CN108258908B - 逆变焊接电源控制设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种逆变焊接电源控制设备，包括三相整流器、逆变器、电流互感器、变压整流装置、霍尔元件、RC吸收电路、主控制板和PWM控制板，所述PWM控制板包括PWM波形控制器、第一波形分离电路、第一驱动信号处理电路、第二波形分离电路和第二驱动信号处理电路。利用第一波形分离电路和第二波形分离电路对第一脉冲波形进行隔波分离，以及对第二脉冲波形进行隔波分离。通过隔波分离使变压整流装置中主变压器的工作频率是逆变器中单个开关管的工作频率的两倍，即使逆变器中单个开关管工作在低频率时，也可确保主变压器有较高的工作频率，提高了整机的动态响应速度，可减小电能损耗且焊接性能和可靠性高。

Description

逆变焊接电源控制设备
技术领域
本发明涉及逆变焊机电源技术领域，特别是涉及一种逆变焊接电源控制设备。
背景技术
随着焊接电源的迅速发展及越来越普及，用户对电源的需求也在不断增长，要求焊接电源厂商能生产出更高效、更优质的绿色电源，以减小电能损耗，减轻电网负担及污染。减小电能损耗最有效的方法是提高机器的工作频率，即要求逆变焊接电源具有较高的工作频率，以便于主变压器的体积的减小、包括初次级的匝数减少和变压器磁芯截面的减小，达到减小铜损和铁损的目的。
传统的逆变焊接电源采用直接驱动的形式，焊接电源的工作频率受制于开关管(IGBT)的性能，常规的开关管(IGBT)一般工作在25KHZ以内是安全可靠的，频率提高到40KHZ以上是很困难的，且开关管(IGBT)很容易失效。因此，逆变焊接电源通过直接提高工作频率来减小电能损耗，存在可靠性低的缺点。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种可提高频率、减小电能损耗且可靠性高的逆变焊接电源控制设备。
一种逆变焊接电源控制设备，包括三相整流器、逆变器、电流互感器、变压整流装置、霍尔元件、RC吸收电路、主控制板和PWM控制板，所述PWM控制板包括PWM波形控制器、第一波形分离电路、第一驱动信号处理电路、第二波形分离电路和第二驱动信号处理电路，
所述三相整流器连接所述逆变器，所述逆变器通过所述电流互感器连接所述变压整流装置，所述变压整流装置通过所述霍尔元件连接所述RC吸收电路，所述主控制板连接所述RC吸收电路、所述霍尔元件和所述PWM波形控制器，所述PWM波形控制器连接所述电流互感器、所述第一波形分离电路和所述第二波形分离电路，所述第一驱动信号处理电路连接所述第一波形分离电路和所述第二波形分离电路，还连接所述逆变器中对应的并联开关管组件，所述第二驱动信号处理电路连接所述第一波形分离电路和所述第二波形分离电路，还连接所述逆变器中对应的并联开关管组件，
所述PWM波形控制器输出第一脉冲波形至所述第一波形分离电路和所述第二波形分离电路，所述PWM波形控制器输出第二脉冲波形至所述第一波形分离电路和所述第二波形分离电路，所述第一脉冲波形和所述第二脉冲波形的频率相同且相位相差180度；
所述第一波形分离电路以所述第二脉冲波形作为基准信号，滤除所述第一脉冲波形中奇数次的脉冲，得到第一脉冲信号并输出至所述第一驱动信号处理电路，以及滤除所述第二脉冲波形中奇数次的脉冲，得到第二脉冲信号并输出至所述第二驱动信号处理电路；
所述第二波形分离电路以所述第一脉冲波形作为基准信号，滤除所述第一脉冲波形中偶数次的脉冲，得到第三脉冲信号并输出至所述第一驱动信号处理电路，以及滤除所述第二脉冲波形中偶数次的脉冲，得到第四脉冲信号并输出至所述第二驱动信号处理电路；
所述第一驱动信号处理电路和所述第二驱动信号处理电路根据接收到的脉冲信号控制所述逆变器中对应并联开关管组件中的开关管交替导通。
