CN104785896A - 一种逆变焊机电源稳压电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种逆变焊机电源稳压电路，包括可控硅调压电路（1）、脉冲稳压控制电路（2）、隔离变压器（3），其中可控硅调压电路（1）由两只反相并联的可控硅（D1、D2）组成，脉冲稳压控制电路（2）依此包括一个比较放大器（A2）、一个可控硅触发模块（A1)、一只PNP三极管（Q3)、两只NPN三极管（Q1、Q2），比较放大器（A2）的正向输入信号由电阻（R1）与电阻（R2）分压获取，比较放大器（A2）的反向输入信号取自电路输出端。本发明将可控器件用于逆变焊机的电源稳压电路，根据输入电压自动调节脉冲触发信号的相位，从而得到稳定、精确的输出电压。

Description

一种逆变焊机电源稳压电路

技术领域

本发明涉及电源稳压电路，尤其是一种逆变焊机电源稳压电路。

背景技术

逆变弧焊电源，又称弧焊逆变器，是一种新型的焊接电源。这种焊接电源一般输入三相交流电压，先经一次整流、滤波转换成直流电压；再通过控制模块控制大功率开关器件，如绝缘栅双极型三极管（IGBT）的交替导通和截止，将直流电压逆变成几千赫兹到几万赫兹的中频交流电压；逆变后的交流电压经变压器降压至电弧焊接所需的几十伏的低压；最后二次整流并经电抗器滤波输出平稳的直流焊接电流。

一般的逆变焊机的工作电压固定为AC220V或AC380V，不能在AC220V和AC380V之前切换使用，使用范围受到限制，局限性较大。因此同时适用AC220V 和AC380V 工作电压的逆变直流焊机具有一定的市场需求。

2013年1月16日授权公告的中国实用新型专利CN202667880U涉及一种逆变焊机的倍压整流电路，提出了一种采用检测电路监测输入电压等级，再通过继电器开合控制是否对输入电压进行倍压整流，来解决上述问题。当电焊机输入为AC380V 时，不运行倍压整流电路，经整流、滤波后输出DC550V 供给逆变单元，使其正常工作；当电焊机输入为AC220V 时，经过检测电路判断，运行倍压整流电路，输出DC630V 供给逆变单元，也可正常工作。

上述电路在实际应用中有很多弊端，倍压整流后的直流电压超过600V，电压过高，电容数量需求相应增多，功率开关器件的耐压等级也要相应提高，这样就提高了成本，特别是在电压不稳定的情况下，还会影响电容和功率开关器件使用寿命。

另外，有些焊机工作环境十分恶劣，供电电压的不稳定也对逆变焊机运行的可靠性带来一定的影响。

因此研发一种稳定、可靠的直流稳压逆变弧焊电源是亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种逆变焊机电源稳压电路，使得逆变焊机同时适用AC220V 和AC380V 工作电压，并且输出电压稳定、精确。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种逆变焊机电源稳压电路，其特征在于：包括可控硅调压电路（1）、脉冲稳压控制电路（2）、隔离变压器（3），其中可控硅调压电路（1）由两只反相并联的可控硅（D1、D2）组成，脉冲稳压控制电路（2）依此包括一个比较放大器（A2）、一个可控硅触发模块（A1)、一只PNP三极管（Q3)、两只NPN三极管（Q1、Q2），比较放大器（A2）的正向输入信号由电阻（R1）与电阻（R2）分压获取，比较放大器（A2）的反向输入信号取自电路输出端，比较放大器（A2）的输出端连接可控硅触发模块（A1)的输入端。

所述的可控硅触发模块（A1)的输出端通过三极管（Q3)连接三极管（Q1）基极（b1），可控硅触发模块（A1)的输出端连接三极管（Q2）基极（b2），其中电路输出端信号经过电阻（R3）和整流二极管（D3）连接至比较放大器（A2）的反向输入端。

