CN104625333B - 一种新型dc/ac弧焊装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型DC/AC弧焊装置。目的是提供的DC/AC弧焊装置应能适应焊接工艺需求，而且具有可靠性高、结构简单的技术特点。技术方案是：一种新型DC/AC弧焊装置，其特征在于：包括低压电源、桥式整流电路、桥式变换电路及变换控制电路；所述低压电源的输出端与桥式整流电路的输入端连接，桥式整流电路的输出端与桥式变换电路的输入端连接；变换控制电路与桥式变换电路连接并控制桥式变换电路，变换控制电路的输出端对外输出焊接电流。

Description

一种新型DC/AC弧焊装置
技术领域
本发明涉及逆变焊机技术领域，具体涉及一种新型DC/AC弧焊装置。
背景技术
传统逆变式交流弧焊机，一般采用两级逆变，一级逆变主要目的是进行电流、电压和功率控制，同时兼具高压隔离和降压作用，二级逆变的主要目的是改变电流方向，产生交流电，以适应焊接工艺需求。上述由一级逆变进行电流、电压和功率控制，二级逆变进行电流换向控制的方法存在的问题是增加了一级逆变的控制难度，在电流快速瞬变的瞬间易引起变压器磁饱和，造成功率器件的电流应力增大，使整体可靠性降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述背景技术的不足，提供一种新型DC/AC弧焊装置，该DC/AC弧焊装置应能适应焊接工艺需求，而且具有可靠性高、结构简单的技术特点。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：
一种新型DC/AC弧焊装置，其特征在于：包括低压电源、桥式整流电路、桥式变换电路及变换控制电路；所述低压电源的输出端与桥式整流电路的输入端连接，桥式整流电路的输出端与桥式变换电路的输入端连接；变换控制电路与桥式变换电路连接并控制桥式变换电路，变换控制电路的输出端对外输出焊接电流。
作为优选，所述低压电源A，从市电网络隔离；
所述桥式整流电路，由二极管D1、D2、D3、D4组成，输出端并联滤波电容器C1，输入端与上述低压电源的输出端连接；
所述桥式变换电路，包括开关元件S1、S2、S3、S4组成的全桥电路，其中，开关元件S1、S4对角布置，开关元件S2、S3对角布置，开关元件S1并联有电容C5，开关元件S2并联有电容C2，开关元件S3并联有电容C3，开关元件S4并联有电容C4，所述开关元件S1、S3之间串联有耦合电感L1，开关元件S2、S4之间串联有耦合电感L2；所述桥式变换电路中，开关元件S1与耦合电感L1之间、开关元件S2与耦合电感L2之间分别引出桥式变换电路输入端的两条支路，这两条支路连接上述桥式整流电路的输出端；开关元件S1与S2之间、开关元件S3与S4之间分别引出桥式变换电路输出端的两条支路，这两条支路中，其中一条支路串联有平波电抗器L，另一条支路串联有输出采样元件Hall，平波电抗器L的后端、输出采样元件Hall的后端之间并联电容C之后对外输出焊接电流；
所述变换控制电路，包括驱动器PWM1、PWM2、控制器M以及电源模块；驱动器PWM1连接开关元件S1、S4，驱动器PWM2连接开关元件S2、S3；控制器M分别连接上述输出采样元件Hall、驱动器PWM1、PWM2；控制器M还连接有AC/DC选择开关S5，控制驱动器PWM1、PWM2单路输出或交替输出；电源模块的输入端与桥式整流电路的输出端连接，通过降压或逆变后为控制器M供电。
作为优选，所述低压电源A，从市电网络隔离；
所述桥式整流电路，由二极管D1、D2、D3、D4组成，输出端并联滤波电容器C1，输入端与上述低压电源的输出端连接；
所述桥式变换电路，包括开关元件S1、S2、S3、S4组成的全桥电路，其中，开关元件S1、S4对角布置，开关元件S2、S3对角布置；所述桥式变换电路中，开关元件S1与S3之间、开关元件S2与S4之间分别引出桥式变换电路输入端的两条支路，这两条支路连接上述桥式整流电路的输出端；开关元件S1与S2之间、开关元件S3与S4之间分别引出桥式变换电路输出端的两条支路，这两条支路中，其中一条支路串联有平波电抗器L，另一条支路串联有输出采样元件Hall，平波电抗器L的后端、输出采样元件Hall的后端之间并联电容C之后对外输出焊接电流；