上述逆变焊接电源控制设备，利用第一波形分离电路和第二波形分离电路对第一脉冲波形进行隔波分离，得到的第一脉冲信号和第三脉冲信号频率减半且脉冲宽度不变，以及对第二脉冲波形进行隔波分离，得到的第二脉冲信号和第四脉冲信号频率减半且单个脉冲宽度不变。第一驱动信号处理电路利用第一脉冲信号和第三脉冲信号控制逆变器中对应并联开关管组件中的开关管交替导通，第二驱动信号处理电路利用第二脉冲信号和第四脉冲信号控制逆变器中对应并联开关管组件中的开关管交替导通。通过隔波分离使变压整流装置中主变压器的工作频率是逆变器中单个开关管的工作频率的两倍，即使逆变器中单个开关管工作在低频率时，也可确保主变压器有较高的工作频率，提高了整机的动态响应速度，可减小电能损耗且焊接性能和可靠性高。
附图说明
图1为一实施例中逆变焊接电源控制设备的结构示意图；
图2为一实施例中逆变焊接电源控制设备的原理示意图；
图3为一实施例中第一波形分离电路和第二波形分离电路进行隔波分离的波形示意图。
具体实施方式
在一个实施例中，一种逆变焊接电源控制设备，适用于40KHZ中大功率的逆变焊机。如图1所示，该设备包括PWM控制板100、主控制板200、三相整流300、逆变器400、电流互感器T、变压整流装置500、霍尔元件M和RC吸收电路600，PWM控制板100包括PWM波形控制器110、第一波形分离电路120、第一驱动信号处理电路130、第二波形分离电路140和第二驱动信号处理电路150。
三相整流器300连接逆变器400，逆变器400通过电流互感器T连接变压整流装置500，变压整流装置500通过霍尔元件M连接RC吸收电路600，主控制板200连接RC吸收电路600、霍尔元件M和PWM波形控制器110，PWM波形控制器110连接电流互感器T、第一波形分离电路120和第二波形分离电路130，第一驱动信号处理电路140连接第一波形分离电路120和第二波形分离电路130，还连接逆变器400中对应的并联开关管组件，第二驱动信号处理电路150连接第一波形分离电路120和第二波形分离电路130，还连接逆变器400中对应的并联开关管组件。
PWM波形控制器110输出第一脉冲波形至第一波形分离电路120和第二波形分离电路130，PWM波形控制器110输出第二脉冲波形至第一波形分离电路120和第二波形分离电路130，第一脉冲波形和第二脉冲波形的频率相同且相位相差180度。第一脉冲波形和第二脉冲波形的频率并不唯一，可以是大于或等于40KHZ。
第一波形分离电路120以第二脉冲波形作为基准信号，滤除第一脉冲波形中奇数次的脉冲，得到第一脉冲信号并输出至第一驱动信号处理电路140，以及滤除第二脉冲波形中奇数次的脉冲，得到第二脉冲信号并输出至第二驱动信号处理电路150。
第二波形分离电路130以第一脉冲波形作为基准信号，滤除第一脉冲波形中偶数次的脉冲，得到第三脉冲信号并输出至第一驱动信号处理电路140，以及滤除第二脉冲波形中偶数次的脉冲，得到第四脉冲信号并输出至第二驱动信号处理电路150。
第一驱动信号处理电路140和第二驱动信号处理电路150根据接收到的脉冲信号控制逆变器400中对应并联开关管组件中的开关管交替导通。
具体地，三相整流器300接收三相交流电进行整流，得到直流电并输送至逆变器400，逆变器400输出的交流电经变压整流装置500降压整流处理，得到直流电输出至RC吸收电路600，RC吸收电路600对直流电进行峰值吸收处理后输出。电流互感器T采集变压整流装置500输入侧的电流并输送至PWM波形控制器110，霍尔元件M采集变压整流装置500输出侧的电流并输送至主控制板200，主控制板采集RC吸收电路输出的直流电的电压，并根据采集的电流电压数据输出控制信号至PWM波形控制器110。PWM波形控制器110根据接收的控制信号以及电流互感器T采集的电流，输出两路脉冲宽度、频率均相同且相位相差180度的脉冲波形。第一波形分离电路120以第一脉冲波形的上升沿作为触发条件，允许第一脉冲波形和第二脉冲波形偶数次的脉冲通过，阻止第一脉冲波形和第二脉冲波形奇数次的脉冲通过，分别得到第一脉冲信号和第二脉冲信号。第二波形分离电路130以第一脉冲波形的上升沿作为触发条件，允许第一脉冲波形和第二脉冲波形奇数次的脉冲通过，阻止第一脉冲波形和第二脉冲波形偶数次的脉冲通过，分别得到第三脉冲信号和第四脉冲信号。
