需頻率的交流電。
[0003]傳統(tǒng)的逆變電焊機(jī)前端二極管整流器，使輸入電流嚴(yán)重畸變，不僅對電網(wǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重的諧波污染而且造成開關(guān)電源的功率因數(shù)低下。同時(shí)，傳統(tǒng)的CCM有源PFC控制器，如UC3854，這種傳統(tǒng)控制器中，誤差放大器輸入電壓U需乘以正弦波參考型號I，得到正弦輸入電流，這種傳統(tǒng)的CCM PFC電路控制，必須引入正弦波參考信號，而且由于電壓環(huán)和電流環(huán)兩個(gè)控制環(huán)，控制器件外圍器件繁多，設(shè)計(jì)復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種無需正弦輸入電流且能寬電壓輸入從而適應(yīng)更多更廣的輸入電壓環(huán)境的逆變電焊機(jī)。
[0005]本實(shí)用新型的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種逆變電焊機(jī)，包括PWM控制電路和依次連接的整流濾波電路、逆變電路和降壓整流電路，所述的整流濾波電路與外界電源連接，降壓整流電路與焊機(jī)輸出端連接，整流濾波電路通過輸入電壓反饋電路與PWM控制電路連接，降壓整流電路通過輸出電流反饋電路與PWM控制電路連接，其特征在于:還包括升壓主電路和與升壓主電路連接的PFC控制電路，所述的升壓主電路連接在整流濾波電路和逆變電路之間，所述的整流濾波電路通過輸入電流反饋電路與PFC控制電路連接。
[0006]在上述的一種逆變電焊機(jī)中，所述的升壓主電路主要包括電感器L2、三極管Q1、電容C2、二極管VDl、二極管VD2、電感器L1、電容CXl、電容CX2、電容CYl、電容CY2、整流器PD、插座VH-07、驅(qū)動(dòng)光藕A3120、可變電阻RVl和可變電阻RT1，電容CXl和電容CX2分別連接在電感器LI兩端，輸入電流通過電容CXl兩端輸入，電容CYl和電容CY2串聯(lián)后接電容CX2兩端，電容CYl與電容CY2的連接端接地，所述的可變電阻RVl與電容CX2并聯(lián)，其一端接整流器ro的一輸入端且接電源VCC2，另一端通過可變電阻RTI和開關(guān)K接整流器ro的另一輸入端，整流器ro的兩輸出端一端接插座VH-07，另一端分別接電感器L2 —端和二極管VD2的正極，電感器L2的另一端接二極管VDl正極和三極管Ql的集電極，三極管Ql的基極和發(fā)射極與驅(qū)動(dòng)光藕A3120連接，二極管VD2負(fù)極接插座VH-07、二極管VDl負(fù)極和電容C2正極，電容C2的負(fù)極通過電阻R和電容C3接地。
[0007]在上述的一種逆變電焊機(jī)中，所述的PFC控制電路包括控制芯片ICE2PCS01，控制芯片ICE2PCS01D中的I腳接地，2腳通過電容C5接地，3腳通過電阻R4接上述的插座VH-07且通過電容接地，4腳通過兩并聯(lián)電阻接地，5腳上連接有電阻R7、電容C3和電容C4，電容C3和電阻R7串聯(lián)后與電容C4并聯(lián)并接地，6腳上連接有電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R8、電阻R9、電阻RlO和電容C8，電阻R5、電阻R6和電容C8相互并聯(lián)連接后一端接電阻R4、電阻R8和6腳，另一端接地，電阻R4另一端接上述的插座VH-07，電阻R8通過依次電阻R9和電阻RlO接上述的插座VH-07，7腳接上述的插座VH-07、通過電容ClO接地和通過電容C9接地，電容C9的正極接電源VCC和上述的7腳，負(fù)極接地，8腳接上述的插座VH-07和通過二極管Dl接地。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)相比，本逆變電焊機(jī)具有如下幾個(gè)有點(diǎn):
