本發(fā)明涉及開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種能驅(qū)動(dòng)電焊機(jī)的帶直流和交流輸出的便攜可程式多功能電源轉(zhuǎn)換裝置。

背景技術(shù)：

機(jī)電設(shè)備需要市電交流網(wǎng)絡(luò)供電或者發(fā)電機(jī)進(jìn)行供電，當(dāng)接入發(fā)電機(jī)交流電后，對(duì)于使用交流供電的機(jī)電設(shè)備，需要對(duì)交流電的頻率進(jìn)行變頻，對(duì)交流電的電壓進(jìn)行變壓，才能讓機(jī)電設(shè)備正常工作；對(duì)于使用直流供電的機(jī)電設(shè)備，還需要將交流電變換為直流電,使用整流器將來自于各種交流電源的電能轉(zhuǎn)換成設(shè)備工作需要的直流電，實(shí)現(xiàn)交流電轉(zhuǎn)直流電的功能。而對(duì)于直流供電系統(tǒng)，在機(jī)電設(shè)備需要交流供電時(shí)，通常采用逆變器將各種直流電轉(zhuǎn)換成交流電供給后級(jí)設(shè)備使用；在機(jī)電設(shè)備需要直流供電時(shí)，也需根據(jù)機(jī)電設(shè)備對(duì)于工作電流電壓輸入要求采用直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換器，用將一種直流電轉(zhuǎn)換成另一種直流電或者進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，二者之間的電壓等級(jí)不同；

隨著開關(guān)電源技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用普及，輕便節(jié)能智能化的各種使用直流、變頻交流供電的電器、移動(dòng)電力機(jī)械，電動(dòng)里的車輛園林機(jī)械、動(dòng)力電池的充電器、變頻發(fā)電機(jī)、dc-dc變壓器、迅速取代原來粗、大、笨的機(jī)電設(shè)備機(jī)具，成為主流。

通常的電焊機(jī)設(shè)置有整流模塊、可控硅和igbt組成的逆變電路、再加上濾波電路，變壓器，但現(xiàn)有電焊機(jī)僅用于電焊輸出，如果需要向外提供交流或者直流輸出，只能通過另外的變頻器、整流器和逆變器所構(gòu)成的組合設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。

這些新型機(jī)電工具因其用途其電源都是標(biāo)準(zhǔn)和額定的，工頻交流有50/60hz分別，電壓有220/110/36/…，…12v高低區(qū)別，有的工具還需要程控或閉環(huán)控制這種智能化功能，比如動(dòng)力電磁充電，直流電焊機(jī)焊接，變頻電機(jī)調(diào)速等。因此必須使用相應(yīng)的電源適配器。

對(duì)于家庭、小型企業(yè)、研發(fā)企業(yè)、修理廠離不開使用多種電動(dòng)機(jī)具、備用電源或發(fā)電設(shè)備。他們當(dāng)然希望有一種多用的能夠輸入市電、電池、變頻發(fā)電機(jī)的電能轉(zhuǎn)換成智能的交流或直流都有的，電壓可調(diào)控的電源轉(zhuǎn)換裝置了，而不必同時(shí)配置許多電源適配器。而現(xiàn)有技術(shù)未能提供和適合的產(chǎn)品，無形中提高了使用成本。

現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是：雖然經(jīng)常同時(shí)使用，但發(fā)電機(jī)與電焊機(jī)的供電電源分離，三者沒有集成，無形中提高了使用成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)發(fā)明提供一種帶直流和交流輸出的便攜可程式多功能電源轉(zhuǎn)換裝置，發(fā)電機(jī)與電焊機(jī)的電源實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)計(jì)，可以降低制造和使用成本，同時(shí)，能夠提供電焊用直流輸出和交流供電輸出。

能夠輸入市電、電池、變頻發(fā)電機(jī)的電能，并將其轉(zhuǎn)換成智能的交流或直流都有的、電壓可調(diào)控。由于增加了用途，降低了閑置率，制造和使用成本都得到了降低。

為達(dá)到上述目的，本技術(shù)方案如下：

一種帶直流和交流輸出的便攜可程式多功能電源轉(zhuǎn)換裝置，包括控制器、可控硅模塊、igbt模塊、pwm放大電路，可控硅模塊輸入端組連接外部電源，可控硅模塊輸出端組連接igbt模塊的輸入端組，其關(guān)鍵在于：

