逆變弧焊電源的制作方法
【專利摘要】一種逆變弧焊電源，包括主回路電路、電流電壓反饋電路、控制電路和驅(qū)動(dòng)電路。主回路電路由輸入端與三相電源相連的三相整流濾波電路、兩個(gè)雙單端正激電路串聯(lián)組成的逆變器、中頻變壓器和中頻整流濾波電路組成。逆變弧焊電源通過由兩個(gè)雙單端正激電路串聯(lián)組成的逆變器，能降低雙單端正激電路中功率開關(guān)器件的電壓尖峰，逆變器中的功率開關(guān)器件不會(huì)發(fā)生直通現(xiàn)象，易于保護(hù)，且能提高電源容量和逆變頻率，降低開關(guān)應(yīng)力，中頻變壓器的鐵芯利用率大，弧焊電源設(shè)備的故障率低，減小了服務(wù)人員維護(hù)設(shè)備的工作量和時(shí)間，同時(shí)也節(jié)約了成本，增加了勞動(dòng)生產(chǎn)效率。
【專利說明】逆變弧焊電源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及焊接設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種逆變弧焊電源。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在我國的工程建設(shè)中大量使用的逆變焊接設(shè)備中，橋式IGBT逆變弧焊電源成為逆變弧焊電源的主流。逆變弧焊電源由于其體積小、重量輕、高效節(jié)能、使用方便以及特性優(yōu)異等特點(diǎn)，越來越多地受到人們的重視。但目前所見生產(chǎn)的一些橋式逆變電路中所用大功率開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)、保護(hù)和成本以及逆變頻率成為急需攻克的難點(diǎn)，在這些橋式逆變電路中所使用的大功率開關(guān)器件往往會(huì)因?yàn)閻毫拥默F(xiàn)場設(shè)備使用環(huán)境而損壞，從而造成設(shè)備維護(hù)成本大大增加，降低了勞動(dòng)生產(chǎn)效率。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]基于此，有必要針對傳統(tǒng)技術(shù)問題，提供一種逆變弧焊電源。
[0004]一種逆變弧焊電源，包括主回路電路、電流電壓反饋電路、控制電路和驅(qū)動(dòng)電路，所述主回路電路由輸入端與三相電源相連的三相整流濾波電路、兩個(gè)雙單端正激電路串聯(lián)組成的逆變器、中頻變壓器和中頻整流濾波電路組成，所述三相整流濾波電路的兩個(gè)輸出端與由所述兩個(gè)雙單端正激電路串聯(lián)組成的逆變器相連接，經(jīng)所述逆變器變成高頻交流后連接中頻變壓器的一次側(cè)，以使輸出電壓降低，所述中頻變壓器的二次側(cè)連接中頻整流濾波電路，所述中頻整流濾波電路的輸出端連接有電弧，所述中頻變壓器的二次側(cè)通過所述電流電壓反饋電路反饋至所述控制電路，所述控制電路生產(chǎn)PWM信號傳送至所述驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路分別連接所述兩個(gè)由兩個(gè)雙單端正激電路串聯(lián)組成的逆變器，以控制逆變器的輸出。
[0005]其中的一個(gè)實(shí)施例中，所述三相整流濾波電路包括三相整流模塊QLl及輸入分壓電容C1、C2，輸入分壓電容C1、C2分別與兩個(gè)雙單端正激電路并聯(lián)后再串聯(lián)，輸入分壓電容Cl的正極接三相整流濾波電路QLl的輸出正極，輸入分壓電容C2的負(fù)極接三相整流濾波電路QLl的輸出負(fù)極,輸入分壓電容Cl的負(fù)極與輸入分壓電容C2的正極相連。
[0006]其中的一個(gè)實(shí)施例中，所述兩個(gè)雙單端正激電路包括第一單端正激電路和第二單端正激電路，所述第一單端正激電路由功率開關(guān)器件Vl和V2、鉗位二極管VDl和VD2組成，所述第二單端正激電路由功率開關(guān)器件V3和V4、鉗位二極管VD3和VD4組成。
[0007]其中的一個(gè)實(shí)施例中，所述二極管VDl的陰極連接到電容Cl的正極，所述二極管VDl的陽極連接到功率開關(guān)器件Vl的柵極，所述功率開關(guān)器件Vl的柵極連接到中頻變壓器的一次側(cè)，所述功率開關(guān)器件Vl的發(fā)射極連接到電容Cl的負(fù)極；所述二極管VD2的陽極連接到電容Cl的負(fù)極，所述二極管VD2的陰極連接到功率開關(guān)器件V2的發(fā)射極，所述功率開關(guān)器件V2的發(fā)射極連接到中頻變壓器的一次側(cè)，所述功率開關(guān)器件V2的柵極連接到電容Cl的正極；二極管VDl和功率開關(guān)器件Vl組成前臂橋，所述二極管VD2和功率開關(guān)器件V2組成后臂橋。
