專利名稱：一種采用變形推挽電路的逆變式直流焊機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及直流焊機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種采用變形推挽電路的逆變式直 流焊機(jī)。
背景技術(shù)：
逆變式直流弧焊機(jī)具有體積小重量輕，節(jié)能節(jié)材，高效環(huán)保，焊接電流可以精確控 制等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛用于焊接工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。逆變式直流弧焊機(jī)的核心技術(shù)就是中頻逆變技術(shù)，說明書圖1所示的是逆變式直 流弧焊機(jī)的原理方框圖。逆變式直流弧焊機(jī)包括一次側(cè)工頻整流電路，中頻逆變電路，中頻降壓電路，二 次側(cè)中頻整流電路，濾波電路，控制電路，其中，由采用電力半導(dǎo)體開關(guān)器件組成的中頻逆 變電路，將經(jīng)過一次側(cè)工頻整流電路整流后的直流電壓電流逆變成中頻交流電壓電流，中 頻逆變電路采用PWM(脈沖寬度調(diào)制)或PFM(脈沖頻率調(diào)制)等控制方式，根據(jù)電壓電流負(fù) 反饋給出的誤差量進(jìn)行能量調(diào)節(jié)，然后通過中頻降壓電路降成符合焊接要求的較低電壓， 再由二次側(cè)中頻整流電路整流成電壓電流，最后通過輸出電抗器濾波，輸出焊接需要的直 流焊接電壓電流?？梢?，中頻逆變部分是整個(gè)電路的核心，逆變部分可以有多種電路拓?fù)湫问剑谀?變式直流焊機(jī)領(lǐng)域里，中頻逆變部分采用的電路拓?fù)湫问街挥兴姆N單端正激逆變電路，單 端雙正激逆變電路，半橋式逆變電路，全橋式逆變電路。以上四個(gè)電路拓?fù)湫问礁饔袃?yōu)點(diǎn)，但也存在許多缺點(diǎn)。單端正激逆變電路的缺點(diǎn)是中頻變壓器只工作在一個(gè)象限，磁芯和變壓器利用率很低；電力半導(dǎo)體開關(guān)器件 關(guān)斷時(shí)，中頻變壓器漏感激起的尖峰電壓較高，較難處理。電力半導(dǎo)體開關(guān)器件電壓應(yīng)力 大。單端雙正激逆變電路的缺點(diǎn)是中頻變壓器只工作在一個(gè)象限，利用率很低；中頻變壓器漏感激起能量泄放通道 需要高壓快恢復(fù)二極管，電路稍顯復(fù)雜，成本偏高。 半橋式逆變電路的缺點(diǎn)需要橋臂電容，成本偏高，橋臂電容的存在使得不能采用電流型PWM (PFM)控制， 電路可靠性稍差；同樣輸出功率時(shí)電力半導(dǎo)體開關(guān)器件流過的電流比其他電路大一倍，電 力半導(dǎo)體開關(guān)器件成本增加。全橋式逆變電路的缺點(diǎn)需要四組電力半導(dǎo)體開關(guān)器件，電路較復(fù)雜，成本偏高。中國實(shí)用新型專利公開號(hào)CN 101214576，
公開日2008年7月9日，實(shí)用新型名 稱一種逆變直流埋弧焊機(jī)功率管驅(qū)動(dòng)電路；公開了一種逆變直流埋弧焊機(jī)功率管驅(qū)動(dòng)電 路，其特征在于，包括，第二電阻R2、第三電阻R3、第二電容C2和第一穩(wěn)壓管Dl構(gòu)成穩(wěn)壓電路，把電壓降低到15V，并與直流電源相聯(lián)，用于在剛上電時(shí)為芯片U3供電；第一電阻R1、 第二穩(wěn)壓管D2、第三穩(wěn)壓管D3、第一電容C7和電阻Rll構(gòu)成穩(wěn)壓電路，把電壓穩(wěn)定在15V 并與直流電源相聯(lián)，用于在剛上電時(shí)為芯片U3供電；集成電路U3第13引腳與第四電阻R4 