所述变换控制电路，包括驱动器PWM1、PWM2、控制器M以及电源模块；驱动器PWM1连接开关元件S1、S4，驱动器PWM2连接开关元件S2、S3；控制器M分别连接上述输出采样元件Hall、驱动器PWM1、PWM2；控制器M还连接有AC/DC选择开关S5，控制驱动器PWM1、PWM2单路输出或交替输出；电源模块的输入端与桥式整流电路的输出端连接，通过降压或逆变后为控制器M供电。
作为优选，所述低压电源A，从市电网络隔离；
所述桥式整流电路，由二极管D1、D2、D3、D4组成，输出端并联滤波电容器C1，输入端与上述低压电源的输出端连接；
所述桥式变换电路，包括开关元件S1、S2、S3、S4组成的全桥电路，其中，开关元件S1、S4对角布置，开关元件S2、S3对角布置，开关元件S1并联有电容C5，开关元件S2并联有电容C2，开关元件S3并联有电容C3，开关元件S4并联有电容C4，所述开关元件S1、S3之间串联有耦合电感L1，开关元件S2、S4之间串联有耦合电感L2；所述桥式变换电路中，开关元件S1与耦合电感L1之间、开关元件S2与耦合电感L2之间分别引出桥式变换电路输入端的两条支路，这两条支路连接上述桥式整流电路的输出端；开关元件S1与S2之间、开关元件S3与S4之间分别引出桥式变换电路输出端的两条支路，这两条支路中，其中一条支路串联有平波电抗器L，另一条支路串联有输出采样元件Hall，平波电抗器L的后端、输出采样元件Hall的后端之间并联电容C之后对外输出焊接电流；
所述变换控制电路，包括驱动器PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、控制器M以及电源模块；驱动器PWM1连接开关元件S1，驱动器PWM2连接开关元件S2，驱动器PWM3连接开关元件S3，驱动器PWM4连接开关元件S4；控制器M分别连接上述输出采样元件Hall以及驱动器PWM1、PWM2、PWM3、PWM4；控制器M还连接有AC/DC选择开关S5，控制驱动器PWM1、PWM2、PWM3、PWM4单路输出或交替输出；电源模块的输入端与桥式整流电路的输出端连接，通过降压或逆变后为控制器M供电。
作为优选，所述低压电源A，从市电网络隔离；
所述桥式整流电路，由二极管D1、D2、D3、D4组成，输出端并联滤波电容器C1，输入端与上述低压电源的输出端连接；
所述桥式变换电路，包括开关元件S1、S2组成的半桥电路，开关元件S1并联有电容C3，开关元件S2并联有电容C2，所述开关元件S1与电容C1之间串联有耦合电感L1，开关元件S2与电容C1之间串联有耦合电感L2；所述桥式变换电路中，电容C1与耦合电感L1之间、电容C1与耦合电感L2之间分别引出桥式变换电路输入端的两条支路，这两条支路连接上述桥式整流电路的输出端；开关元件S1、S2之间引出桥式变换电路的输出端的一条支路，该条支路串联有平波电抗器L；桥式变换电路的输出端的另一条支路由低压电源引出，该条支路上串联有输出采样元件Hall，平波电抗器L的后端、输出采样元件Hall的后端之间并联电容C之后对外输出焊接电流；
所述变换控制电路，包括驱动器PWM1、PWM2控制器M以及电源模块；驱动器PWM1连接开关元件S1，驱动器PWM2连接开关元件S2；控制器M分别连接上述输出采样元件Hall以及驱动器PWM1、PWM2；控制器M还连接有AC/DC选择开关S5，控制驱动器PWM1、PWM2单路输出或交替输出；电源模块的输入端与桥式整流电路的输出端连接，通过降压或逆变后为控制器M供电。
作为优选，所述AC/DC选择开关S5选择DC输出时，对角布置的开关元件S1、S4或者开关元件S2、S3作为斩波器件使用，耦合电感L1或L2作为平波电抗使用；
选择AC输出时，对角布置的开关元件S1、S4及S2、S3在交流半波时作为斩波器件使用，对交流正负半波幅值进行控制，对角布置的开关元件S1、S4及S2、S3交替斩波输出形成交流，耦合电感L1或L2除作为平波电抗使用之外，还具备加速交流电流换向和提高交流电弧重燃弧电压的作用。
作为优选，所述AC/DC选择开关S5选择DC输出时，对角布置的开关元件S1、S4或者开关元件S2、S3作为斩波器件使用，并且，对角布置的两个开关元件可以同时以斩波方式工作，或者对角布置的两个开关元件中一个开关元件斩波，另一个开关元件维持开通方式工作，耦合电感L1或L2作为平波电抗使用；