逆变器400中具体包括四个并联开关管组件，第一驱动信号处理电路140和第二驱动信号处理电路150根据接收的脉冲信号控制对应并联开关管组件中的开关管交替导通的方式并不唯一。本实施例中，第一驱动信号处理电路140生成两路与第一脉冲信号频率、脉冲宽度和相位相同的信号，以及两路与第三脉冲信号的频率、脉冲宽度和相位相同的信号，将生成的四路信号发送至逆变器400中对应两个并联开关管组件，控制其中的开关管交替导通。第二驱动信号处理电路150生成两路与第二脉冲信号频率、脉冲宽度和相位相同的信号，以及两路与第四脉冲信号的频率、脉冲宽度和相位相同的信号，将生成的四路信号发送至逆变器400中另外两个并联开关管组件，控制其中的开关管交替导通。
可以理解，在其他实施例中，第一驱动信号处理电路140和第二驱动信号处理电路150也可以是直接将接收的脉冲信号发送至对应的并联开关管组件进行通断控制。
在一个实施例中，逆变器400为IGBT全桥逆变器，具体地，如图2所示，PWM控制板100通过线路B连接变频器400，通过线路C连接电流互感器T。主控制板200通过线路D连接霍尔元件M，通过线路E连接RC吸收电路600，通过线路F连接PWM控制板100。
逆变器400包括第一并联开关管组件410、第二并联开关管组件420、第三并联开关管组件430和第四并联开关管组件440。第一并联开关管组件410由开关管A’和开关管A”并联组成，第二并联开关管组件420由开关管B’和开关管B”并联组成，第三并联开关管组件430由开关管C’和开关管C”并联组成，第四并联开关管组件440由开关管D’和开关管D”并联组成。
第一并联开关管组件410和第二并联开关管组件420串联，第三并联开关管组件430与第四并联开关管组件400串联。第一并联开关管组件410和第三并联开关管组件430的另一端并接后连接三相整流器300，具体连接三相整流器300的输出正极。第二并联开关管组件420和第四并联开关管组件440的另一端并接后连接三相整流器300，具体连接三相整流器300的输出负极。第一并联开关管组件410和第二并联开关管组件420的公共端通过电流互感器T连接变压整流装置500，第三并联开关管组件430和第四并联开关管组件440的公共端连接变压整流装置500；第一并联开关管组件410和第四并联开关管组件440还连接第一驱动信号处理电路140，第二并联开关管组件420和第三并联开关管组件430还连接第二驱动信号处理电路150。
变压整流装置500具体可包括主变压器和整流电路，主变压器的初级绕组一端通过电流互感器T连接第一并联开关管组件410和第二并联开关管组件420的公共端，另一端连接第三并联开关管组件430和第四并联开关管组件440的公共端。主变压器的次级绕组连接整流电路，整流电路的输出正极连接RC吸收电路600，整流电路的输出负极通过霍尔元件M连接RC吸收电路600。主变压器对接入的交流电进行降压后.通过整流电路整流得到直流电输出至RC吸收电路600。
此外，逆变焊接电源控制设备还可包括输出电抗器L，整流电路的输出正极通过输出电抗器L连接RC吸收电路600，整流电路的输出负极通过霍尔元件连接RC吸收电路600。
