CN103692059B - 弧焊电源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了弧焊电源，包括直流供电单元、电弧稳定单元、主功率变换单元、电流输出单元和控制单元，电弧稳定单元、主功率变换单元分别与电流输出单元电路连接，控制单元设有线路分别与流供电单元、电弧稳定单元、主功率变换单元、电流输出单元电路连接，其中直流供电单元为整个弧焊电源的运行提供电能，所述电弧稳定单元和主功率变换单元在控制单元的控制下为焊接过程的电焊机的电弧提供电流，所述电弧稳定单元起弧顺利，并在焊接过程中减少电弧中断的机会，所述主功率变换单元保证焊接电流的稳定输出。本发明是由电池直流供电的无变压器，安全可靠，节能的弧焊电源，使电焊机在使用时场合与空间无限制。

Description

弧焊电源

技术领域

本发明涉及弧焊电源的技术领域，具体说是弧焊电源的改进技术。

背景技术

焊接作为人类生产活动中的一种基本加工方法，应用非常广泛。

电弧焊接是焊接方法中的最主要的一个大类。电弧焊接工艺方法需要弧焊电源提供能量；弧焊电源为焊接过程提供电流、电压条件，具有适合弧焊工艺的电气特性。

当前的弧焊电源，一般采用交流电220V/380V,50Hz等的公共用电供电，在主功率回路中需要一个电磁变压器来实现满足焊接电流的下降特性需求。一般的弧焊电源主功率变压器的初级输入电源是工频交流电，或者是逆变后产生高频的交流电向弧焊电源的主变压器初级供电，再经过弧焊电源主变压器的次级输出焊接电流，如图1。目前弧焊电源存在的主要问题在于：

1)弧焊电源主变压器的存在消耗了一部分的焊接功率，使整个弧焊电源的效率减低。

2)利用220V/380V,50Hz等的公共用电网供电，必须要有一根连接弧焊电源与公共电网的电源线，使得弧焊电源只能在公共电网或发电机附近工作，限制了弧焊电源的使用场合与空间。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种由电池直流供电的无变压器，安全可靠，节能的弧焊电源，电焊机在使用时场合与空间无限制。

本发明通过以下技术方案来实现。

一种弧焊电源，其特征在于：所述弧焊电源包括直流供电单元、电弧稳定单元、主功率变换单元、电流输出单元和控制单元，电弧稳定单元、主功率变换单元分别与电流输出单元电路连接，控制单元设有线路分别与直流供电单元、电弧稳定单元、主功率变换单元、电流输出单元电路连接，其中直流供电单元为整个弧焊电源的运行提供电能，所述电弧稳定单元和主功率变换单元在控制单元的控制下为焊接过程的电焊机的电弧提供电流，所述电弧稳定单元的作用是在起弧过程中，为电弧建立并提供高电压，使得焊接时起弧顺利，并在焊接过程中减少电弧中断的机会，所述主功率变换单元的作用是在焊接过程中为焊接电弧提供主要的电能，输出低电压大电流，保证焊接电流的稳定输出，所述电流输出单元包括电压隔离电路、电流电压采样电路，电压隔离电路用于对电弧稳定单元的输出电压和主功率变换单元的输出电压进行电压隔离，电流电压采样电路的作用是把焊接电流电压的实际输出值反馈给控制单元，所述控制单元的作用是对电路连接的各单元进行运行控制，包括对主功率变换单元的焊接特性控制、对电流输出单元的反馈控制、对电弧稳定单元的电弧稳定控制以及对直流供电单元的直流供电保护，所述弧焊电源的输出端通过焊炬和焊材工件接触形成回路，在电弧稳定单元的作用下在焊材工件的两个电极接触处迅速产生焊接电弧并且形成焊接电弧，弧焊电源的输出端的电压迅速下降且电压低于主功率变换单元输出的电压时，主功率变换单元输出大工作电流，使焊接电弧得到足够的电流融化母材和填充金属。