[0008]其中的一個(gè)實(shí)施例中，所述二極管VD3的陰極連接到電容C2的正極，所述二極管VD3的陽極連接到功率開關(guān)器件V3的柵極，所述功率開關(guān)器件V3的柵極連接到中頻變壓器的一次側(cè)，所述功率開關(guān)器件V3的發(fā)射極連接到電容C2的負(fù)極；所述二極管VD4的陽極連接到電容C2的負(fù)極，所述二極管VD4的陰極連接到功率開關(guān)器件V4的發(fā)射極，所述功率開關(guān)器件V4的發(fā)射極連接到中頻變壓器的一次側(cè)，所述功率開關(guān)器件V4的柵極連接到電容C2的正極；所述二極管VD3和功率開關(guān)器件V3組成前臂橋，所述二極管VD4和功率開關(guān)器件V4組成后臂橋。
[0009]其中的一個(gè)實(shí)施例中，所述中頻整流濾波電路由整流二極管Dl、D2和電感LI組成，所述二極管D1、D2的陽極分別連接到中頻變壓器二次側(cè)的一端，所述二極管D1、D2的陰極連接到電感L，所述電感L的一端連接電弧的輸出正極，所述中頻變壓器二次側(cè)的另一端連接電弧的輸出負(fù)極
[0010]上述逆變弧焊電源通過由兩個(gè)雙單端正激電路串聯(lián)組成的逆變器，能降低雙單端正激電路中功率開關(guān)器件的電壓尖峰，逆變器中的功率開關(guān)器件不會(huì)發(fā)生直通現(xiàn)象，易于保護(hù)，且能提高電源容量和逆變頻率，降低開關(guān)應(yīng)力，中頻變壓器的鐵芯利用率大，弧焊電源設(shè)備的故障率低，減小了服務(wù)人員維護(hù)設(shè)備的工作量和時(shí)間，同時(shí)也節(jié)約了成本，增加了勞動(dòng)生產(chǎn)效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為一實(shí)施方式的逆變弧焊電源的電路模塊圖；
[0012]圖2為圖1所示的逆變弧焊電源的電路原理圖；
[0013]附圖標(biāo)記說明如下:
[0014]10逆變弧焊電源，
[0015]100主回路電路，110三相整流濾波電路，120雙單端正激電路，121第一單端正激電路，122第二單端正激電路，130中頻變壓器，140中頻整流濾波電路；
[0016]200電流電壓反饋電路；
[0017]300控制電路；
[0018]400驅(qū)動(dòng)電路；
[0019]500 電弧。

【具體實(shí)施方式】
[0020]為了便于理解本實(shí)用新型，下面將參照相關(guān)附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳的實(shí)施例。但是，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對本實(shí)用新型的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0021]需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。
[0022]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實(shí)用新型的【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實(shí)用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本實(shí)用新型。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0023]請參閱圖1，本實(shí)施例一種逆變弧焊電源10，包括主回路電路100、電流電壓反饋電路200、控制電路300和驅(qū)動(dòng)電路400。主回路電路100由輸入端與三相電源相連的三相整流濾波電路110、兩個(gè)雙單端正激電路120串聯(lián)組成的逆變器、中頻變壓器130和中頻整流濾波電路140組成。三相整流濾波電路110的兩個(gè)輸出端與由兩個(gè)雙單端正激電路120串聯(lián)組成的逆變器相連接，經(jīng)逆變器變成高頻交流后連接中頻變壓器130的一次側(cè)，以使輸出電壓降低。中頻變壓器130的二次側(cè)連接中頻整流濾波電路140，中頻整流濾波電路140的輸出端連接有電弧500。中頻變壓器130的二次側(cè)通過電流電壓反饋電路200反饋至控制電路300。具體的，電流電壓反饋電路200是由閉環(huán)霍爾電流傳感器和以電弧500電壓本身作為電壓傳感器的反饋信號經(jīng)濾波處理后提供給控制電路300?？刂齐娐?00生產(chǎn)PWM信號傳送至驅(qū)動(dòng)電路400。具體的，控制電路300以電流電壓反饋電路200提供的反饋信號與所要控制的對象給定相比較后，經(jīng)PID自動(dòng)控制調(diào)節(jié)運(yùn)算后，并輸出特定頻率和占空比的PWM信號，將此PWM信號提供給驅(qū)動(dòng)電路400。驅(qū)動(dòng)電路400分別連接兩個(gè)由兩個(gè)雙單端正激電路120串聯(lián)組成的逆變器，以控制逆變器的輸出。