选择AC输出时，对角布置的开关元件S1、S4及S2、S3在交流半波时作为斩波器件使用，对交流正负半波幅值进行控制，对角布置的开关元件S1、S4及S2、S3交替斩波输出形成交流,并且，对角布置的两个开关元件可以同时以斩波方式工作，或者对角布置的两个开关元件中一个开关元件斩波，另一个开关元件维持开通方式工作，耦合电感L1或L2除作为平波电抗使用之外，还具备加速交流电流换向和提高交流电弧重燃弧电压的作用。
作为优选，所述AC/DC选择开关S5选择DC输出时，开关元件S1或者S2作为斩波器件使用，耦合电感L1或L2作为平波电抗使用；选择AC输出时，开关元件S1及S2在交流半波时作为斩波器件使用，对交流正负半波幅值进行控制，S1及S2交替斩波输出形成交流,耦合电感L1或L2除在作为平波电抗使用之外，还具备加速交流电流换向和提高交流电弧重燃弧电压的作用。
本发明具有的有益效果是：本发明仅进行一次逆变，使电流、电压、功率控制和电流方向控制同时实现，降低了传统控制方法中一级逆变的控制难度，在电流快速瞬变的瞬间不易引起变压器磁饱和，避免造成功率器件的电流应力增大，使整体可靠性高，电路结构也较为简单，同时本发明有效提高了交流电流的换向速度，使交流电弧更加稳定，提高了焊接的可操作性。
附图说明
图1a、1b、1c、1d分别是本发明实施例1、2、3、4的电路结构示意图(采用全桥电路)。
图2a是本发明在DC输出模式时采用两路PWM驱动器的驱动波形及输出波形示意图。
图2b是本发明在DC输出模式时采用四路PWM驱动器的驱动波形及输出波形示意图。
图3a是本发明在AC输出模式时采用两路PWM驱动器的驱动波形及输出波形示意图。
图3b是本发明在AC输出模式时采用四路PWM驱动器的驱动波形及输出波形示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
一种新型DC/AC弧焊装置，包括低压电源、桥式整流电路、桥式变换电路及变换控制电路；所述低压电源的输出端与桥式整流电路的输入端连接，桥式整流电路的输出端与桥式变换电路的输入端连接；变换控制电路与桥式变换电路连接并控制桥式变换电路，变换控制电路的输出端对外输出焊接电流。
本发明具有以下4种实施方式。
实施例1，采用全桥逆变方案：
如图1a所示，所述低压电源A，从市电网络隔离；
所述桥式整流电路，由二极管D1、D2、D3、D4组成，输出端并联滤波电容器C1，输入端与上述低压电源的输出端连接；
所述桥式变换电路，包括开关元件S1、S2、S3、S4组成的全桥电路，其中，开关元件S1、S4对角布置，开关元件S2、S3对角布置，开关元件S1并联有电容C5，开关元件S2并联有电容C2，开关元件S3并联有电容C3，开关元件S4并联有电容C4，所述开关元件S1、S3之间串联有耦合电感L1，开关元件S2、S4之间串联有耦合电感L2；所述桥式变换电路中，开关元件S1与耦合电感L1之间、开关元件S2与耦合电感L2之间分别引出桥式变换电路输入端的两条支路，这两条支路连接上述桥式整流电路的输出端；开关元件S1与S2之间、开关元件S3与S4之间分别引出桥式变换电路输出端的两条支路，这两条支路中，其中一条支路串联有平波电抗器L，另一条支路串联有输出采样元件Hall，平波电抗器L的后端、输出采样元件Hall的后端之间并联电容C之后对外输出焊接电流；
所述变换控制电路，包括驱动器PWM1、PWM2、控制器M以及电源模块；驱动器PWM1连接开关元件S1、S4，驱动器PWM2连接开关元件S2、S3；控制器M分别连接上述输出采样元件Hall、驱动器PWM1、PWM2；控制器M还连接有AC/DC选择开关S5，控制驱动器PWM1、PWM2单路输出或交替输出；电源模块的输入端与桥式整流电路的输出端连接，通过降压或逆变后为控制器M供电。
所述开关元件S1-S4可以是IGBT、MOSFET、GTO。
控制器功能：控制器M根据信号Set与输出采样元件Hall的反馈采样信号计算驱动器PWM信号的占空比，通过驱动器PWM驱动与其连接的开关元件实现系统的闭环调节输出；该控制器的硬件载体可以是TMS320F2803、DsPIC30f4011等数字控制芯片，控制核心可由程序软件实现，或者以模拟电路实现。
