CN106602898A - 直流电焊机的焊接电源 - Google Patents

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Abstract

一种直流电焊机的焊接电源，其包括由开关管Q1、开关管Q2和高频变压器T1构成为一推挽开关电路，施加在开关管Q1和开关管Q2上的高频方波信号的相位互为相反，从而对高压整流器QL的输出电压进行逆变，通过改变高频方波信号的频率，可改变高频变压器的次级电压，使高频变压器的次级电压稳定，本发明的电路结构可取消高压整流器QL的输出端的滤波电容，在逆变过程中电网始终有电流流向高频变压器，使得由电网的输入电流无周期性尖峰出现，输入电流比较平滑，有效地抑制了高次谐波分量。与现有技术相比省去了功率因数校正电路。

Description

直流电焊机的焊接电源
技术领域
本发明涉及一种直流电焊机的焊接电源，该焊接电源适合于小功率的直流电焊机。
背景技术
现在直流电焊机的焊接电源一般为高频逆变式，其省去了笨重的工频变压器和低频滤波电感线圈，从而获得体积小、重量轻和效率高等主要优点，其线路基本结构，包括对高压交流电进行整流滤波的整流滤波器，将整流后的高压直流电压变换为低压直流电压的变换器；由于所述的整流滤波器由整流二极管和滤波电容组成，整流二极管的非线性和滤波电容的储能作用，使得输入电流为一个时间很短、峰值很高的周期性尖峰电流，对这种畸形的输入电流进行傅里叶分析可知，它除了含有基波外，还含有丰富的高次谐波分量，特别是其中的三次谐波尤为突出，这不仅给公共电网带来很多危害，而且也会增大输入电流在传输上损耗；为此有关部门作出了相应规定，必须对高频逆变式电源进行功率因数校正，抑制高次谐波分量，限制输入电流的失真程度。现有的功率因数校正的方法主要有无源功率因数校正和有源功率因数校正两大类。这两类功率因数校正的方都会增加焊接电源的制造成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种直流电焊机的焊接电源，该焊接电源不需要增加功率因数校正电路，而是通过对焊接电源中的变换器线路结构进行改进，在进行电压变换的过程中，达到抑制高次谐波分量目的。
本发明解决的技术问题的技术方案是，一种直流电焊机的焊接电源，其包括：对市电进行整流的高压整流器QL、将高压整流器输出的高压直流电变换成低压直流电的变换器，其特征是，所述的变换器包括开关管Q1、开关管Q2、高频变压器T1，开关管Q1的集电极接高频变压器T1初级线圈的一端，开关管Q1的发射极接高压直流电的负极，开关管Q2的集电极接高频变压器T1初级线圈的另一端，开关管Q2的发射极接高压直流电的负极，高频变压器T1初级线圈的中心抽头接高压直流电的正极，高频变压器T1次级线圈与低压整流器的输入端连接，低压整流器的输出端为焊接电源的输出端，开关管Q1的栅极施加有第一高频方波信号，开关管Q2的栅极施加有第二高频方波信号，当开关管Q1导通时开关管Q2截止，当开关管Q1截止时开关管Q2导通，所述的第一高频方波信号和第二高频方波信号由一压控振荡器输出，压控振荡器受控于一电压比较器，电压比较器将低压整流器输出的焊接电源电压uo与一设定电压ug进行比较，当焊接电源电压uo大于设定电压ug时，电压比较器输出的控制电压uk控制压控振荡器输出信号频率降低，反之亦然，使焊接电源电压uo保持稳定。
本发明的特点是，所述的开关管Q1、开关管Q2和高频变压器T1构成为一推挽开关电路，施加在开关管Q1和开关管Q2上的高频方波信号的相位互为相反，当开关管Q1导通时开关管Q2截止，当开关管Q1截止时开关管Q2导通，从而对高压整流器QL的输出电压进行逆变，通过改变高频方波信号的频率，可改变高频变压器的次级电压，使高频变压器的次级电压稳定，本发明的电路结构可取消高压整流器QL的输出端的滤波电容，在逆变过程中电网始终有电流流向高频变压器，使得由电网的输入电流无周期性尖峰出现，输入电流比较平滑，有效地抑制了高次谐波分量。与现有技术相比省去了功率因数校正电路。