第一驱动信号处理电路140生成的四路信号中，两路与第一脉冲信号频率、脉冲宽度和相位相同的信号分别控制开关管A’和开关管D’的通断，两路与第三脉冲信号频率、脉冲宽度和相位相同的信号分别控制开关管A”和开关管D”的通断。第二驱动信号处理电路150生成的四路信号中，两路与第二脉冲信号频率、脉冲宽度和相位相同的信号分别控制开关管B’和开关管C’的通断，两路与第四脉冲信号频率、脉冲宽度和相位相同的信号分别控制开关管B”和开关管C”的通断。由于第一脉冲信号与第三脉冲信号的相位相差180度，第二脉冲信号与第四脉冲信号的相位相差180度，可以控制第一并联开关管组件410、第二并联开关管组件420、第三并联开关管组件430和第四并联开关管组件440中的两个开关管交替导通，从而使得变压整流装置500中主变压器的工作频率是逆变器400中单个开关管的工作频率的两倍。例如，当第一脉冲波形和第二脉冲波形的频率为40KHZ时，逆变器400的8只开关管按以下顺序工作：开关管A”与开关管D”首先同时开通，然后开关管B”与开关管C”同时开通，再开关管A’与开关管D’同时开通，再开关管B’与开关管C’同时开通，这样主变压器原边的电压波形完全等效常规40KHZ的波形，而逆变器400的每个开关管工作在20KHZ。通过隔波分离得到的四路脉冲信号的频率为20KHZ，根据四路脉冲信号生成八路信号控制逆变器400中单个开关管工作在20KHZ，而变压整流装置500中主变压器的工作频率为40KHZ，这样变压整流装置500中主变压器的铁芯截面和初次级匝数可以减少，便于成本控制。
上述逆变焊接电源控制设备，利用第一波形分离电路120和第二波形分离电路130对第一脉冲波形进行隔波分离，得到的第一脉冲信号和第三脉冲信号频率减半且脉冲宽度不变，以及对第二脉冲波形进行隔波分离，得到的第二脉冲信号和第四脉冲信号频率减半且单个脉冲宽度。第一驱动信号处理电路140利用第一脉冲信号和第三脉冲信号控制逆变器400中对应并联开关管组件中的开关管交替导通，第二驱动信号处理电路150利用第二脉冲信号和第四脉冲信号控制逆变器400中对应并联开关管组件中的开关管交替导通。通过隔波分离使变压整流装置500中主变压器的工作频率是逆变器400中单个开关管的工作频率的两倍，即使逆变器400中单个开关管工作在低频率时，也可确保主变压器有较高的工作频率，提高了整机的动态响应速度，可减小电能损耗且焊接性能和可靠性高。
在一个实施例中，如图2所示，第一波形分离电路120包括第一D触发器U5、第一开关管K5、第二开关管K6、第一二极管D1和第二二极管D2。本实施例中，第一D触发器U5为CD4013D触发器，第一开关管K5和第二开关管K6为MOS管。
第一D触发器U5连接PWM波形控制器110，第一开关管K5的控制端连接第一二极管D1的阳极和PWM波形控制器110，第一二极管D1的阴极连接第一D触发器U5，第一开关管K5的输入端连接PWM波形控制器110，第一开关管K5的输出端连接第一驱动信号处理电路140；第二开关管K6的控制端连接第二二极管D2的阳极和PWM波形控制器110，第二二极管D2的阴极连接第一D触发器U5，第二开关管K6的输入端连接PWM波形控制器110，第二开关管K6的输出端连接第二驱动信号处理电路150。
具体地，第一D触发器U5的端口CLK连接PWM波形控制器110，接收第二脉冲波形OUT-B作为基准信号。第一D触发器U5的端口Q连接第一二极管D1的阴极，第一D触发器U5的端口D和端口
Figure BDA0001195790030000071
连接第二二极管D2的阴极，第一D触发器U5的端口S接地。通过第一D触发器U5、第一开关管K5和第二开关管K6控制波形有无，对第一脉冲波形OUT-A分离得到第一脉冲信号A-1，对第二脉冲波形OUT-B分离得到第二脉冲信号B-1，实现隔波分离的目的，分离后的波形频率为原来的一半且单个工作脉宽不变。
在一个实施例中，第一波形分离电路120还包括第一功率放大器U3、第二功率放大器U1、第三功率放大器U4和第四功率放大器U2，本实施例中的功率放大器均为CD4050功率放大器。