电源模块输入端与桥式整流电路的输出端连接，可通过降压或逆变手段取得控制电源，为控制器供电，可采用单端反激式开关电源，电源多路输出。
输出采样元件Hall可以是霍尔电流传感器，如CHB-500S、CHK-500Y4等等，也可以是分流器即温度稳定性良好的线性电阻，具体如FL-500A/75mV等。
耦合电感L1和L2是紧密缠绕在一个磁性材料上的两组线圈，在DC输出时串接在DC回路上的L1或L2作为平波电抗使用；在AC输出时除在AC回路中做平波电抗作用之外，还具备加速交流电流换向和提高交流电弧重燃弧电压的作用。耦合电感L1和L2的具体工作原理：引入耦合电感，在稳定状态下，任意一个耦合电感都可以作为普通平波电抗使用；而在换向过程中，一方面利用耦合电感和开关器件S1、S2、S3、S4并联的缓冲电容(C2-C5)为电感提供放电回路，释放电磁能，使流过电感的电流迅速减小；另一方面利用耦合电感的耦合作用在反向端建立较高电压，该电压和换向后的电源电压串联叠加，提高了电流的换向速度，使电弧更加稳定，提高焊接的可操作性。
本实施例1的工作原理是：
当AC/DC选择开关S5设定为DC输出时，驱动器PWM1或PWM2工作在单路输出模式，与驱动器PWM1连接的开关元件S1、S4或PWM2连接的开关元件S2、S3作为斩波器件使用；当AC/DC选择开关S5设定为AC输出时，驱动器PWM1和PWM2工作在交替输出模式，其交替输出频率在0.1Hz到1KHz之间，驱动器PWM1输出时，与其连接的开关元件S1、S4作为斩波器件使用，开关频率在2KHz以上，驱动器PWM2输出时，与其连接的开关元件S2、S3作为斩波器件使用，开关频率在2KHz以上；在PWM1、PWM2交替输出过程中与PWM1连接的开关元件S1、S4和与PWM2连接的开关元件S2、S组成全桥电路，PWM1和PWM2交替输出频率即为全桥电路的逆变频率。
本系统中，AC/DC控制开关S5设定为DC输出时，如图2a所示，可单独设定驱动器PWM1以2KHz以上任意固定频率工作在斩波方式下，PWM2输出0电平，此时，控制器根据设定值Set及输出采样元件Hall的采样反馈量计算PWM1占空比，通过PWM1驱动与其连接的开关元件S1和S4，实现闭环调节输出。
本系统中，AC/DC控制开关S5设定为AC输出时，如图3a所示，驱动器PWM1与PWM2交替输出，交替频率根据焊接需要可设定在0.1Hz到1KHz之间任意频率，驱动器PWM1与PWM2的交替频率即为全桥电路的逆变频率。在驱动器PWM1输出时，驱动器PWM1以固定频率、占空比可变方式输出，频率范围可为2KHz以上任意定值，同时驱动器PWM2输出0电平；在驱动器PWM2输出时，驱动器PWM2以固定频率、占空比可变方式输出，频率范围可为2KHz以上任意定值，且与驱动器PWM1输出的频率相同，同时驱动器PWM1输出0电平。
AC输出时，驱动器PWM1控制的开关元件S1、S4为交流的正半周AM1，驱动器PWM2控制的开关元件S2、S3为交流的负半周AM2，AM1和AM2幅值可以分别通过改变驱动器PWM1和PWM2的占空比进行单独调整，交流正半周AM1输出时，控制器M根据交流正半周设定信号Set1与输出采样元件Hall的反馈采样信号计算驱动器PWM1信号的占空比，通过驱动器PWM1驱动与其连接的开关元件S1、S4实现正半周AM1闭环调节输出；交流负半周AM2输出时，控制器M根据交流负半周设定信号Set2与输出采样元件Hall的反馈采样信号计算驱动器PWM2信号的占空比，通过驱动器PWM2驱动与其连接的开关元件S2、S3实现负半周AM2闭环调节输出。交流正半周AM1维持时间为T1，交流负半周维持时间为T2,即为驱动器PWM1和PWM2交替输出频率，也就是S1、S4和与S2、S3组成全桥电路的逆变频率，通过调节T1、T2时间即可改变交流输出的频率。
实施例2，采用全桥逆变方案；
如图1b所示，本实施例2的电路结构以及工作原理与实施例1基本相同，区别在于本实施例2的全桥电路中未串联耦合电感L1和L2，开关元件S1、S2、S3、S4未并联电容C2-C5；可以实现与实施例1同样的功能。
实施例3，采用全桥逆变方案；
如图1c所示，本实施例3的主电路结构以及工作原理与实施例1基本相同，区别在于本实施例3的全桥电路中四路开关元件采用四路PWM驱动器分别进行独立的时序控制。
