本發(fā)明涉及一種焊接電源電路。

背景技術(shù)：

隨著PFC技術(shù)的日益成熟，PFC技術(shù)在解決電磁干擾和電磁兼容性問題以及寬電壓工作范圍內(nèi)的優(yōu)勢日益明顯。PFC技術(shù)在焊接電源的應(yīng)用已經(jīng)在國內(nèi)取得初步成效，并且在小功率焊接電源方面已開始應(yīng)用。

然而現(xiàn)有技術(shù)都采用單重Boost PFC電路，而單重Boost PFC電路不能滿足大功率弧焊的要求。另外現(xiàn)有Boost PFC電路的功率因數(shù)較低，易造成能源浪費(fèi)。

有鑒于此，有必要對現(xiàn)有的焊接電源電路予以改進(jìn)，以解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種焊接電源電路，以解決現(xiàn)有Boost PFC的功率和功率因數(shù)較低的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種焊接電源電路，所述焊接電源電路包括依次連接的整流電路、PFC電路、儲能電路和逆變電路，所述PFC電路包括：

兩個(gè)并聯(lián)的Boost電路；

PFC控制器；

輸入電壓采樣電路，所述輸入電壓采樣電路的輸入端與所述整流電路的輸出端相連，所述輸入電壓采樣電路的輸出端與所述PFC控制器相連；

驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路的輸入端與所述PFC控制器相連，所述驅(qū)動電路的輸出端與兩個(gè)所述Boost電路相連；

零電流檢測電路，所述零電流檢測電路的輸入端與兩個(gè)所述Boost電路相連，所述零電流檢測電路的輸出端與所述PFC控制器相連。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述驅(qū)動電路包括第一驅(qū)動元件和第二驅(qū)動元件，兩個(gè)所述Boost電路分別為第一Boost電路和第二Boost電路，所述第一Boost電路及第二Boost電路分別包括第一升壓電感和第二升壓電感、第一功率開關(guān)和第二功率開關(guān)、第一二極管和第二二極管，所述第一升壓電感和第二升壓電感的一端與整流電路的輸出端相連，所述第一升壓電感和第二升壓電感的另一端分別與所述第一二極管和第二二極管的陽極相連，所述第一功率開關(guān)的陽極與第一二極管的陽極相連，所述第一功率開關(guān)的控制極與第一驅(qū)動元件相連，所述第二功率開關(guān)的陽極與第二二極管的陽極相連，所述第二功率開關(guān)控制極與第二驅(qū)動元件相連。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述零電流檢測電路包括第一零電流檢測電路和第二零電流檢測電路，所述第一零電流檢測電路的輸入端與第一二極管的陽極相連，所述第一零電流檢測電路的輸出端與PFC控制器相連；所述第二零電流檢測電路的輸入端與第二二極管的陽極相連，所述第二零電流檢測電路的輸出端與PFC控制器相連。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，焊接電源電路還包括PFC輸出電流采樣電路，所述PFC輸出電流采樣電路的輸入端與第一功率開關(guān)和第二功率開關(guān)的陰極相連，所述PFC輸出電流采樣電路的輸出端與所述PFC控制器相連。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述儲能電路包括儲能濾波電容和PFC輸出電壓采樣電路，所述儲能濾波電容的一端與所述第一二極管和第二二極管的陰極相連，所述儲能濾波電容的另一端與逆變電路的輸入端和PFC輸出電壓采樣電路的輸入端分別相連，所述PFC輸出電壓采樣電路的輸出端與所述PFC控制器相連。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述PFC輸出電壓采樣電路包括第一PFC輸出電壓采樣電路和第二PFC輸出電壓采樣電路，所述第一PFC輸出電壓采樣電路和所述第二PFC輸出電壓采樣電路的輸入端均與所述第一二極管和第二二極管的陰極相連，所述第一PFC輸出電壓采樣電路和所述第二PFC輸出電壓采樣電路的輸出端均與所述PFC控制器相連。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述PFC控制器是型號為UCC28061控制芯片。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一驅(qū)動元件和所述第二驅(qū)動元件均是型號為MIC4422的驅(qū)動芯片。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的焊接電源電路，通過設(shè)置驅(qū)動電路將PFC控制器的控制電流放大并以此控制功率開關(guān)的通斷，故經(jīng)放大后的控制電流不易受到影響，功率開關(guān)也不易產(chǎn)生誤操作；通過設(shè)置零電流檢測電路和輸入電壓采樣電路，從而利用PFC控制器控制Boost電路的輸出電流的波形與經(jīng)整流電路整流后的電壓的波形完全一致，可以提高焊接電源電路的功率因數(shù)。本發(fā)明的焊接電源電路，電路簡單，功率因數(shù)高，輸出穩(wěn)定。