第一功率放大器U3的输入端连接PWM波形控制器110，第一功率放大器U3的输出端连接第二功率放大器U1的输入端和第一二极管D1的阳极，第二功率放大器U1的输出端连接第一开关管K5的控制端；第三功率放大器U4的输入端连接PWM波形控制器110，第三功率放大器U4的输出端连接第四功率放大器U2的输入端和第二二极管D2的阳极，第四功率放大器U2的输出端连接第二开关管K6的控制端。
通过功率放大器放大经过的信号，进行辅助控制，提高控制可靠性。此外，第一波形分离电路120还可包括电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12和电阻R14。第一功率放大器U3通过电阻R11连接PWM波形控制器110，通过电阻R9连接第二功率放大器U1和第一二极管D1，第二功率放大器U1通过电阻R7连接第一开关管K5。第三功率放大器U4通过电阻R12连接PWM波形控制器110，通过电阻R10连接第四功率放大器U2和第二二极管D2，第四功率放大器U2通过电阻R8连接第二开关管K6，第一D触发器U5的端口CLK通过电阻R14连接PWM波形控制器110。
在一个实施例中，继续参照图2，第二波形分离电路130包括第二D触发器U10、第三开关管K12、第四开关管K13、第三二极管D3和第四二极管D4。本实施例中，第二D触发器U10为CD4013D触发器，第三开关管K12和第四开关管K13为MOS管。
第二D触发器U10连接PWM波形控制器110，第三开关管K12的控制端连接第三二极管D3的阳极和PWM波形控制器110，第三二极管D3的阴极连接第二D触发器U10，第三开关管K12的输入端连接PWM波形控制器110，第三开关管K12的输出端连接第二驱动信号处理电路150；第四开关管K13的控制端连接第四二极管D4的阳极和PWM波形控制器110，第四二极管D4的阴极连接第二D触发器U10，第四开关管K13的输入端连接PWM波形控制器110，第四开关管K13的输出端连接第一驱动信号处理电路150。
具体地，第二D触发器U10的端口CLK连接PWM波形控制器110，接收第一脉冲波形OUT-A作为基准信号。第二D触发器U10的端口Q连接第三二极管D3的阴极和第四二极管D4的阴极，第二D触发器U10的端口D连接端口
Figure BDA0001195790030000091
第二D触发器U10的端口S接地。通过第二D触发器U10、第三开关管K12和第四开关管K13控制波形有无，对第一脉冲波形OUT-A分离得到第三脉冲信号A-2，对第二脉冲波形OUT-B分离得到第四脉冲信号B-2，实现隔波分离的目的，分离后的波形频率为原来的一半且单个工作脉宽不变。
在一个实施例中，第二波形分离电路130还包括第五功率放大器U8、第六功率放大器U6、第七功率放大器U9和第八功率放大器U7，本实施例中的功率放大器均为CD4050功率放大器。
第五功率放大器U8的输入端连接PWM波形控制器110，第五功率放大器U8的输出端连接第六功率放大器U6的输入端和第三二极管D3的阳极，第六功率放大器U6的输出端连接第三开关管K12的控制端；第七功率放大器U9的输入端连接PWM波形控制器110，第七功率放大器U9的输出端连接第八功率放大器U7的输入端和第四二极管D4的阳极，第八功率放大器U7的输出端连接第四开关管K13的控制端。
通过功率放大器放大经过的信号，进行辅助控制，提高控制可靠性。此外，第二波形分离电路130还可包括电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26和电阻R28。第五功率放大器U8通过电阻R25连接PWM波形控制器110，通过电阻R23连接第六功率放大器U6和第三二极管D3，第六功率放大器U6通过电阻R21连接第三开关管K12。第七功率放大器U9通过电阻R26连接PWM波形控制器110，通过电阻R24连接第八功率放大器U7和第四开关管D4，第八功率放大器U7通过电阻R22连接第四开关管K13，第二D触发器U10的端口CLK通过电阻R28连接PWM波形控制器110。