本系统中，AC/DC控制开关S5设定为DC输出时，如图2b所示，可单独设定驱动器PWM1、PWM4用于实现斩波恒流，同时确保控制器PWM2、PWM3输出0电平。PWM1、PWM4可同时以2KHz以上任意固定且相同频率工作在斩波方式下，也可以只使用其中一路进行斩波控制，而另一路输出高电平，如PWM1用于斩波，PWM4用于持续输出高电平。此时，控制器根据设定值Set及输出采样元件Hall的采样反馈量计算PWM1占空比，通过PWM1驱动与其连接的开关元件S1，实现闭环调节输出。
上述控制方法中，也可以使用驱动器PWM2、PWM3用于实现斩波恒流，同时确保控制器PWM1、PWM4输出0电平。而在斩波控制的两路驱动中，也可选择任意其中一路驱动器以2KHz以上任意固定频率工作在斩波方式下，但要求另一路持续输出高电平，该高电平输出持续时间与用于斩波的那一路驱动器工作的时间相同。
本系统中，AC/DC控制开关S5设定为AC输出时，如图3b所示，两路驱动器PWM1、PWM4与另两路驱动器PWM2、PWM3交替输出，交替频率根据焊接需要可设定在0.1Hz到1KHz之间任意频率，驱动器PWM1、PWM4与PWM2、PWM3的交替频率即为全桥电路的逆变频率。在驱动器PWM1、PWM4输出时，驱动器PWM1、PWM4以相同固定频率、占空比可变方式输出，频率范围可为2KHz以上任意定值，同时驱动器PWM2、PWM3输出0电平；，在驱动器PWM2、PWM3输出时，驱动器PWM2、PWM3以相同固定频率、占空比可变方式输出，频率范围可为2KHz以上任意定值，同时驱动器PWM1、PWM4输出0电平。
上述控制方法中，在驱动器PWM1、PWM4为输出且驱动器PWM2、PWM3输出0电平时,两路驱动器PWM1、PWM4可选择任何一路以固定频率、占空比可变方式输出，频率范围可为2KHz以上任意定值，而另一路则持续输出高电平，该高电平持续的时间与用于斩波的那一路驱动器工作的时间相同。
AC输出时，驱动器PWM1、PWM4分别控制的开关元件S1、S4为交流的正半周AM1，驱动器PWM2、PWM3分别控制的开关元件S2、S3为交流的负半周AM2，AM1的幅值可以通过改变驱动器PWM1、PWM4的占空比进行单独调整，AM2幅值可以通过改变驱动器PWM2、PWM3的占空比进行单独调整。交流正半周AM1输出时，控制器M根据交流正半周设定信号Set1与输出采样元件Hall的反馈采样信号计算驱动器PWM1、PWM4信号的占空比，通过驱动器PWM1、PWM4驱动与其连接的开关元件S1、S4实现正半周AM1闭环调节输出；交流负半周AM2输出时，控制器M根据交流负半周设定信号Set2与输出采样元件Hall的反馈采样信号计算驱动器PWM2、PWM3信号的占空比，通过驱动器PWM2、PWM3驱动与其连接的开关元件S2、S3实现负半周AM2闭环调节输出。交流正半周AM1维持时间为T1，交流负半周维持时间为T2,即为驱动器PWM1、PWM4和PWM2、PWM3交替输出频率，也就是S1、S4和与S2、S3组成全桥电路的逆变频率，通过调节T1、T2时间即可改变交流输出的频率。
实施例4，采用半桥逆变方案；
如图1d所示，所述低压电源A，从市电网络隔离；
所述桥式整流电路，由二极管D1、D2、D3、D4组成，输出端并联滤波电容器C1，输入端与上述低压电源的输出端连接；
所述桥式变换电路，包括开关元件S1、S2组成的半桥电路，开关元件S1并联有电容C3，开关元件S2并联有电容C2，所述开关元件S1与电容C1之间串联有耦合电感L1，开关元件S2与电容C1之间串联有耦合电感L2；所述桥式变换电路中，电容C1与耦合电感L1之间、电容C1与耦合电感L2之间分别引出桥式变换电路输入端的两条支路，这两条支路连接上述桥式整流电路的输出端；开关元件S1、S2之间引出桥式变换电路的输出端的一条支路，该条支路串联有平波电抗器L；桥式变换电路的输出端的另一条支路由低压电源引出，该条支路上串联有输出采样元件Hall，平波电抗器L的后端、输出采样元件Hall的后端之间并联电容C之后对外输出焊接电流；