所述控制单元包括单片机、焊接特性控制电路、反馈控制电路、电弧稳定控制电路、直流电源保护电路、给定电路和控制供电电路，其中控制供电电路是用于向控制单元提供电源保证的电源电路，直流电源保护电路是当直流电源处于过流、欠压或过热状态时对直流电源提供保护措施，给定电路对弧焊电源的运行状态参数进行给定，所述焊接特性控制电路、反馈控制电路、电弧稳定控制电路根据弧焊电源中各个对应受控部分反馈的信号，经过各种电路运算处理后，对各个对应受控部分输出调节运行参数，以满足外界输入的调节信号所设定运行状态和焊接特性的要求。

所述电弧稳定单元包括高电压直流变换电路、电压采样电路和电流采样电路，所述高电压直流变换电路是一个直流电压变换电路，把电路电压从电池的供电电压变为焊接过程焊接电弧引燃所需的较高电压，使电弧稳定单元输出较高的电弧稳定电压，为焊接电弧引燃过程和电弧维持提供足够的电压和电流，所述电压采样电路和电流采样电路，通过对弧焊电源输出端两极间的电压和电流监测与反馈，调整电弧稳定单元的直流变换输出较高电压电路运行参数，保持电弧的持续稳定，提供空载状态下的安全保护措施。

所述电弧稳定单元包括通过电感201、电感206、功率开关管202、二极管205、电容器204、电容器207组成的单端初级电感转换器型升压直流-直流变换电路，功率开关管202的栅极G与控制单元的电弧稳定控制电路连接，功率开关管202的漏极D通过电感201与直流供电单元的输出端连接，功率开关管202的源极S连接有电流互感器203，电流互感器203、功率开关管202的源极S还与控制单元的电弧稳定控制电路连接，功率开关管202的漏极D串联连接电容器204后与功率开关管202的源极S之间连接电感206与电容器207且电感206与电容器207为并联连接状态，跨接在电弧稳定单元输出端正负极之间，二极管205串联连接在功率开关管202的漏极D上，二极管205的正极与电容器204、电感201连接，二极管205的负极与电容器207连接且二极管205的负极与电弧稳定单元输出端连接，其中功率开关管202通过栅极G施加驱动电压，控制其导通或截止，控制电压的规律是脉冲宽度调制控制PWM方式。

当PWM的导通比率大于50％，电弧稳定单元工作于升压状态，节点a4电压将比节点a1电压高，为焊接负载回路提供高压直流电源电压的空载电压，以利于电弧引燃和维持电弧弧长；当PWM的导通比率小于50％，电弧稳定单元工作于降压状态，其输出电流与焊接特性电流输出单元的电流共同向焊接负载提供符合焊接特性的低压大电流。

所述主功率变换单元包括低电压变换电路，是一个直流电压变换电路，把电路电压从直流电源的供电电压变为焊接过程工作电弧所需的较低电压，使主功率变换单元输出工作电压，为焊接电弧引燃后焊接过程中的电弧提供电流，包括通过功率开关管301、二极管304、电感器303和电阻R4组成的降压型直流-直流变换电路组成，功率开关管301的栅极G与控制单元的焊接特性控制电路连接，功率开关管301的漏极D直接与直流供电单元的输出端连接，功率开关管301的源极S串联连接有电流互感器302，电流互感器302、功率开关管301的源极S还与控制单元的电弧稳定控制电路连接，电流互感器302串联连接电感器303，电感器303的输出端与主功率变换单元的输出端连接，电感器303的输入端与二极管304的负极连接，二极管304的正极与直流供电单元的负极连接，其中功率开关管301通过栅极施加驱动电压，控制其导通或截止，控制电压的规律是脉冲宽度调制控制PWM方式。

所述电流输出单元包括电压隔离电路，电流电压采样电路，在具体实施案例中，二极管401的正极与主功率变换单元的输出端连接，二极管401的负极还与电弧稳定单元输出端连接，二极管401构成电压隔离电路。电流输出单元输出端上的霍尔传感器404和跨接的输出端正负极上的分压电阻405和406构成了电流电压采样电路。