附图说明
图1为本发明的电路原理图。
图2为图1中比较器与压控振荡器的电路原理图。
具体实施方式
现结合附图说明本发明的具体实施方式。
一种直流电焊机的焊接电源，其包括：对市电ui进行全波整流的高压整流器QL、将高压整流器输出的高压直流电变换成低压直流电的变换器；所述的变换器包括开关管Q1、开关管Q2、高频变压器T1，开关管Q1的集电极接高频变压器T1初级线圈的一端，开关管Q1的发射极接高压直流电的负极，开关管Q2的集电极接高频变压器T1初级线圈的另一端，开关管Q2的发射极接高压直流电的负极，高频变压器T1初级线圈的中心抽头接高压直流电的正极，开关管Q1的栅极施加有第一高频方波信号，开关管Q2的栅极施加有第二高频方波信号，当开关管Q1导通时开关管Q2截止，当开关管Q1截止时开关管Q2导通。所述的开关管Q1和开关管Q2为绝缘栅双极晶体管（IGBT）。
高频变压器T1次级线圈与低压整流器的输入端连接，低压整流器的输出端为焊接电源的输出端。所述的高频变压器T1次级线圈可以为单个，低压整流器的结构为由四个二极管构成的桥式整流电路；所述的高频变压器T1次级线圈和低压整流器也可以为如图1所示的结构，即高频变压器T1次级线圈有一中心抽头，高频变压器T1次级线圈一端接二极管D3的阳极，高频变压器T1次级线圈另一端接二极管D4的阳极，二极管D3的阴极与二极管D4的阴极相联，二极管D3的阴极为焊接电源的输出端的正极，高频变压器T1次级线圈的中心抽头为焊接电源的输出端的负极，高频变压器T1次级线圈的中心抽头接地。
所述的第一高频方波信号和第二高频方波信号由一压控振荡器输出，压控振荡器的电路结构如图2所示，压控振荡器包括时基集成电路IC1、三极管T1、三极管T2、三极管T3，三极管T1和三极管T2的发射极接工作电源V+，三极管T1和三极管T2的基极相连接，三极管T1的基极接三极管T1的集电极，三极管T1的集电极通过电阻接控制电压uk，三极管T1的集电极接时基集成电路IC1的引脚7，三极管T1的集电极通过电阻R10接时基集成电路IC1的引脚6和引脚2，时基集成电路IC1的引脚2通过电容C1接地，时基集成电路IC1的引脚4和引脚8接工作电源V+，时基集成电路IC1的引脚1接地，时基集成电路IC1的引脚3通过电阻R11接三极管T3的基极，三极管T3的集电极通过电阻R12接工作电源V+，三极管T3的发射极接地。时基集成电路的型号为NE555。
压控振荡器的工作原理是：时基集成电路IC1、电阻R10、电容C1构成一方波振荡器，三极管T1、三极管T2、电阻R9构成一电压/电流变换电路，三极管T2的集电极电流与控制电压uk相关，当控制电压uk升高时三极管T2的集电极电流下降，方波振荡器的振荡频率下降；当控制电压uk下降时三极管T2的集电极电流上升，方波振荡器的振荡频率上升；时基集成电路IC1的引脚3输出第一高频方波信号J1，三极管T3、电阻R11和电阻R12构成一反相器，三极管T3的集电极输出第二高频方波信号J2，第一高频方波信号和第二高频方波信号的相位相反。压控振荡器的输出信号频率范围为10KHZ-150KHZ。
上述的压控振荡器功能也可以用LM331系列的电压/频率转换器加一反相器来实现，电压/频率转换器的输入端接控制电压uk，电压/频率转换器的输出端接反相器的输入端，电压/频率转换器的输出端输出第一高频方波信号，反相器的输出端输出第二高频方波信号。