所述的隔离变压器（3）包括隔离变压器（T1）和隔离变压器（T2），隔离变压器（T1）一次侧分别连接供电电源（VCC）和三极管（Q1）的集电极（c1），二次侧对应连接可控硅（D1）的控制极（g1）和阴极（k1）,隔离变压器（T2）一次侧分别连接供电电源（VCC）和三极管（Q2）的集电极（c2），二次侧对应连接可控硅（D2）的阴极（k2）和控制极（g2），可控硅（D1）的阳极（a1）和可控硅（D2）的阴极（k2）连接电路输入端，可控硅（D1）的阴极（k1）和可控硅（D2）的阳极（a2）连接电路输出端，三极管（Q1、Q2）的发射极（e1、e2）均接地。

在电路输入侧串联电流互感器（T3）对电路中的电流进行检测，并根据检测到的电流情况对脉冲触发信号进行相应的相位调节，电流互感器（T3）一次侧串联在电路输入侧，二次侧经过整流二极管（D4）连接比较放大器（A2）的反向输入端。

电路对可控硅的温度进行检测，当可控硅温度超过正常值时，温控开关（FR）闭合，使得比较放大器（2）输出端接地，从而保护可控硅。

本发明将可控器件用于逆变焊机的电源稳压电路，根据输入电压自动调节脉冲触发信号的相位，从而得到稳定、精确的输出电压，另外还具有过流、过热保护功能，保证整个电路的可靠性、稳定性和安全性。

附图说明

图1为本发明实施例1的电路图。

图2为本发明电路带电阻负载时可控硅D1、D2两端的电压波形图。

图3为本发明电路带电阻负载时输出电压波形图。

图4为本发明实施例2的电路图。

图5为本发明实施例3的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

一种逆变焊机电源稳压电路，其特征在于：包括可控硅调压电路1、脉冲稳压控制电路2、隔离变压器3，其中可控硅调压电路1由两只反相并联的可控硅D1、D2组成，脉冲稳压控制电路2依此包括一个比较放大器A2、一个可控硅触发模块A1、一只NPN三极管Q3、两只NPN三极管Q1、Q2，比较放大器A2的正向输入信号由电阻R1与电阻R2分压获取，比较放大器A2的反向输入信号取自电路输出端，比较放大器A2的输出端连接可控硅触发模块A1的输入端。

所述的可控硅触发模块A1的输出端通过三极管Q3连接三极管Q1基极b1，可控硅触发模块A1的输出端连接三极管Q2基极b2，其中电路输出端信号经过电阻R3和整流二极管D3连接至比较放大器A2的反向输入端。

所述的隔离变压器3包括隔离变压器T1和隔离变压器T2，隔离变压器T1一次侧分别连接供电电源VCC和三极管Q1的集电极c1，二次侧对应连接可控硅D1的控制极g1和阴极k1,隔离变压器T2一次侧分别连接供电电源VCC和三极管Q2的集电极c2，二次侧对应连接可控硅D2的阴极k2和控制极g2，可控硅D1的阳极a1和可控硅D2的阴极k2连接电路输入端，可控硅D1的阴极k1和可控硅D2的阳极a2连接电路输出端，三极管Q1、Q2的发射极e1、e2均接地。

电路输入端接入AC220V 或AC380V 正弦交流信号，脉冲稳压控制电路2在某一时刻输出脉冲触发信号u_g1  和 u_g2 ，正弦交流信号处于正半周时，可控硅D1的阳极a1电位高于其阴极k1电位，故其控制极g1输入脉冲触发信号时，可控硅D1由截止变导通；可控硅D2此时阳极a2电位低于其阴极k2电位，故其控制极g2即使有脉冲触发信号输入，可控硅D2仍不会因触发而导通。正弦交流信号处于负半周时，可控硅D2阳极a2电位高于其阴极k2电位，故其控制极g2输入脉冲触发信号时，可控硅D2由截止变导通；可控硅D1此时阳极a1电位低于其阴极k1电位，故其控制极g1即使有脉冲触发信号输入，可控硅D1仍不会因触发而导通，所示图2为电路带电阻负载时可控硅D1、D2两端的电压波形图，电路的输出电压波形应如图3所示。