附圖說明

圖1是本發(fā)明焊接電源電路的框架圖；

圖2是本發(fā)明焊接電源電路的原理圖；

圖3是圖2中整流電路、Boost電路、驅(qū)動電路、儲能濾波電容的電路圖；

圖4是圖2中用以與圖3電路連接的輸入電壓采樣電路、零電流檢測電路、PFC輸出電流采樣電路、PFC輸出電壓采樣電路和PFC控制器的電路圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖1至圖4所示，本發(fā)明的焊接電源電路包括依次連接的整流電路、PFC電路、儲能電路和逆變電路。

所述整流電路與交流電源相連，并將交流電整流形成波形為饅頭狀的直流電。

所述PFC（功率因數(shù)校正）電路包括兩個(gè)并聯(lián)的Boost（升壓）電路、PFC控制器U2、輸入電壓采樣電路、驅(qū)動電路、零電流檢測電路、PFC輸出電流采樣電路及PFC輸出電壓采樣電路。

兩個(gè)所述Boost電路分別為第一Boost電路和第二Boost電路，兩個(gè)所述Boost電路交替工作。所述第一Boost電路及第二Boost電路分別包括第一升壓電感L1和第二升壓電感L2、第一功率開關(guān)Q1和第二功率開關(guān)Q2、第一二極管D5和第二二極管D6。

所述第一升壓電感L1和第二升壓電感L2的一端與整流電路的輸出端相連，所述第一升壓電感L1和第二升壓電感L2的另一端分別與所述第一二極管D5和第二二極管D6的陽極相連，所述第一功率開關(guān)Q1的陽極與第一二極管D5的陽極相連，所述第二功率開關(guān)Q2的陽極與第二二極管D6的陽極相連。

本實(shí)施例中，所述PFC控制器U2是型號為UCC28061控制芯片，所述PFC控制器U2的13腳接地，12腳外接一12V的直流電源。

在其他實(shí)施例中，所述PFC控制器U2也可選擇型號為UCC28060或者UCC28019的芯片。

所述驅(qū)動電路的輸入端與所述PFC控制器U2相連，所述驅(qū)動電路的輸出端與兩個(gè)所述Boost電路相連。

本實(shí)施例中，所述驅(qū)動電路包括第一驅(qū)動元件U1和第二驅(qū)動元件U2，且所述第一驅(qū)動元件U1和第二驅(qū)動元件U2均為均是型號為MIC4422的驅(qū)動芯片。所述第一驅(qū)動元件U1的第2腳與所述PFC控制器U2的14腳相連，所述第二驅(qū)動元件U2的第2腳與所述PFC控制器U2的11腳相連。

在其他實(shí)施例中，所述第一驅(qū)動元件U1和第二驅(qū)動元件U2也可選擇型號為MIC4452或者M(jìn)IC4416的芯片。

本實(shí)施例中，所述第一驅(qū)動元件U1的第6腳和第7腳通過十二電阻R12與所述第一功率開關(guān)Q1的控制極相連，所述第二驅(qū)動元件U2的第6腳和第7腳通過十三電阻R13與所述第二功率開關(guān)Q2的控制極相連。