所述变换控制电路，包括驱动器PWM1、PWM2控制器M以及电源模块；驱动器PWM1连接开关元件S1，驱动器PWM2连接开关元件S2；控制器M分别连接上述输出采样元件Hall以及驱动器PWM1、PWM2；控制器M还连接有AC/DC选择开关S5，控制驱动器PWM1、PWM2单路输出或交替输出；电源模块的输入端与桥式整流电路的输出端连接，通过降压或逆变后为控制器M供电。
本实施例4的工作原理与实施例1基本相同，可以实现同样功能，不同点在于：实施例1中，驱动器PWM1输出时，与其连接的开关元件S1、S4作为斩波器件使用，驱动器PWM2输出时，与其连接的开关元件S2、S3作为斩波器件使用；而实施例4中，驱动器PWM1输出时，与其连接的开关元件S1作为斩波器件使用，驱动器PWM2输出时，与其连接的开关元件S2作为斩波器件使用。
尚需说明的是：
(1)实施例1中的低压电源A以及实施例2中的变压器可以使用其它与电网隔离的供电装置替换；
(2)开关元件S1、S2、S3、S4组成的全桥电路用于DC焊接时，对角的开关元件组成的电路作为斩波器使用，并且只有一组对角的开关元件进行斩波，另一组对角的开关元件处于关断状态；
(3)开关元件S1、S2、S3、S4组成的全桥电路用于AC焊接时，开关元件S1、S2、S3、S4作为逆变器使用，在AC输出正半周T1时段内开关元件S1、S4以2KHz以上任意固定频率进行斩波，在AC输出负半周T2时段内开关元件S2、S3以与S1、S4相同的频率进行斩波；
(4)开关元件S1、S2、S3、S4组成的全桥电路除按照(2)、(3)描述方式工作之外还可以按照对角元件中一只以斩波方式工作，另一只处于开通状态方式进行工作；
(5)驱动器PWM1和PWM2的交替频率即为AC焊接时输出的AC波形频率；
(6)DC输出幅值由驱动器PWM1的占空比决定；
(7)AC输出正半周AM1幅值由驱动器PWM1占空比决定，AC输出负半周AM2幅值由驱动器PWM2占空比决定。

Claims (7)

1.一种新型DC/AC弧焊装置，其特征在于：包括低压电源、桥式整流电路、桥式变换电路及变换控制电路；所述低压电源的输出端与桥式整流电路的输入端连接，桥式整流电路的输出端与桥式变换电路的输入端连接；变换控制电路与桥式变换电路连接并控制桥式变换电路，变换控制电路的输出端对外输出焊接电流；
所述低压电源A，从市电网络隔离；
所述桥式整流电路，由二极管D1、D2、D3、D4组成，输出端并联滤波电容器C1，输入端与上述低压电源的输出端连接；
所述桥式变换电路，包括开关元件S1、S2、S3、S4组成的全桥电路，其中，开关元件S1、S4对角布置，开关元件S2、S3对角布置，开关元件S1并联有电容C5，开关元件S2并联有电容C2，开关元件S3并联有电容C3，开关元件S4并联有电容C4，所述开关元件S1、S3之间串联有耦合电感L1，开关元件S2、S4之间串联有耦合电感L2；所述桥式变换电路中，开关元件S1与耦合电感L1之间、开关元件S2与耦合电感L2之间分别引出桥式变换电路输入端的两条支路，这两条支路连接上述桥式整流电路的输出端；开关元件S1与S2之间、开关元件S3与S4之间分别引出桥式变换电路输出端的两条支路，这两条支路中，其中一条支路串联有平波电抗器L，另一条支路串联有输出采样元件Hall，平波电抗器L的后端、输出采样元件Hall的后端之间并联电容C之后对外输出焊接电流；
所述变换控制电路，包括驱动器PWM1、PWM2、控制器M以及电源模块；驱动器PWM1连接开关元件S1、S4，驱动器PWM2连接开关元件S2、S3；控制器M分别连接上述输出采样元件Hall、驱动器PWM1、PWM2；控制器M还连接有AC/DC选择开关S5，控制驱动器PWM1、PWM2单路输出或交替输出；电源模块的输入端与桥式整流电路的输出端连接，通过降压或逆变后为控制器M供电。
2.一种新型DC/AC弧焊装置，其特征在于：包括低压电源、桥式整流电路、桥式变换电路及变换控制电路；所述低压电源的输出端与桥式整流电路的输入端连接，桥式整流电路的输出端与桥式变换电路的输入端连接；变换控制电路与桥式变换电路连接并控制桥式变换电路，变换控制电路的输出端对外输出焊接电流；
所述低压电源A，从市电网络隔离；
所述桥式整流电路，由二极管D1、D2、D3、D4组成，输出端并联滤波电容器C1，输入端与上述低压电源的输出端连接；