[0024]所述兩個(gè)雙單端正激電路120串聯(lián)組成的逆變器電路簡單，能降低雙單端正激電路120中功率開關(guān)器件的電壓尖峰；所述兩個(gè)雙單端正激電路120串聯(lián)組成的逆變器中的功率開關(guān)器件不會(huì)發(fā)生直通現(xiàn)象，易于保護(hù)。所述兩個(gè)雙單端正激電路120串聯(lián)組成的逆變器能提高電源容量和逆變頻率，降低開關(guān)應(yīng)力。所述兩個(gè)雙單端正激電路120串聯(lián)組成的逆變器采用一個(gè)變壓器，中頻變壓器130鐵芯的磁場雙向工作，中頻變壓器130的鐵芯利用率大。所述兩個(gè)雙單端正激電路120串聯(lián)組成的逆變器采用一個(gè)變壓器，輸入分壓電容對中頻變壓器130有抑制偏磁的能力。所述兩個(gè)雙單端正激電路120串聯(lián)組成的逆變器降低了弧焊電源設(shè)備的故障率，減小了服務(wù)人員維護(hù)設(shè)備的工作量和時(shí)間，同時(shí)也節(jié)約了成本，增加了勞動(dòng)生產(chǎn)效率。
[0025]三相整流濾波電路110包括三相整流模塊QLl及輸入分壓電容Cl、C2，輸入分壓電容C1、C2分別與兩個(gè)雙單端正激電路120并聯(lián)后再串聯(lián)，輸入分壓電容Cl的正極接三相整流濾波電路110QL1的輸出正極，輸入分壓電容C2的負(fù)極接三相整流濾波電路110QL1的輸出負(fù)極，輸入分壓電容Cl的負(fù)極與輸入分壓電容C2的正極相連。輸入分壓電容Cl、C2對中頻變壓器130T1有抑制偏磁的能力。
[0026]如圖2所示，兩個(gè)雙單端正激電路120包括第一單端正激電路121和第二單端正激電路122。第一單端正激電路由功率開關(guān)器件Vl和V2、鉗位二極管VDl和VD2組成，第二單端正激電路由功率開關(guān)器件V3和V4、鉗位二極管VD3和VD4組成。由兩個(gè)雙單端正激電路120串聯(lián)組成的逆變器降低了弧焊電源設(shè)備的故障率，減小了服務(wù)人員維護(hù)設(shè)備的工作量和時(shí)間，同時(shí)也節(jié)約了成本，增加了勞動(dòng)生產(chǎn)效率。
[0027]第一單端正激電路中，二極管VDl的陰極連接到電容Cl的正極，二極管VDl的陽極連接到功率開關(guān)器件Vl的柵極，功率開關(guān)器件Vl的柵極連接到中頻變壓器130的一次偵牝功率開關(guān)器件Vl的發(fā)射極連接到電容Cl的負(fù)極；二極管VD2的陽極連接到電容Cl的負(fù)極，二極管VD2的陰極連接到功率開關(guān)器件V2的發(fā)射極，功率開關(guān)器件V2的發(fā)射極連接到中頻變壓器130的一次側(cè)，功率開關(guān)器件V2的柵極連接到電容Cl的正極；二極管VDl和功率開關(guān)器件Vl組成前臂橋，二極管VD2和功率開關(guān)器件V2組成后臂橋。
[0028]第二單端正激電路中，二極管VD3的陰極連接到電容C2的正極，二極管VD3的陽極連接到功率開關(guān)器件V3的柵極，功率開關(guān)器件V3的柵極連接到中頻變壓器130的一次偵牝功率開關(guān)器件V3的發(fā)射極連接到電容C2的負(fù)極；二極管VD4的陽極連接到電容C2的負(fù)極，二極管VD4的陰極連接到功率開關(guān)器件V4的發(fā)射極，功率開關(guān)器件V4的發(fā)射極連接到中頻變壓器130的一次側(cè)，功率開關(guān)器件V4的柵極連接到電容C2的正極；二極管VD3和功率開關(guān)器件V3組成前臂橋，二極管VD4和功率開關(guān)器件V4組成后臂橋。
[0029]中頻整流濾波電路140由整流二極管D1、D2和電感LI組成，二極管D1、D2的陽極分別連接到中頻變壓器130 二次側(cè)的一端，二極管D1、D2的陰極連接到電感L，電感L的一端連接電弧500的輸出正極，中頻變壓器130 二次側(cè)的另一端連接電弧500的輸出負(fù)極。
[0030]上述逆變弧焊電源10通過由兩個(gè)雙單端正激電路120串聯(lián)組成的逆變器，能降低雙單端正激電路120中功率開關(guān)器件的電壓尖峰，逆變器中的功率開關(guān)器件不會(huì)發(fā)生直通現(xiàn)象，易于保護(hù)，且能提高電源容量和逆變頻率，降低開關(guān)應(yīng)力，中頻變壓器130的鐵芯利用率大，弧焊電源設(shè)備的故障率低，減小了服務(wù)人員維護(hù)設(shè)備的工作量和時(shí)間，同時(shí)也節(jié)約了成本，增加了勞動(dòng)生產(chǎn)效率。