所述的控制电压uk由一电压比较器产生，电压比较器的线路如图2所示，电压比较器包括运算放大器A1、运算放大器A2，运算放大器A1的反相输入端与输出端之间接有电阻R5，运算放大器A1的反相输入端接电阻R4的一端，电阻R4的另一端通过电阻R2接地，电阻R4的另一端通过电阻R1接低压整流器输出端的正极，运算放大器A1的同相输入端接电位器W1的滑臂，电位器W1的一端通过电阻R3接工作电源V+，电位器W1的另一端接地；运算放大器A2的反相输入端通过电阻R6接运算放大器A1的输出端，运算放大器A2的反相输入端与输出端之间接有电阻R7，运算放大器A2的同相输入端通过电阻R8接地，运算放大器A2的输出端输出控制电压uk。
电压比较器的工作原理是：电阻R1、R2对低压整流器的输出电压uo进行分压，电阻R3、电位器W1提供一设定电压ug，运算放大器A1、电阻R4、电阻R5构成一差动运算电路，当输出电压uo的分压值大于设定电压ug时，运算放大器A1的输出电压降低，输出电压uo的分压值小于设定电压ug时，运算放大器A1的输出电压升高；运算放大器A2和电阻R6、R7构成一反相放大电路，对运算放大器A1的输出电压进行反相放大。
工作电源V+和工作电源V-为运算放大器的工作电源，工作电源V+为时基集成电路IC1的工作电源。工作电源V+和工作电源V-通过对市电降压、整流滤波、稳压而获得，其输出的电流很小，与高压整流器QL输出的电流相比可以忽略。
由于开关管Q1、Q2上有高电压，第一高频方波信号J1和第二高频方波信号J2对开关管Q1、Q2的控制通过耦合的方式实现。耦合的方式可采用脉冲变压器耦合，也可采用光电耦合；光电耦合方式的电路如图1所示：第一高频方波信号J1接光耦GE1的发光二极管的阳极，光耦GE1的发光二极管的阴极通过电阻R15接地，光耦GE1的光电三极管的发射极接开关管Q1的栅极；第二高频方波信号J2接光耦GE2的发光二极管的阳极，光耦GE2的发光二极管的阴极通过电阻R16接地，光耦GE2的光电三极管的发射极接开关管Q2的栅极；高压整流器QL输出端的正极接二极管D5的阳极，二极管D5的阴极通过电容C2接高压整流器QL输出端的负极，光耦GE1的光电三极管的集电极通过电阻R20接二极管D5的阳极，光耦GE2的光电三极管的集电极通过电阻R21接二极管D5的阳极。需要说明的是，二极管D5、电容C2回路对高压整流器QL输出脉动电压进行滤波，为开关管Q1、Q2提供栅极电流，由于栅极电流很小，因此二极管D5、电容C2回路中的脉动电流也很小，与高压整流器QL中的电流相比可以忽略。
脉冲变压器耦合的电路结构为：脉冲变压器为两个，第一脉冲变压器的初极线圈输入第一高频方波信号，第一脉冲变压器的次极线圈一端接开关管Q1的栅极，第一脉冲变压器的次极线圈另一端接开关管Q1的发射极；第二脉冲变压器的初极线圈输入第二高频方波信号，第二脉冲变压器的次极线圈一端接开关管Q2的栅极，第二脉冲变压器的次极线圈另一端接开关管Q2的发射极。
另外为改善直流焊机的引弧效果，在低压整流器输出回路中设有电感器GL和电容C，电感器GL的一端接低压整流器的输出电压uo的正极，电感器GL的另一端通过电容C接地，电感器GL的一端输出焊接电源uo’。
本发明的工作原理是：高频变压器的感应电压与频率成正比关系，改变第一高频方波信号和第二高频方波信号的频率可改变高频变压器的感应电压；当低压整流器的输出电压uo下降时，电压比较器输出的控制电压uk下降，第一高频方波信号和第二高频方波信号的频率升高，使低压整流器输出电压升高；当低压整流器的输出电压uo上升时，电压比较器输出的控制电压uk上升，第一高频方波信号和第二高频方波信号的频率下降，使低压整流器的输出电压降低；从而使低压整流器输出电压稳定在一设定值上。由于第一高频方波信号和第二高频方波信号的相位相反，当开关管Q1导通时开关管Q2截止，当开关管Q1截止时开关管Q2导通，这样可去除高压整流器输出端的滤波电容，在逆变过程中高压整流器QL始终有电流向高频变压器流进，使得由电网的输入电流无周期性尖峰出现，输入电流比较平滑，有效地抑制了高次谐波分量。