所述igbt模塊的輸出端組連接有負(fù)載切換繼電器，所述igbt模塊經(jīng)負(fù)載切換繼電器的交流供電端組向外輸出交流電，igbt模塊還經(jīng)負(fù)載切換繼電器的直流供電端組向外輸出電焊用直流電；

所述控制器的功率控制端連接所述可控硅模塊的控制端；

所述控制器的驅(qū)動(dòng)端組連接所述igbt模塊的控制端；

所述控制器的切換控制端連接所述負(fù)載切換繼電器的控制端。

一體化設(shè)計(jì)，發(fā)電機(jī)與電焊機(jī)共享電源處理電路，降低制造和使用成本。通過所述控制器的對(duì)可控硅模塊和igbt模塊的控制，實(shí)現(xiàn)電焊機(jī)向外輸出交流的功率控制；通過上述控制器的切換控制實(shí)現(xiàn)電焊機(jī)向外輸出電焊用直流電和向外輸出交流電的輸出切換。

進(jìn)一步地，所述igbt模塊經(jīng)所述負(fù)載切換繼電器的交流供電端組連接濾波模塊，所述濾波模塊輸出交流電。所述濾波模塊實(shí)現(xiàn)了交流電的濾波。

進(jìn)一步地，所述igbt模塊經(jīng)所述負(fù)載切換繼電器的直流供電端組連接變壓整流模塊，所述變壓整流模塊輸出直流電。所述變壓整流模塊實(shí)現(xiàn)了直流電變壓、整流。

進(jìn)一步地，所述控制器的負(fù)載類型選擇端連接轉(zhuǎn)換開關(guān)；所述控制器的負(fù)載切換端連接負(fù)載切換繼電器的感應(yīng)線圈j6；

所述負(fù)載切換繼電器的常閉開關(guān)組連接所述igbt模塊輸出端組與濾波模塊輸入端組，濾波模塊的輸出端組輸出交流電，濾波模塊的輸出端設(shè)置有交流傳感器，該交流傳感器連接所述控制器的交流負(fù)載反饋端；

所述負(fù)載切換繼電器的常開開關(guān)組連接所述igbt模塊輸出端組與變壓整流模塊輸入端組，變壓整流模塊的輸出端組輸出直流電，變壓整流模塊的輸出端設(shè)置有直流傳感器。

控制器通過連接的轉(zhuǎn)換開關(guān)識(shí)別所需要向外輸出的類型，控制器通過負(fù)載切換繼電器實(shí)現(xiàn)向外輸出交流電和向外輸出直流電的自動(dòng)切換。

進(jìn)一步地，所述變壓整流模塊由變壓器和二極管組構(gòu)成，所述負(fù)載切換繼電器的直流供電端組連接該變壓器的初級(jí)繞組，該變壓器的次級(jí)繞組通過該二極管組輸出直流電，該直流供電端組還連接直流傳感器，該直流傳感連接所述控制器的直流負(fù)載反饋端。

負(fù)載切換繼電器輸出通過變壓器變壓，二極管對(duì)變壓后的直流電進(jìn)行整流，直流傳感器對(duì)經(jīng)過變壓整流模塊后的直流電進(jìn)行采樣，并將采樣結(jié)果傳輸給控制器。

進(jìn)一步地，所述控制器的功率調(diào)節(jié)端連接電壓和功率調(diào)節(jié)旋鈕；

所述控制器的功率控制端連接有三極管q4的基極，三極管q4的發(fā)射極接地，三極管q4的集電極連接光耦oc1的發(fā)光管負(fù)極，光耦oc1的發(fā)光管正極連接電壓比較器ic2a的輸出端，電壓比較器ic2a反向輸入端采集可控硅模塊的輸出電壓值，電壓比較器ic2a同向輸入端獲取比較閾值；

光耦oc1的接收管連接可控硅模塊的控制端。

通過調(diào)節(jié)控制器的電壓和功率調(diào)節(jié)旋鈕，實(shí)現(xiàn)電焊機(jī)向外輸出電焊用直流電和向外輸出交流電的功率額定值設(shè)定，通過控制器的功率控制功能實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸出功率的控制。

進(jìn)一步地，還設(shè)置有控制電源，該控制電源為所述igbt模塊提供有vc1、vc2、vc3三路直流電源，控制電源還輸出工作電源給所述控制器。

所述控制電源為裝置的各個(gè)模塊提供低壓直流供電。

進(jìn)一步地，所述控制器的外部電源判斷輸入端連接檢測(cè)模塊的輸出端，所述檢測(cè)模塊的采樣端連接外部電源的輸入端，所述控制器的熄火控制端連接發(fā)電機(jī)熄火開關(guān)。