以上即是给出了第一波形分离电路120和第二波形分离电路130的具体结构图，以第二波形分离电路130为例进行详细解释说明。
如图2所示，以第一脉冲波形OUT-A作为基准，当第二D触发器U10检测到第一脉冲波形OUT-A的第一个上升沿时，第二D触发器U10的“Q端”输出为高电平且锁定，此时第三开关管K12和第四开关管K13导通，第一脉冲波形OUT-A和第二脉冲波形OUT-B的第一个上升沿被允许通过；当第二D触发器U10检测到第一脉冲波形OUT-A的第二个上升沿时，第二D触发器U10的“Q端”输出为低电平且锁定，第三开关管K12和第四开关管K13截止，即第二个周波无脉冲输出，当第二D触发器U10检测到第一脉冲波形OUT-A的第三个上升沿时，第二D触发器U10的“Q端”输出为高电平且锁定，此时第三开关管K12和第四开关管K13导通，第一脉冲波形OUT-A和第二脉冲波形OUT-B的第三个上升沿被允许通过，当第二D触发器U10检测到第一脉冲波形OUT-A的第四个上升沿时，第二D触发U10的“Q端”输出为低电平且锁定，以此类推取到需要的第三脉冲信号A-2和第四脉冲信号B-2。同理以第二脉冲波形OUT-B作为基准可得到需要的第一脉冲信号A-1和第二脉冲信号B-1。
如图3所示，第一脉冲信号A-1和第三脉冲信号A-2的频率为第一脉冲波形OUT-A的一半，单个脉冲宽度没有变，第一脉冲信号A-1和第三脉冲信号A-2相位相差180°，(A-1)+(A-2)＝OUT-A波形；第二脉冲信号B-1和第四脉冲信号B-2的频率为第二脉冲波形OUT-B的一半，单个脉冲宽度没有变，第二脉冲信号B-1和第四脉冲信号B-2相位相差180°，(B-1)+(B-2)＝OUT-B波形。
在一个实施例中，继续参照图2，第一驱动信号处理电路140包括第五开关管K1、第六开关管K2、第七开关管K3、第八开关管K4、第一变压器T1和第一驱动信号处理单元，第一变压器T1包括一初级绕组和四个次级绕组，第一驱动信号处理单元的数量与第一变压器的次级绕组的数量相同，分别为单元141、单元142、单元143和单元144。本实施例中，第五开关管K1、第六开关管K2、第七开关管K3和第八开关管K4均为MOS管。
第五开关管K1的输入端连接电源接入端，具体接入15伏直流电，第五开关管K1的输出端连接第六开关管K2的输入端，第六开关管K2的输出端接地，第五开关管K1的控制端和第六开关管K2的控制端连接第一波形分离电路120，具体地连接第一波形分离电路120中第一开关管K5的输出端。
第七开关管K3的输入端连接电源接入端，具体接入15伏直流电，第七开关管K3的输出端连接第八开关管K4的输入端，第八开关管K4的输出端接地，第七开关管K3的控制端和第八开关管K4的控制端连接第二波形分离电路130，具体地连接第二波形分离电路130中第四开关管K13的输出端。
第五开关管K1和第六开关管K2的公共端连接第一变压器T1的初级绕组一端，第七开关管K3和第八开关管K4的公共端连接第一变压器T1的初级绕组另一端；第一变压器T1的各次级绕组分别连接一第一驱动信号处理单元，各第一驱动信号处理单元连接逆变器400中对应的并联开关管组件。具体地，单元141和单元142分别连接第一并联开关管组件410中两个开关管的控制端，单元143和单元144分别连接第四并联开关管组件440中两个开关管的控制端。通过第一驱动信号处理电路140输出的四路信号控制对应两个并联开关管组件中的开关管交替通断。
在一个实施例中，第一驱动信号处理电路140还包括第一峰值吸收电路145，第五开关管K1和第六开关管K2的公共端通过峰值吸收电路145连接第一变压器T1的初级绕组。通过峰值吸收电路145进行峰值吸收，提高逆变焊接电源控制设备的稳定性。进一步地，第一峰值吸收电路145包括第一吸收电阻R2和第一吸收电容C1，第一吸收电阻R2和第一吸收电容C1并联后一端连接第五开关管K1和第六开关管K2的公共端，另一端连接第一变压器T1的初级绕组。