当输出电压偏高时，比较电压器A2的输出电压降低，即可控硅触发模块A1的输入电压降低，从而可控硅触发模块A1输出的脉冲触发信号的相位后移，即触发角增大，导通角相应减小，输出电压的平均值也将相应较小；当输出电压偏低时，比较电压器A2的输出电压升高，即可控硅触发模块A1的输入电压升高，从而可控硅触发模块A1输出的脉冲触发信号的相位前移，即触发角减小，导通角相应增大，输出电压的平均值也将相应增大。

综上所述，本发明可以根据输出电压反馈的比较信号，自动调节脉冲触发信号的相位，从而达到稳定输出电压的目的。

实施例2：

在实施例1的基础上，在电路输入侧串联电流互感器T3对电路中的电流进行检测，电流互感器T3一次侧串联在电路输入侧，二次侧经过整流二极管D4连接比较放大器A2的反向输入端，如图4所示。

当电流偏大时，电流互感器T3二次侧输入到比较放大器A2的反向输入端的电压就偏高，比较放大器A2的输出电压降低，即可控硅触发模块A1的输入电压降低，从而可控硅触发模块A1输出的脉冲触发信号的相位后移，即触发角增大，导通角相应减小，输出电流的平均值也将相应较小。

实施例3：

在实施例2的基础上，增加过热保护功能，如图5所示，温控开关FR接在比较放大器A2的输出端与地之间。电路对可控硅的温度进行检测，当可控硅温度超过正常值（一般指70℃）时，温控开关FR闭合，使得比较放大器2输出端接地，从而保护可控硅。

上述电路原理图均为本发明的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，对所示电路原理图中的元器件进行相同或相近功能的类似替换，对电路连接进行无功能性改进的变换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种逆变焊机电源稳压电路，其特征在于：包括可控硅调压电路（1）、脉冲稳压控制电路（2）、隔离变压器（3），其中可控硅调压电路（1）由两只反相并联的可控硅（D1、D2）组成，脉冲稳压控制电路（2）依此包括一个比较放大器（A2）、一个可控硅触发模块（A1)、一只PNP三极管（Q3)、两只NPN三极管（Q1、Q2），比较放大器（A2）的正向输入信号由电阻（R1）与电阻（R2）分压获取，比较放大器（A2）的反向输入信号取自电路输出端，比较放大器（A2）的输出端连接可控硅触发模块（A1)的输入端。

2.根据权利要求1所述的逆变焊机电源稳压电路，其特征在于：所述的可控硅触发模块（A1)的输出端通过三极管（Q3)连接三极管（Q1）基极（b1），可控硅触发模块（A1)的输出端连接三极管（Q2）基极（b2），其中电路输出端信号经过电阻（R3）和整流二极管（D3）连接至比较放大器（A2）的反向输入端。

3.根据权利要求1所述的逆变焊机电源稳压电路，其特征在于：所述的隔离变压器（3）包括隔离变压器（T1）和隔离变压器（T2），隔离变压器（T1）一次侧分别连接供电电源（VCC）和三极管（Q1）的集电极（c1），二次侧对应连接可控硅（D1）的控制极（g1）和阴极（k1）,隔离变压器（T2）一次侧分别连接供电电源（VCC）和三极管（Q2）的集电极（c2），二次侧对应连接可控硅（D2）的阴极（k2）和控制极（g2），可控硅（D1）的阳极（a1）和可控硅（D2）的阴极（k2）连接电路输入端，可控硅（D1）的阴极（k1）和可控硅（D2）的阳极（a2）连接电路输出端，三极管（Q1、Q2）的发射极（e1、e2）均接地。

4.根据权利要求2所述的逆变焊机电源稳压电路，其特征在于：在电路输入侧串联电流互感器（T3）对电路中的电流进行检测，并根据检测到的电流情况对脉冲触发信号进行相应的相位调节，电流互感器（T3）一次侧串联在电路输入侧，二次侧经过整流二极管（D4）连接比较放大器（A2）的反向输入端。

5.根据权利要求2所述的逆变焊机电源稳压电路，其特征在于：电路对可控硅的温度进行检测，当可控硅温度超过正常值时，温控开关（FR）闭合，使得比较放大器（2）输出端接地，从而保护可控硅。