所述直流供电单元包括镍锌电池、锂电池、铅酸蓄电池或直流开关电源，温度传感器和电流传感器，在具体实施案例中，蓄电池组101为弧焊电源提供电能，蓄电池组101的正极分别与主功率变换单元和热电弧稳定单元的输入端连接，蓄电池组101的正负极同时与控制单元中的直流电源保护电路连接，热敏电阻102作为电池工作温度传感器与控制单元中的直流电源保护电路连接，霍尔传感器103同样与控制单元中的直流电源保护电路连接，把蓄电池组工作时的电压、电流和温度向控制单元反馈。

本发明与现有技术相比具有以下优点。

本发明所述弧焊电源，由于由低压直流的直流电源供电，由两个具有不同输出电压的电弧稳定单元和主功率变换单元，在控制单元的控制下，按照焊接特性的要求，为焊接过程的电弧提供电流。与传统的弧焊电源主电路相比，在整个焊接主电路中，取消了电磁变压器。同样可以满足焊接输出特性要求。本发明具有如下效果：

1)本发明的弧焊电源中的主功率变换单元无电磁变压器环节，因此不存在弧焊电源主电磁变压器消耗弧焊电源功率，使整个弧焊电源的整体效率提高。

2)采用电池供电，就不需要有一根连接弧焊电源与公共电网的电源线，使得弧焊电源能在没有公共电网或发电机的地方应用，如在野外和运输工具内等场合，使弧焊电源的应用的场合与空间得到了巨大的拓展。

附图说明

图1现有弧焊电源原理框图；

图2为本发明弧焊电源原理框示意图；

图3为本发明弧焊电源输出特性图；

图4为本发明弧焊电源原理框图；

图5为本发明弧焊电源原理图；

图6为本发明弧焊电源实施方案原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明弧焊电源作进一步详细描述。

如图2、图4，本发明提供了一种由直流电源如电池直流供电直流变换的无变压器弧焊电源，利用直流变换(DC/DC)较低电压电路和直流变换(DC/DC)较高电压电路并联，在弧焊电源控制电路的控制下，产生相似于一般弧焊电源变压器次级输出的焊接电流特性，取代传统弧焊电源中的主变压器，满足了焊接过程的输出特性要求，从而实现了由直流供电直流变换的无变压器弧焊电源。

如图5，本发明所述直流供电直流变换无变压器弧焊电源主要有以下几个单元组成：

直流供电单元：直流供电单元是由具有较大输出电流和储电量的蓄电池组成，一般种类包括镍锌电池，锂电池和铅酸蓄电池等。直流供电单元的主要作用是为焊接过程和弧焊电源运行提供电能。

电弧稳定单元：电弧稳定单元主要是由较高电压直流变换(DC/DC)电路，电流采样电路和电流电压取样电路组成。它可以输出较高的电压和较小的电流。电弧稳定单元的作用是在焊接电弧引燃过程中，为电弧建立提供较高的电压，使得焊接焊接电弧引燃顺利，并在焊接过程中减少电弧中断的机会。

主功率变换单元：主功率变换单元主要是由较低电压直流变换(DC/DC)电路，较低电压直流变换(DC/DC)电路可以输出较低的电压和较大的电流，主功率变换单元的作用是在焊接过程中，为焊接电弧提供主要的电能，保证焊接电流的稳定输出。

控制单元：控制单元主要由起不同控制作用的电子控制电路组成，包括焊接特性控制电路、反馈控制电路、电弧稳定控制电路、电池组保护电路，给定电路和控制供电电路。控制供电电路主要是一个以标准工作电压向弧焊电源系统中的控制单元供电的电源电路，它的主要作用是向控制单元提供电源保证。控制单元的主要作用，是对整个弧焊电源系统的各部分运行进行控制，保证在可控的状态下完成工作任务。所述控制单元可以是MCS51系列单片机为核心组成的数字控制电路系统。其中电弧稳定控制电路也叫稳弧控制电路。电池组保护电路也叫直流电源保护电路。