所述驅(qū)動電路通過接受所述PFC控制器U2發(fā)出的控制電流，并將電流放大，從而驅(qū)動第一功率開關(guān)Q1和第二功率開關(guān)Q2的導(dǎo)通和關(guān)斷，如此，經(jīng)放大后的控制電流不易受到影響，功率開關(guān)也不易產(chǎn)生誤操作。

所述輸入電壓采樣電路的輸入端與所述整流電路的輸出端相連，所述輸入電壓采樣電路的輸出端與所述PFC控制器U2相連。所述輸入電壓采樣電路包括十一電阻R11和第五電阻R5。第五電阻R5一端接地，另一端與PFC控制器U2的第7腳相連。所述PFC控制器U2用以檢測經(jīng)整流電路整流后的電壓。

所述零電流檢測電路的輸入端與兩個(gè)所述Boost電路相連，所述零電流檢測電路的輸出端與所述PFC控制器U2相連。所述零電流檢測電路用以檢測所述Boost電路的輸出電流，當(dāng)所述Boost電路的輸出電流等于0時(shí)向所述PFC控制器U2輸入控制信號。

所述零電流檢測電路包括第一零電流檢測電路和第二零電流檢測電路，所述第一零電流檢測電路通過第二電阻R2與所述PFC控制器U2的第16腳相連，所述第二零電流檢測電路通過第一電阻R1與所述PFC控制的第1腳相連。

所述Boost電路的輸出電流的波形與經(jīng)整流電路整流后的電壓的波形一致，當(dāng)所述PFC控制器U2接受到控制信號，即功率開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)的第一Boost電路或第二Boost電路上的輸出電流為0，此時(shí)，所述PFC控制器U2判斷檢測到輸入電壓采樣電路的輸入電壓，若輸入電壓也為0，此時(shí)則判斷所述Boost電路的輸出電流和整流電路的輸入電壓的軌跡一致，則所述PFC控制器U2控制導(dǎo)通的功率開關(guān)斷開，控制斷開的另一功率開關(guān)導(dǎo)通。而若輸出電流為0時(shí)，輸入電壓不為0，則可以通過延遲導(dǎo)通另一功率開關(guān)來校準(zhǔn)，延遲的時(shí)間根據(jù)輸出電流為0時(shí)，輸入電壓的值來確定。

通過設(shè)置零電流檢測電路和輸入電壓采樣電路，從而控制所述Boost電路的輸出電流和整流電路的輸出電壓的軌跡完全一致，從而提高所述PFC電路的功率因數(shù)。

所述PFC輸出電流采樣電路的輸入端與所述Boost電路的輸出端相連，所述PFC輸出電流采樣電路的輸出端與所述PFC控制器U2相連。所述PFC輸出電流采樣電路包括第三電阻R3和第五電阻R5，其中，所述第三電阻R3的一端PFC控制器U2的第10腳相連，所述第三電阻R3的另一端與第五電阻R5相連，所述第五電阻R5的另一端與第一功率開關(guān)Q1和第二功率開關(guān)Q2的陰極相連并接地。

所述PFC輸出電流采樣電路用以將所述Boost電路的輸出電流信息傳送給PFC控制器U2，所述PFC控制器U2根據(jù)檢測到的電流的大小控制所述PFC電路的輸出功率，具體如下：根據(jù)所述PFC電路的最大輸出功率和最大輸出電壓，計(jì)算得出所述Boost電路的輸出電流的最大值，若檢測到所述PFC輸出電流采樣電路的輸出電流達(dá)到該最大值，此時(shí)控制所述兩個(gè)所述Boost電路的功率開關(guān)的通斷狀態(tài)改變。

所述儲能電路包括儲能濾波電容C10和PFC輸出電壓采樣電路。所述儲能濾波電容C10的一端與第一二極管D5和第二二極管D6的陰極相連，所述儲能濾波電容C10的另一端與逆變電路的輸入端和PFC輸出電壓采樣電路的輸入端分別相連，所述PFC輸出電壓采樣電路的輸出端與所述PFC控制器U2相連。