所述控制器通過檢測(cè)模塊是被外部電源輸入類型，控制器根據(jù)外部電源性質(zhì)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)工作或者熄火。

進(jìn)一步地，所述控制器的驅(qū)動(dòng)端組連接所述pwm放大電路的輸入端組，所述pwm放大電路的輸出端輸出至所述igbt模塊的控制端。

所述控制器輸出的pwm控制信號(hào)經(jīng)過pwm放大電路放大后再輸出至igbt模塊的控制端，實(shí)現(xiàn)對(duì)igbt模塊的控制。

進(jìn)一步地，所述控制器內(nèi)設(shè)置有：

用于判斷是否為直流供電的裝置；

如果為直流供電，則進(jìn)入多功能直流供電系統(tǒng)；

如果為交流供電，則進(jìn)入交流供電系統(tǒng)；

所述多功能直流供電系統(tǒng)為：

用于判斷是否為市電輸入裝置；

如果為市電輸入，則進(jìn)入發(fā)電機(jī)熄火控制裝置；

用于獲取直流負(fù)載信號(hào)的裝置；

用于計(jì)算可控硅導(dǎo)通角的裝置；

用于控制可控硅的裝置；

返回所用于獲取直流負(fù)載信號(hào)的裝置；

如果是發(fā)電機(jī)輸入，則進(jìn)入保持發(fā)電機(jī)工作的裝置；

用于獲取直流負(fù)載信號(hào)的裝置；

用于計(jì)算可控硅導(dǎo)通角的裝置；

用于控制可控硅的裝置；

返回所用于獲取直流負(fù)載信號(hào)的裝置；

所述交流供電系統(tǒng)為：

用于獲取交流負(fù)載信號(hào)的裝置；

用于計(jì)算可控硅導(dǎo)通角的裝置；

用于控制可控硅的裝置；

返回所述用于獲取交流負(fù)載信號(hào)的裝置。

采用本發(fā)明的有益效果：發(fā)電機(jī)與電焊機(jī)的電源一體化設(shè)計(jì)，降低了產(chǎn)品的制造和使用成本，能夠輸入市電、電池、變頻發(fā)電機(jī)的電能，并將其轉(zhuǎn)換成智能的交流或直流都有的、電壓可調(diào)控。由于增加了用途，降低了閑置率，制造和使用成本都得到了降低。同時(shí)，還具備以下優(yōu)勢(shì)：

一、既能向外輸出交流電，又能向外輸出電焊用直流電；

二、能夠進(jìn)行輸出功率控制；

三、能夠?qū)⑤敵鼋涣麟姾洼敵鲋绷麟娤到y(tǒng)集成到一套設(shè)備中。

附圖說明

圖1為系統(tǒng)框圖；

圖2為控制器工作流程圖；

圖3為控制器模塊的電路圖；

圖4為可控硅模塊的電路圖；

圖5為pwm放大電路的電路圖；

圖6為h橋及h橋驅(qū)動(dòng)電路的電路圖；

圖7為h橋保護(hù)電路的電路圖；

圖8為控制電源的電路圖

圖9為變壓整流模塊的電路圖；

圖10為濾波模塊的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種帶直流和交流輸出的多用途電源，包括控制器1、可控硅模塊2、igbt模塊3、pwm放大電路4，可控硅模塊2輸入端組連接外部電源10，可控硅模塊2輸出端組連接igbt模塊3的輸入端組，其特征在于：所述igbt模塊3的輸出端組連接有負(fù)載切換繼電器5，所述igbt模塊3經(jīng)負(fù)載切換繼電器5的交流供電端組向外輸出交流電，igbt模塊3還經(jīng)負(fù)載切換繼電器5的直流供電端組向外輸出電焊用直流電；

所述控制器1的功率控制端連接所述可控硅模塊2的控制端；

所述控制器1的驅(qū)動(dòng)端組連接所述igbt模塊3的控制端；

所述控制器1的切換控制端連接所述負(fù)載切換繼電器5的控制端。

如圖1、3、10所示，所述igbt模塊3經(jīng)所述負(fù)載切換繼電器5的交流供電端組連接濾波模塊8，所述濾波模塊8輸出交流電。交流電的兩路輸出導(dǎo)線中都安裝有感應(yīng)器，感應(yīng)器之間串有電容。