[0031]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種逆變弧焊電源，其特征在于，包括主回路電路、電流電壓反饋電路、控制電路和驅(qū)動(dòng)電路，所述主回路電路由輸入端與三相電源相連的三相整流濾波電路、兩個(gè)雙單端正激電路串聯(lián)組成的逆變器、中頻變壓器和中頻整流濾波電路組成，所述三相整流濾波電路的兩個(gè)輸出端與由所述兩個(gè)雙單端正激電路串聯(lián)組成的逆變器相連接，經(jīng)所述逆變器變成高頻交流后連接中頻變壓器的一次側(cè)，以使輸出電壓降低，所述中頻變壓器的二次側(cè)連接中頻整流濾波電路，所述中頻整流濾波電路的輸出端連接有電弧，所述中頻變壓器的二次側(cè)通過所述電流電壓反饋電路反饋至所述控制電路，所述控制電路生產(chǎn)PWM信號傳送至所述驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路分別連接所述兩個(gè)由兩個(gè)雙單端正激電路串聯(lián)組成的逆變器，以控制逆變器的輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變弧焊電源，其特征在于，所述三相整流濾波電路包括三相整流模塊QLl及輸入分壓電容Cl、C2，輸入分壓電容Cl、C2分別與兩個(gè)雙單端正激電路并聯(lián)后再串聯(lián)，輸入分壓電容Cl的正極接三相整流濾波電路QLl的輸出正極，輸入分壓電容C2的負(fù)極接三相整流濾波電路QLl的輸出負(fù)極，輸入分壓電容Cl的負(fù)極與輸入分壓電容C2的正極相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變弧焊電源，其特征在于，所述兩個(gè)雙單端正激電路包括第一單端正激電路和第二單端正激電路，所述第一單端正激電路由功率開關(guān)器件Vl和V2、鉗位二極管VDl和VD2組成，所述第二單端正激電路由功率開關(guān)器件V3和V4、鉗位二極管VD3和VD4組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的逆變弧焊電源，其特征在于，所述二極管VDl的陰極連接到電容Cl的正極，所述二極管VDl的陽極連接到功率開關(guān)器件Vl的柵極，所述功率開關(guān)器件Vl的柵極連接到中頻變壓器的一次側(cè)，所述功率開關(guān)器件Vl的發(fā)射極連接到電容Cl的負(fù)極；所述二極管VD2的陽極連接到電容Cl的負(fù)極，所述二極管VD2的陰極連接到功率開關(guān)器件V2的發(fā)射極，所述功率開關(guān)器件V2的發(fā)射極連接到中頻變壓器的一次側(cè)，所述功率開關(guān)器件V2的柵極連接到電容Cl的正極；二極管VDl和功率開關(guān)器件Vl組成前臂橋，所述二極管VD2和功率開關(guān)器件V2組成后臂橋。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的逆變弧焊電源，其特征在于，所述二極管VD3的陰極連接到電容C2的正極，所述二極管VD3的陽極連接到功率開關(guān)器件V3的柵極，所述功率開關(guān)器件V3的柵極連接到中頻變壓器的一次側(cè)，所述功率開關(guān)器件V3的發(fā)射極連接到電容C2的負(fù)極；所述二極管VD4的陽極連接到電容C2的負(fù)極，所述二極管VD4的陰極連接到功率開關(guān)器件V4的發(fā)射極，所述功率開關(guān)器件V4的發(fā)射極連接到中頻變壓器的一次側(cè)，所述功率開關(guān)器件V4的柵極連接到電容C2的正極；所述二極管VD3和功率開關(guān)器件V3組成前臂橋，所述二極管VD4和功率開關(guān)器件V4組成后臂橋。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變弧焊電源，其特征在于，所述中頻整流濾波電路由整流二極管D1、D2和電感LI組成，所述二極管D1、D2的陽極分別連接到中頻變壓器二次側(cè)的一端，所述二極管D1、D2的陰極連接到電感L，所述電感L的一端連接電弧的輸出正極，所述中頻變壓器二次側(cè)的另一端連接電弧的輸出負(fù)極。
【文檔編號】H02M7/00GK204046440SQ201420466241
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】李毅, 邢敏周, 康清周 申請人:成都熊谷加世電器有限公司