所述桥式变换电路，包括开关元件S1、S2、S3、S4组成的全桥电路，其中，开关元件S1、S4对角布置，开关元件S2、S3对角布置；所述桥式变换电路中，开关元件S1与S3之间、开关元件S2与S4之间分别引出桥式变换电路输入端的两条支路，这两条支路连接上述桥式整流电路的输出端；开关元件S1与S2之间、开关元件S3与S4之间分别引出桥式变换电路输出端的两条支路，这两条支路中，其中一条支路串联有平波电抗器L，另一条支路串联有输出采样元件Hall，平波电抗器L的后端、输出采样元件Hall的后端之间并联电容C之后对外输出焊接电流；
所述变换控制电路，包括驱动器PWM1、PWM2、控制器M以及电源模块；驱动器PWM1连接开关元件S1、S4，驱动器PWM2连接开关元件S2、S3；控制器M分别连接上述输出采样元件Hall、驱动器PWM1、PWM2；控制器M还连接有AC/DC选择开关S5，控制驱动器PWM1、PWM2单路输出或交替输出；电源模块的输入端与桥式整流电路的输出端连接，通过降压或逆变后为控制器M供电。
3.一种新型DC/AC弧焊装置，其特征在于：包括低压电源、桥式整流电路、桥式变换电路及变换控制电路；所述低压电源的输出端与桥式整流电路的输入端连接，桥式整流电路的输出端与桥式变换电路的输入端连接；变换控制电路与桥式变换电路连接并控制桥式变换电路，变换控制电路的输出端对外输出焊接电流；
所述低压电源A，从市电网络隔离；
所述桥式整流电路，由二极管D1、D2、D3、D4组成，输出端并联滤波电容器C1，输入端与上述低压电源的输出端连接；
所述桥式变换电路，包括开关元件S1、S2、S3、S4组成的全桥电路，其中，开关元件S1、S4对角布置，开关元件S2、S3对角布置，开关元件S1并联有电容C5，开关元件S2并联有电容C2，开关元件S3并联有电容C3，开关元件S4并联有电容C4，所述开关元件S1、S3之间串联有耦合电感L1，开关元件S2、S4之间串联有耦合电感L2；所述桥式变换电路中，开关元件S1与耦合电感L1之间、开关元件S2与耦合电感L2之间分别引出桥式变换电路输入端的两条支路，这两条支路连接上述桥式整流电路的输出端；开关元件S1与S2之间、开关元件S3与S4之间分别引出桥式变换电路输出端的两条支路，这两条支路中，其中一条支路串联有平波电抗器L，另一条支路串联有输出采样元件Hall，平波电抗器L的后端、输出采样元件Hall的后端之间并联电容C之后对外输出焊接电流；
所述变换控制电路，包括驱动器PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、控制器M以及电源模块；驱动器PWM1连接开关元件S1，驱动器PWM2连接开关元件S2，驱动器PWM3连接开关元件S3，驱动器PWM4连接开关元件S4；控制器M分别连接上述输出采样元件Hall以及驱动器PWM1、PWM2、PWM3、PWM4；控制器M还连接有AC/DC选择开关S5，控制驱动器PWM1、PWM2、PWM3、PWM4单路输出或交替输出；电源模块的输入端与桥式整流电路的输出端连接，通过降压或逆变后为控制器M供电。
4.一种新型DC/AC弧焊装置，其特征在于：包括低压电源、桥式整流电路、桥式变换电路及变换控制电路；所述低压电源的输出端与桥式整流电路的输入端连接，桥式整流电路的输出端与桥式变换电路的输入端连接；变换控制电路与桥式变换电路连接并控制桥式变换电路，变换控制电路的输出端对外输出焊接电流；
所述低压电源A，从市电网络隔离；
所述桥式整流电路，由二极管D1、D2、D3、D4组成，输出端并联滤波电容器C1，输入端与上述低压电源的输出端连接；
所述桥式变换电路，包括开关元件S1、S2组成的半桥电路，开关元件S1并联有电容C3，开关元件S2并联有电容C2，所述开关元件S1与电容C1之间串联有耦合电感L1，开关元件S2与电容C1之间串联有耦合电感L2；所述桥式变换电路中，电容C1与耦合电感L1之间、电容C1与耦合电感L2之间分别引出桥式变换电路输入端的两条支路，这两条支路连接上述桥式整流电路的输出端；开关元件S1、S2之间引出桥式变换电路的输出端的一条支路，该条支路串联有平波电抗器L；桥式变换电路的输出端的另一条支路由低压电源引出，该条支路上串联有输出采样元件Hall，平波电抗器L的后端、输出采样元件Hall的后端之间并联电容C之后对外输出焊接电流；