[0009]1、采用電流平均值的控制方式，因此無需直接饋入芯片的正弦波參考信號；
[0010]2、適合于從85V到265V的寬范圍AC線路輸入，從而適應(yīng)更多更廣的電壓環(huán)境輸A ；
[0011]3、控制電路簡單，控制穩(wěn)定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的電路原理框圖。
[0013]圖2是升壓主電路的電路圖。
[0014]圖3是PFC控制電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。
[0016]如圖1、2和3所示，本逆變電焊機(jī)包括PWM控制電路和依次連接的整流濾波電路、逆變電路和降壓整流電路，整流濾波電路與外界電源連接，降壓整流電路與焊機(jī)輸出端連接，整流濾波電路通過輸入電壓反饋電路與PWM控制電路連接，降壓整流電路通過輸出電流反饋電路與PWM控制電路連接，還包括升壓主電路和與升壓主電路連接的PFC控制電路，升壓主電路連接在整流濾波電路和逆變電路之間，整流濾波電路通過輸入電流反饋電路與PFC控制電路連接。
[0017]升壓主電路主要包括電感器L2、三極管Q1、電容C2、二極管VDl、二極管VD2、電感器L1、電容CXl、電容CX2、電容CYl、電容CY2、整流器PD、插座VH-07、驅(qū)動(dòng)光藕A3120、可變電阻RVl和可變電阻RTl，電容CXl和電容CX2分別連接在電感器LI兩端，輸入電流通過電容CXl兩端輸入，電容CYl和電容CY2串聯(lián)后接電容CX2兩端，電容CYl與電容CY2的連接端接地，可變電阻RVl與電容CX2并聯(lián)，其一端接整流器H)的一輸入端且接電源VCC2，另一端通過可變電阻RTI和開關(guān)K接整流器ro的另一輸入端，整流器ro的兩輸出端一端接插座VH-07，另一端分別接電感器L2 —端和二極管VD2的正極，電感器L2的另一端接二極管VDl正極和三極管Ql的集電極，三極管Ql的基極和發(fā)射極與驅(qū)動(dòng)光藕A3120連接，二極管VD2負(fù)極接插座VH-07、二極管VDl負(fù)極和電容C2正極，電容C2的負(fù)極通過電阻R和電容C3接地。在電路輸入側(cè)，RVl為過電壓保護(hù)元件，RTl用于限制焊機(jī)啟動(dòng)期間的浪涌電流，LI及CXl，CX2和CYl，CY2用作射頻抑制。電感器L2中的高頻電流紋波由EMI濾波器和電容Cl濾波。
[0018]PFC控制電路包括控制芯片ICE2PCS01，控制芯片ICE2PCS01D中的I腳接地，2腳通過電容C5接地，3腳通過電阻R4接上述的插座VH-07且通過電容接地，4腳通過兩并聯(lián)電阻接地，5腳上連接有電阻R7、電容C3和電容C4，電容C3和電阻R7串聯(lián)后與電容C4并聯(lián)并接地，6腳上連接有電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R8、電阻R9、電阻RlO和電容C8，電阻R5、電阻R6和電容CS相互并聯(lián)連接后一端接電阻R4、電阻R8和6腳，另一端接地，電阻R4另一端接上述的插座VH-07，電阻R8通過依次電阻R9和電阻RlO接上述的插座VH-07，7腳接上述的插座VH-07、通過電容ClO接地和通過電容C9接地，電容C9的正極接電源VCC和上述的7腳，負(fù)極接地，8腳接上述的插座VH-07和通過二極管Dl接地。