所述儲能濾波電容C10用以穩(wěn)定輸出電壓，同時(shí)能夠儲存電能，以在輸入電網(wǎng)掉電時(shí)也能保證負(fù)載的正常工作，延長了輸出時(shí)間。

所述PFC輸出電壓采樣電路包括第一PFC輸出電壓采樣電路和第二PFC輸出電壓采樣電路，所述第一PFC輸出電壓采樣電路和所述第二PFC輸出電壓采樣電路的輸入端均與所述第一二極管D5和第二二極管D6的陰極相連，所述第一PFC輸出電壓采樣電路和所述第二PFC輸出電壓采樣電路的輸出端均與所述PFC控制器U2相連。

所述第一PFC輸出電壓采樣電路包括第十電阻R10、第六電阻R6和第六電容C6，所述第十電阻R10的一端與所述第一二極管D5和第二二極管D6的陰極相連，所述第十電阻R10的另一端與第六電阻R6的一端、第六電容C6的一端及PFC控制器U2的第2腳相連，所述第六電阻R6的另一端與第六電容C6的另一端相連。

所述第二PFC輸出電壓采樣電路包括第九電阻R9、第四電阻R4和第四電容C4，所述第九電阻R9的一端與所述第一二極管D5和第二二極管D6的陰極相連，所述第九電阻R9的另一端與第四電阻R4的一端、第四電容C4的一端及所述PFC控制器U2的第8腳相連，所述第六電阻R6的另一端與第六電容C6的另一端相連。

所述第一PFC輸出電壓采樣電路還包括環(huán)路補(bǔ)償電路，所述環(huán)路補(bǔ)償電路包括第七電容C7、第八電容C8和第八電阻R8，所述第七電容C7的一端與所述第八電阻的一端相連并接地，所述第八電阻的另一端與所述第八電容C8的一端相連，所述第八電容C8的另一端與所述第七電容C7的另一端相連并連接至所述PFC控制器U2的第2腳。

所述第八電容C8和第八電阻R8組成低頻紋波衰減補(bǔ)償，在環(huán)路紋波中將低頻紋波吸收衰減至2%，有利于功率因數(shù)的提高和穩(wěn)定電流的輸出。所述第七電容C7為高頻紋波衰減補(bǔ)償，用以消除高頻干擾信號，使整體環(huán)路更加穩(wěn)定。

所述第一PFC輸出電壓采樣電路還包括第七電阻R7，所述第七電阻R7一端連接所述PFC控制器U2的第3腳，另一端接地，所述第七電阻R7為定時(shí)電阻，用以確定PWM（脈沖寬度）信號的最大導(dǎo)通時(shí)間和工作頻率。

所述PFC控制器U2通過比較所述PFC輸出電壓采樣電路的輸出電壓和PFC控制器U2內(nèi)部設(shè)定的門限電壓，當(dāng)所述PFC輸出電壓采樣電路的輸出電壓高于門限電壓時(shí)，控制所述兩個(gè)所述Boost電路的功率開關(guān)的通斷狀態(tài)改變。如此，實(shí)現(xiàn)所述PFC電路的過壓保護(hù)。

本發(fā)明的焊接電源電路，通過設(shè)置驅(qū)動電路將PFC控制器U2的控制電流放大并以此控制功率開關(guān)的通斷，故經(jīng)放大后的控制電流不易受到影響，功率開關(guān)也不易產(chǎn)生誤操作；通過設(shè)置零電流檢測電路和輸入電壓采樣電路，從而利用PFC控制器U2控制Boost電路的輸出電流的波形與經(jīng)整流電路整流后的電壓的波形完全一致，可以提高焊接電源電路的功率因數(shù)。本發(fā)明的焊接電源電路，電路簡單，功率因數(shù)高，輸出穩(wěn)定。

以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。