所述变换控制电路，包括驱动器PWM1、PWM2、控制器M以及电源模块；驱动器PWM1连接开关元件S1，驱动器PWM2连接开关元件S2；控制器M分别连接上述输出采样元件Hall以及驱动器PWM1、PWM2；控制器M还连接有AC/DC选择开关S5，控制驱动器PWM1、PWM2单路输出或交替输出；电源模块的输入端与桥式整流电路的输出端连接，通过降压或逆变后为控制器M供电。
5.根据权利要求1或2所述的一种新型DC/AC弧焊装置，其特征在于：所述AC/DC选择开关S5选择DC输出时，对角布置的开关元件S1、S4或者开关元件S2、S3作为斩波器件使用，耦合电感L1或L2作为平波电抗使用；
选择AC输出时，对角布置的开关元件S1、S4及S2、S3在交流半波时作为斩波器件使用，对交流正负半波幅值进行控制，对角布置的开关元件S1、S4及S2、S3交替斩波输出形成交流，耦合电感L1或L2除作为平波电抗使用之外，还具备加速交流电流换向和提高交流电弧重燃弧电压的作用。
6.根据权利要求3所述的一种新型DC/AC弧焊装置，其特征在于：所述AC/DC选择开关S5选择DC输出时，对角布置的开关元件S1、S4或者开关元件S2、S3作为斩波器件使用，并且，对角布置的两个开关元件可以同时以斩波方式工作，或者对角布置的两个开关元件中一个开关元件斩波，另一个开关元件维持开通方式工作，耦合电感L1或L2作为平波电抗使用；
选择AC输出时，对角布置的开关元件S1、S4及S2、S3在交流半波时作为斩波器件使用，对交流正负半波幅值进行控制，对角布置的开关元件S1、S4及S2、S3交替斩波输出形成交流,并且，对角布置的两个开关元件可以同时以斩波方式工作，或者对角布置的两个开关元件中一个开关元件斩波，另一个开关元件维持开通方式工作，耦合电感L1或L2除作为平波电抗使用之外，还具备加速交流电流换向和提高交流电弧重燃弧电压的作用。
7.根据权利要求4所述的一种新型DC/AC弧焊装置，其特征在于：所述AC/DC选择开关S5选择DC输出时，开关元件S1或者S2作为斩波器件使用，耦合电感L1或L2作为平波电抗使用；选择AC输出时，开关元件S1及S2在交流半波时作为斩波器件使用，对交流正负半波幅值进行控制，S1及S2交替斩波输出形成交流,耦合电感L1或L2除在作为平波电抗使用之外，还具备加速交流电流换向和提高交流电弧重燃弧电压的作用。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2765701Y (zh) * 2004-11-29 2006-03-22 陈仁富 一种埋弧自动焊的特性控制电路
JP2012161814A (ja) * 2011-02-07 2012-08-30 Daihen Corp 溶接装置および炭酸ガスアーク溶接方法
CN202667880U (zh) * 2012-08-10 2013-01-16 青岛艾特尔机械电子科技有限公司 逆变直流电焊机的倍压整流电路
CN203679496U (zh) * 2014-02-28 2014-07-02 温州霖德电子科技有限公司 一种双电压自动转换电路
JP2014205190A (ja) * 2013-03-21 2014-10-30 株式会社ダイヘン 電源装置及びアーク加工用電源装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2765701Y (zh) * 2004-11-29 2006-03-22 陈仁富 一种埋弧自动焊的特性控制电路
JP2012161814A (ja) * 2011-02-07 2012-08-30 Daihen Corp 溶接装置および炭酸ガスアーク溶接方法
CN202667880U (zh) * 2012-08-10 2013-01-16 青岛艾特尔机械电子科技有限公司 逆变直流电焊机的倍压整流电路
JP2014205190A (ja) * 2013-03-21 2014-10-30 株式会社ダイヘン 電源装置及びアーク加工用電源装置
CN203679496U (zh) * 2014-02-28 2014-07-02 温州霖德电子科技有限公司 一种双电压自动转换电路

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