該芯片管腳作用，I腳GND地；2腳ICOMP為電流環(huán)內(nèi)部跨導(dǎo)運(yùn)算放大器的輸出端；3腳ISENSE為電流環(huán)的輸入端；4腳FPEQ外接電阻，在50KHz?250KHz范圍內(nèi)可調(diào)整頻率；5腳VCOMP外接電壓環(huán)補(bǔ)償元件；6腳VSENCE為電壓環(huán)輸入，額定輸出電壓時(shí)此腳電壓應(yīng)為5V ;7腳VCC外接芯片電源，工作電壓在IOV?21V ；8腳GATE脈沖輸出端。PFC開關(guān)選用高頻IGBT，升壓二極管采用碳化硅肖特基二極管。ICE2PCS01的引腳4的外部電阻用作設(shè)置開關(guān)頻率，引腳2上的電容C5用作電流回路補(bǔ)償，C3，R7和C4組成電壓回路補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。ICE2PCS01的VCC電壓由T0P244YN (AC85V?260V)組成的輔助電源提供。單相交流點(diǎn)進(jìn)入輸入濾波電路，經(jīng)整流后，流進(jìn)升壓主電路。
[0019]此焊機(jī)采用一種新型的CCM-PFC控制器IEC2PCS01適用于BOOST結(jié)構(gòu)的PFC電路，采用電流平均值的控制方式，且無需直接饋入芯片的正弦波參考信號，而采用了電流平均控制方法，使得功率因數(shù)可以達(dá)到接近I。IEC2PCS01適合于從85V到265V的寬范圍AC線路輸入，支持升壓變壓器拓?fù)洌谄骄娏骺刂艭CM下工作。IEC2PCS01含有電流電流控制環(huán)路和電壓控制環(huán)路。內(nèi)部電流環(huán)路控制平均輸入電流跟隨輸入電壓，保持正弦輪廓。在輕載狀態(tài)下，升壓電感器電感可以使IEC2PCS01及系統(tǒng)進(jìn)入不連續(xù)導(dǎo)電模式，而引起平均輸入電流波形失真。但所產(chǎn)生的諧波電流仍然很低，能滿足IEC1000-3-2標(biāo)準(zhǔn)的D類要求。電壓環(huán)路控制輸出總線電壓，在IEC2PCS01內(nèi)部沒有乘法器，而用非線性增益電路取代之，從而減少了 IEC2PCS01的引腳數(shù)量。
[0020]PFC控制工作原理:該電路由兩個(gè)部分組成:L2，Ql, C2，VDl和VD2等器件構(gòu)成升壓主電路。ICE2PCS01及外圍器件構(gòu)成PFC控制電路，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)側(cè)輸入電流和輸出電壓的控制。
[0021]電路的工作過程如下:當(dāng)升壓主電路上電后，由輔助電源(以T0P244YN為核心構(gòu)成的開關(guān)電源)給PFC控制電路供電。當(dāng)控制芯片ICE2PCS01的供電腳(第7腳)上的電壓達(dá)到15V時(shí)，ICE2PCS01芯片開始工作。此時(shí)，PFC部分輸出的驅(qū)動(dòng)型號的占空比最大。
[0022]隨著升壓主電路中電感電流的增加，當(dāng)電流達(dá)到峰值電流的限定值時(shí)，PFCOUT的輸出將被ICE2PCS01的內(nèi)部比較器關(guān)閉，從而開關(guān)管Ql也被關(guān)斷，此時(shí)電感L2中的磁能將改變電感兩端的電壓極性，電感電壓VL與電源電壓VS (整流后的電壓)相加，其電壓值高于電容C2上的電壓，高頻整流二極管VDl導(dǎo)通，電感L2的電流開始線性下降，向電容C2及負(fù)載供電。當(dāng)開關(guān)管再次驅(qū)動(dòng)導(dǎo)通時(shí)，高頻整流二極管VDl處于截止?fàn)顟B(tài)，電容C2向負(fù)載放電。