电流输出单元：包括电压隔离电路、和电流电压采样电路。电压隔离电路的作用是对两个具有不同输出电压的电弧稳定单元和主功率变换单元进行电压隔离。电流电压采样电路的作用是把焊接电流的实际输出值反馈会控制单元。电流输出单元的电压隔离电路用二极管电路组成，电流输出单元的焊接电流电压采样电路用霍尔传感器和电阻分压电子电路组成，

本发明所述电池直流供电直流变换无变压器弧焊电源的工作原理：

1)在控制电源通电后，直流供电单元的向控制单元的控制电源供电电路供电，控制电源供电电路正常运行后，向控制单元供电，然后控制单元运行。

2)在主电源通电后，直流供电单元向电弧稳定单元和主功率变换单元供电，通过电弧稳定单元的直流变换(DC/DC)较高压电路，电弧稳定单元输出了一个较高的电弧稳定电压202。通过主功率变换单元的直流变换(DC/DC)较低压电路，主功率变换单元输出了一个较低的工作电压301。

3)当弧焊电源的输出端的两个电极，通过焊炬和焊材工件接触，形成回路时，首先在电弧稳定单元较高电压的作用下，在焊材接触处，迅速产生焊接电弧，电弧稳定单元输出较小的电流。焊接电弧形成后，弧焊电源输出端两个电极间的的电压迅速下降。当弧焊电源输出端两个电极间的的电压低于主功率变换单元输出的电压时，主功率变换单元输出较大的工作电流，使焊接电弧得到足够的电流融化母材和填充金属。

4)控制单元的焊接特性控制电路、反馈控制电路、电弧稳定控制电路，根据弧焊电源中各个对应受控部分反馈的信号，经过电路运算处理后，对各个对应受控部分输出调节运行参数，以满足外界输入的调节信号所设定运行状态和焊接特性的要求。

5)控制单元的电池组保护电路，在弧焊电源运行的过程中，始终保持对电池组的输出电压和温度，以及主功率变换单元的工作温度进行监测，对过热和欠压状态进行报警并对弧焊电源采取停止运行等必要保护措施。

6)控制单元的给定电路，对弧焊电源的运行状态参数进行给定。

7)控制单元的控制供电电路为控制电源的各个部分电路运行提供电源。

8)电弧稳定单元中的电流采样电路，通过对弧焊电源输出端两极间的电压监测与反馈，调整电弧稳定单元的的直流变换(DC/DC)较高压电路运行参数，保持电弧的持续稳定，提供空载状态下的安全保护措施。对人体产生伤害。

9)电流输出单元中的电压隔离电路对电弧稳定单元的输出的较高电压和主功率变换单元的输出的较低电压进行电压隔离，电流电压采样电路的作用是把焊接电弧电流和电压的实际输出值反馈给控制单元。为实现弧焊电源控制提供反馈信号。

以下是本发明电池驱动直流变换无变压器弧焊电源的具体实施方案：

主电路原理图如图6：1、直流供电单元反馈采样电路即电流电压采样电路；2、电弧稳定单元；3、焊接特性功率单元即主功率变换单元；4、电流输出单元；5、控制单元；6、电压隔离电路；7、给定电路；8、电池组保护电路；9、稳弧控制电路即电弧稳定控制电路；10、焊接特性控制电路；11、反馈控制电路；12、霍尔电流传感器；13、霍尔电流传感器；14、霍尔电流传感器；15.热敏电阻温度传感器。16、电池组即直流电源；17、输出电流滤波电路即电流波形调节电路。图中还有电路节点a1～电路节点a19。霍尔电流传感器103连接在电池组正极端，并且与控制单元5连接。