連接，第9引腳與第五電阻R5連接，用于高壓驅(qū)動(dòng)和低壓驅(qū)動(dòng)；第一三極管Q1、第二三極管 Q2、第四電阻R4、第六電阻RlO構(gòu)成推挽式高壓驅(qū)動(dòng)電路，經(jīng)過信號(hào)HVG與電源整流及高頻 變壓器驅(qū)動(dòng)電路圖中的回路信號(hào)連接、第三三極管Q3、第四三極管Q4和第五電阻R5構(gòu)成推 挽式高壓驅(qū)動(dòng)電路，經(jīng)過信號(hào)LVG與電源整流及高頻變壓器驅(qū)動(dòng)電路中的回路信號(hào)連接， 用于驅(qū)動(dòng)直流埋弧焊機(jī)的功率管；該種逆變直流埋弧焊機(jī)功率管驅(qū)動(dòng)電路可以提供穩(wěn)定的 工作電壓，但是卻只能應(yīng)用于控制電路板電路中，無法應(yīng)用于中頻逆變電路。

實(shí)用新型內(nèi)容為克服上述缺陷，本實(shí)用新型的目的即在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、性價(jià)比 高的采用變形推挽電路的逆變式直流焊機(jī)。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型一種采用變形推挽電路的逆變式直流焊機(jī)，主要包括一次側(cè)工頻整 流電路，中頻逆變電路，中頻降壓電路，二次側(cè)中頻整流電路，濾波電路，控制電路，其中，所述中頻逆變電路采用變形推挽逆變電路，該變形推挽逆變電路包括第一 電力半導(dǎo)體開關(guān)器件VI、第二電力半導(dǎo)體開關(guān)器件V2、以及兩個(gè)匝數(shù)均為Wp的第一、第二 初級(jí)繞組Tpl、Tp2按相位關(guān)系交替連接成的回路，連接在該回路的兩個(gè)中點(diǎn)之間的箝位電 容C，輸入電容Cin，第一反并二極管Dvl、第二反并二極管Dv2為第一電力半導(dǎo)體開關(guān)器件 VI、第二電力半導(dǎo)體開關(guān)器件V2的反并二極管；該變形推挽逆變電路還包括與第一、第二初級(jí)繞組Tpl、Tp2耦合的第一二次繞 組Tsl、第二二次繞組Ts2以及第一二極管D1、第二二極管D2組成的雙半波整流電路，與該 雙半波整流電路輸入端串接的電抗器Lf和濾波電容Cf。采用PWM集成塊和電流電壓反饋電路以及電力半導(dǎo)體開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)電路組成的 控制回路可以輸出相位差為180度的驅(qū)動(dòng)脈沖，該脈沖分別送到第一、第二電力半導(dǎo)體開 關(guān)器件V1、V2的門極，使得電力半導(dǎo)體開關(guān)器件V1、V2交替導(dǎo)通和關(guān)斷。這樣，將工頻交流 電壓整流成的，存儲(chǔ)在輸入輸入電容Cin上的直流電壓經(jīng)過第一第二電力半導(dǎo)體開關(guān)器件 VI、V2交替開通與關(guān)斷產(chǎn)生中頻交流電壓。該電壓經(jīng)過具有第一、第二初級(jí)繞組Tpl、Tp2 和二次繞組Tsl、Ts2和鐵芯組成的中頻變壓器降壓，通過第一、第二二極管D1、D2 二次中頻 整流，電抗器Lf和濾波電容Cf濾波后輸出直流焊接電壓電流；該種采用變形推挽電路的逆 變式直流焊機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、性價(jià)比高。