如圖1、3、9所示，所述igbt模塊3經(jīng)所述負(fù)載切換繼電器5的直流供電端組連接變壓整流模塊7，所述變壓整流模塊7輸出直流電。

如圖1、4、5、6、7所示，igbt模塊3經(jīng)保護(hù)電路保護(hù)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)。

igbt模塊3輸出交流電經(jīng)變壓器降壓后，由半橋整形后，經(jīng)電感濾波輸出直流電。

如圖1、3所示，所述控制器1的負(fù)載類型選擇端連接轉(zhuǎn)換開關(guān)101；

如圖1、3所示，所述控制器1的負(fù)載切換端連接負(fù)載切換繼電器5的感應(yīng)線圈j6；

所述負(fù)載切換繼電器5的常閉開關(guān)組連接所述igbt模塊3輸出端組與濾波模塊8輸入端組，濾波模塊8的輸出端組輸出交流電，濾波模塊8的輸出端設(shè)置有交流傳感器104，該交流傳感器104連接所述控制器1的交流負(fù)載反饋端；

所述負(fù)載切換繼電器5的常開開關(guān)組連接所述igbt模塊3輸出端組與變壓整流模塊7輸入端組，變壓整流模塊7的輸出端組輸出直流電，變壓整流模塊7的輸出端設(shè)置有直流傳感器103。

所述變壓整流模塊7由變壓器和二極管組構(gòu)成，所述負(fù)載切換繼電器5的直流供電端組連接該變壓器的初級(jí)繞組，該變壓器的次級(jí)繞組通過該二極管組

輸出直流電，該直流供電端組還連接直流傳感器103，該直流傳感器103連接所述控制器1的直流負(fù)載反饋端。

所述控制器1的功率調(diào)節(jié)端連接電壓和功率調(diào)節(jié)旋鈕102；

如圖4所示，所述控制器1的功率控制端連接有三極管q4的基極，三極管q4的發(fā)射極接地，三極管q4的集電極連接光耦oc1的發(fā)光管負(fù)極，光耦oc1的發(fā)光管正極連接電壓比較器ic2a的輸出端，電壓比較器ic2a反向輸入端采集可控硅模塊2的輸出電壓值，電壓比較器ic2a同向輸入端獲取比較閾值；

光耦oc1的接收管連接可控硅模塊2的控制端。

如圖8所示，還設(shè)置有控制電源6，該控制電源6為所述igbt模塊3提供有vc1、vc2、vc3三路直流電源，控制電源6還輸出工作電源給所述控制器1。

所述控制器1的外部電源判斷輸入端連接檢測(cè)模塊(9)的輸出端，所述檢測(cè)模塊(9)的采樣端連接外部電源10的輸入端，所述控制器1的熄火控制端連接發(fā)電機(jī)熄火開關(guān)11。

所述控制器1的驅(qū)動(dòng)端組連接所述pwm放大電路4的輸入端組，所述pwm放大電路4的輸出端輸出至所述igbt模塊3的控制端。

如圖2所示，所述控制器1內(nèi)設(shè)置有：

用于判斷是否為直流供電的裝置；為電焊機(jī)進(jìn)行直流供電。

如果為直流供電，則進(jìn)入多功能直流供電系統(tǒng)；

如果為交流供電，則進(jìn)入交流供電系統(tǒng)；

所述多功能直流供電系統(tǒng)為：

用于判斷是否為市電輸入裝置；

如果為市電輸入，則進(jìn)入發(fā)電機(jī)熄火控制裝置；

用于獲取直流負(fù)載信號(hào)的裝置；

用于計(jì)算可控硅導(dǎo)通角的裝置；

用于控制可控硅的裝置；

返回所用于獲取直流負(fù)載信號(hào)的裝置；

如果是發(fā)電機(jī)輸入，則進(jìn)入保持發(fā)電機(jī)工作的裝置；

用于獲取直流負(fù)載信號(hào)的裝置；

用于計(jì)算可控硅導(dǎo)通角的裝置；

用于控制可控硅的裝置；

返回所用于獲取直流負(fù)載信號(hào)的裝置；

所述交流供電系統(tǒng)為：

用于獲取交流負(fù)載信號(hào)的裝置；

用于計(jì)算可控硅導(dǎo)通角的裝置；

用于控制可控硅的裝置；

返回所述用于獲取交流負(fù)載信號(hào)的裝置。

最后需要說明的是，上述描述僅僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不違背本發(fā)明宗旨及權(quán)利要求的前提下，可以做出多種類似的表示，這樣的變換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。