电弧稳定单元由电感201、电感206、功率开关管202、二极管205、电容器204、电容器207组成的单端初级电感转换器(SEPIC)型直流-直流变换电路组成。具体电路连接关系式：功率开关管202的漏极D通过电感201与直流供电单元的输出端连接，功率开关管202的源极S连接有电流互感器203，电流互感器203、功率开关管202的源极S还与控制单元的电弧稳定控制电路连接，功率开关管202的漏极D串联连接电容器204即电容器204串联连接在节点2与节点3之间后与功率开关管202的源极S之间连接电感206与电容器207且电感206与电容器207为并联连接状态，其中电感206即是连接在节点3与节点13之间，电容器207连接在节点4与节点14之间，二极管205串联连接在功率开关管202的漏极D上，二极管205的正极与电容器204、电感201连接，二极管205的负极与电容器207连接且二极管205的负极与电弧稳定单元输出端连接，其中二极管205即是连接在节点3与节点4之间。其中，功率开关管202通过对栅极即节点2和节点13之间施加驱动电压，控制其导通或截止。控制电压的规律是脉冲宽度调制控制(PWM)方式，当PWM的导通比率大于50％，电弧稳定单元工作于升压状态，节点4电压将比节点1电压高，为焊接负载回路提供高压电池电压的空载电压，以利于电弧引燃和维持电弧弧长；当PWM的导通比率小于50％，电弧稳定单元工作于降压状态，其输出电流与焊接特性电流输出单元的电流共同向焊接负载提供符合焊接特性的低压大电流。本单元输出特性被设计为恒流特性。

焊接特性电流输出单元即主功率变换单元由功率开关管301、二极管304、电感器303和电阻R4组成的降压型直流-直流变换电路组成。具体电路连接关系是：功率开关301的栅极G与控制单元的焊接特性控制电路连接，功率开关301的漏极D直接与直流供电单元的输出端连接，功率开关301的源极S串联连接有电流互感器302，电流互感器302、功率开关301的源极S还与控制单元的焊接特性控制电路连接，电流互感器302串联连接电感器303，电感器303的输出端与主功率变换单元的输出端连接，电感器303的输入端与二极管304的负极连接，二极管304的正极与直流供电单元的负极连接。其中，功率开关301通过对栅极即节点17和节点1之间施加驱动电压，控制功率开关301的导通或截止。控制电压的规律是脉冲宽度调制控制(PWM)方式。通过调节PWM的导通比率，从而调节本单元的输出特性，以满足不同焊接方法的需要。本单元的输出特性可以被设计为恒流特性、恒压特性、恒功率特性以及它们的组合。二极管304即是连接在节点16与节点10之间。

高低压隔离单元电路即电流输出单元的电压隔离电路由二极管401构成，利用二极管单向导通的特性，将电弧稳定单元和焊接特性电流输出单元电路互相隔离，互不影响。焊接回路的电流检测由霍尔电流传感器404完成，焊接回路的电压检测由电阻405和电阻406分压完成。电流输出单元输出端的电感器403和跨接的输出端正负极上的电容402对输出电流进行滤波。

本发明中的直流电源为电池组由镍锌电池组成。镍锌电池具有输出电压高，内阻小，额定电流大的优点，所以采用22节输出电压为1.65V的镍锌电池，串联成一个输出电压约36V的电池组直流电源。热敏电阻102作为电池工作温度传感器与控制单元中的直流电源保护电路连接，霍尔传感器103同样与控制单元中的直流电源保护电路连接，把蓄电池组工作时的电压、电流和温度向控制单元反馈。电弧稳定单元中的较高压直流变换(DC/DC)电路是一个直流变换(DC/DC)升压电路，把电路电压从镍锌电池组的供电电压36提升，使电弧稳定单元的输出电压为72V，为焊接电弧引燃过程和电弧维持提供电流。电弧稳定单元的电压采样电路和空载电压保护电路由分压电阻采样电路组成。主功率变换单元的较低压直流变换(DC/DC)电路是直流变换(DC/DC)降压电路，把电路电压从镍锌电池组的供电电压36下降，使主功率变换单元输出电压为24V，为焊接电弧引燃后焊接过程中的电弧提供电流。电流输出单元中用二极管电路组成电压隔离电路，用电抗器组成输出电流的，直接输出直流焊接电流，用霍尔传感器组件焊接电流采样电路。分压电阻组成电压采样电路组成。控制单元是一个以MCS51系列工业单片机为核心的多路电子控制电路系统。利用编程软件和电路硬件的结合，可以承担控制单元的控制运算工作任务。用热敏电阻作为电池工作温度传感器。控制单元中控制电源供电电路是一个直流变换(DC/DC)降压电路，建立一个输出电压为12V的直流电源，为智能集中控制单元供电。