箝位電容C起著兩個(gè)主要作用第一電力半導(dǎo)體開關(guān)器件Vl關(guān)斷時(shí)，由箝位電容C給變壓器原邊漏感提供一個(gè)第 二反并二極管Dv2 —箝位電容C —第一初級(jí)繞組Tpl的低阻抗能量釋放回路，并且電力半 導(dǎo)體開關(guān)器件關(guān)斷期間提供一個(gè)續(xù)流回路，將第一電力半導(dǎo)體開關(guān)器件Vl的兩端電壓箝 位在Uin+Uc，因而電力半導(dǎo)體開關(guān)器件的電壓尖峰得到了有效的抑制。箝位電容在電力半 導(dǎo)體開關(guān)器件全關(guān)斷時(shí)儲(chǔ)存電能，在導(dǎo)通時(shí)將能量釋放給負(fù)載，理論上無能量損耗。本實(shí)用 新型的有益效果在于1 ；中頻變壓器工作在兩個(gè)象限，鐵芯利用率高。[0024]2 ；可以方便靈活的采用電流型PWM (或者PFM)和電壓型PWM (或者PFM)四種控制 的方式.3 ；在電力半導(dǎo)體開關(guān)器件關(guān)斷時(shí)，由箝位電容C給變壓器原邊漏感提供一個(gè)低阻 抗能量釋放的續(xù)流回路，電力半導(dǎo)體開關(guān)器件的電壓尖峰得到了有效的抑制。4;箝位電容在電力半導(dǎo)體開關(guān)器件全關(guān)斷時(shí)儲(chǔ)存電能，在導(dǎo)通時(shí)將能量釋放給負(fù) 載，理論上，無能量損耗。5 ；電路簡(jiǎn)單，只需要兩組電力半導(dǎo)體開關(guān)器件。因此采用此電路構(gòu)成的逆變焊機(jī) 具有很高的性能價(jià)格比。

為了易于說明，本實(shí)用新型由下述的較佳實(shí)施例及附圖作以詳細(xì)描述。圖1為逆變式直流弧焊機(jī)的原理方框圖；圖2為圖1中采用變形推挽電路的電路原理示意圖.
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施 例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。請(qǐng)參閱圖1-2本實(shí)用新型一種采用變形推挽電路的逆變式直流焊機(jī)，主要包括 一次側(cè)工頻整流電路，中頻逆變電路，中頻降壓電路，二次側(cè)中頻整流電路，濾波電路，控制 電路，其中，所述中頻逆變電路采用變形推挽逆變電路，該變形推挽逆變電路包括第一 電力半導(dǎo)體開關(guān)器件VI、第二電力半導(dǎo)體開關(guān)器件V2、以及兩個(gè)匝數(shù)均為Wp的第一、第二 初級(jí)繞組Tpl、Tp2按相位關(guān)系交替連接成的回路，連接在該回路的兩個(gè)中點(diǎn)之間的箝位電 容C，輸入電容Cin，第一反并二極管Dvl、第二反并二極管Dv2為第一電力半導(dǎo)體開關(guān)器件 VI、第二電力半導(dǎo)體開關(guān)器件V2的反并二極管；該變形推挽逆變電路還包括與第一、第二初級(jí)繞組Tpl、Tp2耦合的第一二次繞 組Tsl、第二二次繞組Ts2以及第一二極管D1、第二二極管D2組成的雙半波整流電路，與該 雙半波整流電路輸入端串接的電抗器Lf和濾波電容Cf。采用PWM集成塊和電流電壓反饋電路以及電力半導(dǎo)體開關(guān)器件驅(qū)動(dòng)電路組成的 控制回路可以輸出相位差為180度的驅(qū)動(dòng)脈沖，該脈沖分別送到第一、第二電力半導(dǎo)體開 關(guān)器件V1、V2的門極，使得電力半導(dǎo)體開關(guān)器件V1、V2交替導(dǎo)通和關(guān)斷。這樣，將工頻交流 電壓整流成的，存儲(chǔ)在輸入輸入電容Cin上的直流電壓經(jīng)過第一第二電力半導(dǎo)體開關(guān)器件 VI、V2交替開通與關(guān)斷產(chǎn)生中頻交流電壓。