[0023]PFC控制電路由雙環(huán)構(gòu)成，一個(gè)電流環(huán)(內(nèi)環(huán))和一個(gè)電壓環(huán)(外環(huán))。在變換器中，電流環(huán)(內(nèi)環(huán))控制輸入電流的平均值，具有較高的控制速率。這樣，流經(jīng)開關(guān)管的電流既可以是連續(xù)電流模式(CCM)，也可以是不連續(xù)的電流模式(DCM)。電感L2上的電流流過檢測電阻R1，檢測電阻上的平均電壓輸入到ICE2PCS01的引腳3(ISENSE)。ICE2PCS01的引腳3上的電流檢測電壓通過內(nèi)部運(yùn)算跨到放大器0TA2平均，ICE2PCS01的0TA2輸出(引腳2)連接的電容C5完成電流環(huán)路補(bǔ)償。在正常工作模式下，電容C5的充電和放電實(shí)現(xiàn)信號的平均，使引腳2上的電壓與平均電感電流成正比。
[0024]本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種逆變電焊機(jī)，包括PWM控制電路和依次連接的整流濾波電路、逆變電路和降壓整流電路，所述的整流濾波電路與外界電源連接，降壓整流電路與焊機(jī)輸出端連接，整流濾波電路通過輸入電壓反饋電路與PWM控制電路連接，降壓整流電路通過輸出電流反饋電路與PWM控制電路連接，其特征在于:還包括升壓主電路和與升壓主電路連接的PFC控制電路，所述的升壓主電路連接在整流濾波電路和逆變電路之間，所述的整流濾波電路通過輸入電流反饋電路與PFC控制電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種逆變電焊機(jī)，其特征在于，所述的升壓主電路主要包括電感器L2、三極管Q1、電容C2、二極管VDl、二極管VD2、電感器L1、電容CXl、電容CX2、電容CY1、電容CY2、整流器H)、插座VH-07、驅(qū)動(dòng)光藕A3120、可變電阻RVl和可變電阻RT1，電容CXl和電容CX2分別連接在電感器LI兩端，輸入電流通過電容CXl兩端輸入，電容CYl和電容CY2串聯(lián)后接電容CX2兩端，電容CYl與電容CY2的連接端接地，所述的可變電阻RVl與電容CX2并聯(lián)，其一端接整流器H)的一輸入端且接電源VCC2，另一端通過可變電阻RTl和開關(guān)K接整流器ro的另一輸入端，整流器ro的兩輸出端一端接插座VH-07，另一端分別接電感器L2 —端和二極管VD2的正極，電感器L2的另一端接二極管VDl正極和三極管Ql的集電極，三極管Ql的基極和發(fā)射極與驅(qū)動(dòng)光藕A3120連接，二極管VD2負(fù)極接插座VH-07、二極管VDl負(fù)極和電容C2正極，電容C2的負(fù)極通過電阻R和電容C3接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種逆變電焊機(jī)，其特征在于，所述的PFC控制電路包括控制芯片ICE2PCS01，控制芯片ICE2PCS01D中的I腳接地，2腳通過電容C5接地，3腳通過電阻R4接上述的插座VH-07且通過電容接地，4腳通過兩并聯(lián)電阻接地，5腳上連接有電阻R7、電容C3和電容C4，電容C3和電阻R7串聯(lián)后與電容C4并聯(lián)并接地，6腳上連接有電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R8、電阻R9、電阻RlO和電容C8，電阻R5、電阻R6和電容C8相互并聯(lián)連接后一端接電阻R4、電阻R8和6腳，另一端接地，電阻R4另一端接上述的插座VH-07，電阻R8通過依次電阻R9和電阻RlO接上述的插座VH-07，7腳接上述的插座VH-07、通過電容ClO接地和通過電容C9接地，電容C9的正極接電源VCC和上述的7腳，負(fù)極接地，8腳接上述的插座VH-07和通過二極管Dl接地。
【文檔編號】B23K9/10GK203636178SQ201320857852
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】譚軍, 林勝利 申請人:浙江頤頓機(jī)電有限公司