Claims (10)

1.一种弧焊电源，其特征在于：所述弧焊电源包括直流供电单元、电弧稳定单元、主功率变换单元、电流输出单元和控制单元，电弧稳定单元、主功率变换单元分别与电流输出单元电路连接，控制单元设有线路分别与直流供电单元、电弧稳定单元、主功率变换单元、电流输出单元电路连接，其中直流供电单元为整个弧焊电源的运行提供电能，所述电弧稳定单元和主功率变换单元在控制单元的控制下为焊接过程的电焊机的电弧提供电流，

所述电弧稳定单元的作用是在起弧过程中，为电弧建立并提供高电压，使得焊接时起弧顺利，并在焊接过程中减少电弧中断的机会，

所述主功率变换单元的作用是在焊接过程中为焊接电弧提供主要的电能，输出低电压大电流，保证焊接电流的稳定输出，

所述电流输出单元包括电压隔离电路、电流电压采样电路，电压隔离电路用于对电弧稳定单元的输出电压和主功率变换单元的输出电压进行电压隔离，电流电压采样电路的作用是把焊接电流电压的实际输出值反馈给控制单元，

所述控制单元的作用是对电路连接的各单元进行运行控制，包括对主功率变换单元的焊接特性控制、对电流输出单元的反馈控制、对电弧稳定单元的电弧稳定控制以及对直流供电单元的直流供电保护，

所述弧焊电源的输出端通过焊炬和焊材工件接触形成回路，在电弧稳定单元的作用下在焊材工件的两个电极接触处迅速产生焊接电弧并且形成焊接电弧，弧焊电源的输出端的电压迅速下降且电压低于主功率变换单元输出的电压时，主功率变换单元输出大工作电流，使焊接电弧得到足够的电流融化母材和填充金属。

2.根据权利要求1所述的弧焊电源，其特征在于：所述控制单元包括单片机、焊接特性控制电路、反馈控制电路、电弧稳定控制电路、直流电源保护电路、给定电路和控制供电电路，其中控制供电电路是用于向控制单元提供电源保证的电源电路，直流电源保护电路是当直流电源处于过流、欠压或过热状态时对直流电源提供保护措施，给定电路对弧焊电源的运行状态参数进行给定，所述焊接特性控制电路、反馈控制电路、电弧稳定控制电路根据弧焊电源中各个对应受控部分反馈的信号，经过电路运算处理后，对各个对应受控部分输出调节运行参数，以满足外界输入的调节信号所设定运行状态和焊接特性的要求。

3.根据权利要求2所述的弧焊电源，其特征在于：所述电弧稳定单元包括高电压直流变换电路、电压采样电路和电流采样电路，所述高电压直流变换电路是一个直流电压变换电路，把电路电压从电池的供电电压变为焊接过程起弧所需的较高电压，使电弧稳定单元输出较高的电弧稳定电压，为起弧过程和电弧维持提供电流，所述电压采样电路和电流采样电路，通过对弧焊电源输出端两极间的电压和电流监测与反馈，调整电弧稳定单元的直流变换输出较高电压电路运行参数，保持电弧的持续稳定，提供空载状态下的安全保护措施。