該電壓經(jīng)過具有第一、第二初級(jí)繞組Tpl、Tp2 和二次繞組Tsl、Ts2和鐵芯組成的中頻變壓器降壓，通過第一、第二二極管D1、D2 二次中頻 整流，電抗器Lf和濾波電容Cf濾波后輸出直流焊接電壓電流；該種采用變形推挽電路的逆 變式直流焊機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、性價(jià)比高。箝位電容C起著兩個(gè)主要作用第一電力半導(dǎo)體開關(guān)器件Vl關(guān)斷時(shí)，由箝位電容C給變壓器原邊漏感提供一個(gè)第二反并二極管Dv2 —箝位電容C —第一初級(jí)繞組Tpl的低阻抗能量釋放回路，并且電力半 導(dǎo)體開關(guān)器件關(guān)斷期間提供一個(gè)續(xù)流回路，將第一電力半導(dǎo)體開關(guān)器件Vl的兩端電壓箝 位在Uin+Uc，因而電力半導(dǎo)體開關(guān)器件的電壓尖峰得到了有效的抑制。箝位電容在電力半 導(dǎo)體開關(guān)器件全關(guān)斷時(shí)儲(chǔ)存電能，在導(dǎo)通時(shí)將能量釋放給負(fù)載，理論上，無能量損耗。 以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本 實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種采用變形推挽電路的逆變式直流焊機(jī)，主要包括一次側(cè)工頻整流電路，中頻逆變電路，中頻降壓電路，二次側(cè)中頻整流電路，濾波電路，控制電路，其特征在于，所述中頻逆變電路采用變形推挽逆變電路，該變形推挽逆變電路包括第一電力半導(dǎo)體開關(guān)器件V1、第二電力半導(dǎo)體開關(guān)器件V2、以及兩個(gè)匝數(shù)均為Wp的第一、第二初級(jí)繞組Tp1、Tp2按相位關(guān)系交替連接成的回路，連接在該回路的兩個(gè)中點(diǎn)之間的箝位電容C，輸入電容Cin，第一反并二極管Dv1、第二反并二極管Dv2為第一電力半導(dǎo)體開關(guān)器件V1、第二電力半導(dǎo)體開關(guān)器件V2的反并二極管；該變形推挽逆變電路還包括與第一、第二初級(jí)繞組Tp1、Tp2耦合的第一二次繞組Ts1、第二二次繞組Ts2以及第一二極管D1、第二二極管D2組成的雙半波整流電路，與該雙半波整流電路輸入端串接的電抗器Lf和濾波電容Cf。
專利摘要本實(shí)用新型一種采用變形推挽電路的逆變式直流焊機(jī)，中頻逆變電路采用變形推挽逆變電路，該變形推挽逆變電路包括第一電力半導(dǎo)體開關(guān)器件V1、第二電力半導(dǎo)體開關(guān)器件V2、以及兩個(gè)匝數(shù)均為Wp的第一、第二初級(jí)繞組Tp1、Tp2按相位關(guān)系交替連接成的回路，連接在該回路的兩個(gè)中點(diǎn)之間的箝位電容C，輸入電容Cin，第一反并二極管Dv1、第二反并二極管Dv2為第一電力半導(dǎo)體開關(guān)器件V1、第二電力半導(dǎo)體開關(guān)器件V2的反并二極管；該變形推挽逆變電路還包括與第一、第二初級(jí)繞組Tp1、Tp2耦合的第一二次繞組Ts1、第二二次繞組Ts2以及第一二極管D1、第二二極管D2組成的雙半波整流電路，與該雙半波整流電路輸入端串接的電抗器Lf和濾波電容Cf，該種采用變形推挽電路的逆變式直流焊機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、性價(jià)比高。
文檔編號(hào)B23K9/10GK201632744SQ20102014663
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者吳月濤, 楊振文 申請(qǐng)人:深圳市華意隆實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司