Claims (3)

1.一种直流电焊机的焊接电源，其包括：对市电进行整流的高压整流器QL、将高压整流器输出的高压直流电变换成低压直流电的变换器；其特征是，所述的变换器包括开关管Q1、开关管Q2、高频变压器T1，开关管Q1的集电极接高频变压器T1初级线圈的一端，开关管Q1的发射极接高压直流电的负极，开关管Q2的集电极接高频变压器T1初级线圈的另一端，开关管Q2的发射极接高压直流电的负极，高频变压器T1初级线圈的中心抽头接高压直流电的正极，高频变压器T1次级线圈与低压整流器的输入端连接，低压整流器的输出端为焊接电源的输出端；开关管Q1的栅极施加有第一高频方波信号，开关管Q2的栅极施加有第二高频方波信号，当开关管Q1导通时开关管Q2截止，当开关管Q1截止时开关管Q2导通，所述的第一高频方波信号和第二高频方波信号由一压控振荡器输出，压控振荡器受控于一电压比较器，电压比较器将低压整流器输出的焊接电源电压uo与一设定电压ug进行比较，当焊接电源电压uo大于设定电压ug时，电压比较器输出的控制电压uk控制压控振荡器输出信号频率降低，反之亦然，使焊接电源电压uo保持稳定。
2.根据权利要求1所述的直流电焊机的焊接电源，其特征是，压控振荡器包括时基集成电路IC1、三极管T1、三极管T2、三极管T3，三极管T1和三极管T2的发射极接工作电源V+，三极管T1和三极管T2的基极相连接，三极管T1的基极接三极管T1的集电极，三极管T1的集电极通过电阻R9接控制电压uk，三极管T1的集电极接时基集成电路IC1的引脚7，三极管T1的集电极通过电阻R10接时基集成电路IC1的引脚6和引脚2，时基集成电路IC1的引脚2通过电容C1接地，时基集成电路IC1的引脚4和引脚8接工作电源V+，时基集成电路IC1的引脚1接地，时基集成电路IC1的引脚3通过电阻R11接三极管T3的基极，三极管T3的集电极通过电阻R12接工作电源V+，三极管T3的发射极接地；时基集成电路的型号为NE555。
3.根据权利要求2所述的直流电焊机的焊接电源，其特征是，所述的控制电压uk由一电压比较器产生，所述的电压比较器包括运算放大器A1、运算放大器A2，运算放大器A1的反相输入端与输出端之间接有电阻R5，运算放大器A1的反相输入端接电阻R4的一端，电阻R4的另一端通过电阻R2接地，电阻R4的另一端通过电阻R1接低压整流器输出端的正极，运算放大器A1的同相输入端接电位器W1的滑臂，电位器W1的一端通过电阻R3接工作电源V+，电位器W1的另一端接地；运算放大器A2的反相输入端通过电阻R6接运算放大器A1的输出端，运算放大器A2的反相输入端与输出端之间接有电阻R7，运算放大器A2的同相输入端通过电阻R8接地，运算放大器A2的输出端输出控制电压uk，运算放大器的工作电源为，工作电源V+和工作电源V-。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110098725A (zh) * 2019-06-19 2019-08-06 邢台子中电子科技有限公司 一种直流电源输出整流管保护电路及方法
CN111610480A (zh) * 2020-06-02 2020-09-01 欧地希机电（青岛）有限公司 一种模拟遥控盒自动校准系统及模拟遥控盒自动校准方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101106339A (zh) * 2007-06-18 2008-01-16 河南科技大学 超声波电机闭环控制电路
CN103199712A (zh) * 2013-03-14 2013-07-10 然斯康波达机电设备(深圳)有限公司 一种超声清洗电源系统
CN206060568U (zh) * 2016-10-18 2017-03-29 丁毅 直流电焊机的焊接电源

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101106339A (zh) * 2007-06-18 2008-01-16 河南科技大学 超声波电机闭环控制电路
CN103199712A (zh) * 2013-03-14 2013-07-10 然斯康波达机电设备(深圳)有限公司 一种超声清洗电源系统
CN206060568U (zh) * 2016-10-18 2017-03-29 丁毅 直流电焊机的焊接电源

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110098725A (zh) * 2019-06-19 2019-08-06 邢台子中电子科技有限公司 一种直流电源输出整流管保护电路及方法
CN111610480A (zh) * 2020-06-02 2020-09-01 欧地希机电（青岛）有限公司 一种模拟遥控盒自动校准系统及模拟遥控盒自动校准方法
CN111610480B (zh) * 2020-06-02 2022-03-25 欧地希机电（青岛）有限公司 一种模拟遥控盒自动校准系统及模拟遥控盒自动校准方法

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