4.根据权利要求3所述的弧焊电源，其特征在于：所述电流输出单元包括电压隔离电路、电流电压采样电路，电压隔离电路用于对电弧稳定单元的输出的较高电压和主功率变换单元的输出的较低电压进行电压隔离，电流电压采样电路的作用是把焊接电弧电流和电压的实际输出值反馈给控制单元。

5.根据权利要求4所述的弧焊电源，其特征在于：所述电流输出单元设有第一二极管且其正极与主功率变换单元的输出端连接，第一二极管的负极还与电弧稳定单元输出端连接，所述第一二极管构成电压隔离电路，电流输出单元输出端上的霍尔传感器和跨接的输出端正负极上的第一分压电阻和第二分压电阻构成了电流电压采样电路。

6.根据权利要求3所述的弧焊电源，其特征在于：所述电弧稳定单元包括通过第一电感、第二电感、第一功率开关管、第二二极管、第一电容器、第二电容器组成的单端初级电感转换器型直流-直流变换电路，第一功率开关管的栅极G与控制单元的电弧稳定控制电路连接，第一功率开关管的漏极D通过第一电感与直流供电单元的输出端连接，第一功率开关管的源极S连接有第一电流互感器，第一电流互感器、第一功率开关管的源极S还与控制单元的电弧稳定控制电路连接，第一功率开关管的漏极D串联连接第一电容器后与第一功率开关管的源极S之间连接第二电感与第二电容器且第二电感与第二电容器为并联连接状态，第二二极管串联连接在第一功率开关管的漏极D上，第二二极管的正极与第一电容器、第一电感连接，第二二极管的负极与第二电容器连接且第二二极管的负极与电弧稳定单元输出端连接，其中第一功率开关管通过对栅极G施加驱动电压，控制第一功率开关管的导通或截止，控制电压的规律是脉冲宽度调制控制PWM方式。

7.根据权利要求6所述的弧焊电源，其特征在于：当PWM的导通比率大于50%，电弧稳定单元工作于升压状态，节点a4电压将比节点a1电压高，为焊接负载回路提供高压直流电源电压的空载电压，以利于电弧引燃和维持电弧弧长；当PWM的导通比率小于50%，电弧稳定单元工作于降压状态，其输出电流与焊接特性电流输出单元的电流共同向焊接负载提供符合焊接特性的低压大电流。

8.根据权利要求6或7所述的弧焊电源，其特征在于：所述主功率变换单元包括低电压变换电路，是一个直流电压变换电路，把电路电压从直流电源的供电电压变为焊接过程工作电弧所需的较低电压，使主功率变换单元输出工作电压，为起弧后焊接过程中的电弧提供电流，包括通过第二功率开关管、第三二极管、第三电感和电阻R4组成的降压型直流-直流变换电路组成，第二功率开关管的栅极G与控制单元的焊接特性控制电路连接，第二功率开关管的漏极D直接与直流供电单元的输出端连接，第二功率开关管的源极S串联连接有第二电流互感器，第二电流互感器、第二功率开关管的源极S还与控制单元的电弧稳定控制电路连接，第二电流互感器串联连接第三电感，第三电感的输出端与主功率变换单元的输出端连接，第三电感的输入端与第三二极管的负极连接，第三二极管的正极与直流供电单元的负极连接，其中第二功率开关管通过对栅极施加驱动电压，控制第二功率开关管的导通或截止，控制电压的规律是脉冲宽度调制控制PWM方式。

9.根据权利要求8所述的弧焊电源，其特征在于：所述主功率变换单元的输出端连接第一二极管的正极，第一二极管的负极与第一功率开关管的源极S连接，第一二极管的负极还与电弧稳定单元输出端连接，第一二极管构成电压隔离电路。

10.根据权利要求1所述的弧焊电源，其特征在于：所述直流供电单元包括镍锌电池、锂电池、铅酸蓄电池、直流开关电源。