此外，第一驱动信号处理电路140还可包括电阻R1、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6。第五开关管K1的输入端和第七开关管K3的输入端通过电阻R1连接电源接入端，第五开关管K1控制端通过电阻R3连接第一波形分离电路120，第六开关管K2的控制端通过电阻R4连接第一波形分离电路120。第七开关管K3的控制端通过电阻R5连接第二波形分离电路130，第八开关管K4的控制端通过电阻R6连接第二波形分离电路130。
在一个实施例中，第二驱动信号处理电路150包括第九开关管K8、第十开关管K9、第十一开关管K10、第十二开关管K11、第二变压器T2和第二驱动信号处理单元，第二变压器T2包括一初级绕组和四个次级绕组，第二驱动信号处理单元的数量与第二变压器T2的次级绕组的数量相同，分别为单元151、单元152、单元153和单元154。本实施例中，第九开关管K8、第十开关管K9、第十一开关管K10和第十二开关管K11均为MOS管。
第九开关管K8的输入端连接电源接入端，具体接入15伏直流电，第九开关管K8的输出端连接第十开关管K9的输入端，第十开关管K9的输出端接地，第九开关管K8的控制端和第十开关管K9的控制端连接第一波形分离电路120，具体地连接第一波形分离电路120中第二开关管K6的输出端。
第十一开关管K10的输入端连接电源接入端，具体接入15伏直流电，第十一开关管K10的输出端连接第十二开关管K11的输入端，第十二开关管K11的输出端接地，第十一开关管K10的控制端和第十二开关管K11的控制端连接第二波形分离电路130，具体连接第二波形分离电路130中第三开关管K12的输出端。
第九开关管K8和第十开关管K9的公共端连接第二变压器T2的初级绕组一端，第十一开关管K10和第十二开关管K11的公共端连接第二变压器T2的初级绕组另一端；第二变压器T2的各次级绕组分别连接一第二驱动信号处理单元，各第二驱动信号处理单元连接逆变器400中对应的并联开关管组件。具体地，单元151和单元152分别连接第二并联开关管组件420中两个开关管的控制端，单元153和单元154分别连接第三并联开关管组件430中两个开关管的控制端。通过第二驱动信号处理电路150输出的四路信号控制对应两个并联开关管组件中的开关管交替通断。
在一个实施例中，第二驱动信号处理电路150还包括第二峰值吸收电路155，第九开关管K8和第十开关管K9的公共端通过第二峰值吸收电路155连接第二变压器T2的初级绕组。通过峰值吸收电路155进行峰值吸收，提高逆变焊接电源控制设备的稳定性。进一步地，第二峰值吸收电路155包括第二吸收电阻R16和第二吸收电容C2，第二吸收电阻R16和第二吸收电容C2并联后一端连接第九开关管K8和第十开关管K9的公共端，另一端连接第二变压器T2的初级绕组。
此外，第二驱动信号处理电路150还可包括电阻R15、电阻R17、电阻R18、电阻R19和电阻R20。第九开关管K8的输入端和第十一开关管K10的输入端通过电阻R15连接电源接入端，第九开关管K8的控制端通过电阻R17连接第一波形分离电路120，第十开关管K9的控制端通过电阻R18连接第一波形分离电路120。第十一开关管K10的控制端通过电阻R19连接第二波形分离电路130，第十二开关管K11的控制端通过电阻R20连接第二波形分离电路130。
在一个实施例中，逆变焊接电源控制设备还可包括滤波电路700，三相整流器300通过滤波电路700连接逆变器400。通过滤波电路700对三相整流器300输出的直流电进行滤波，将滤波后的直流电发送至逆变器400。
在一个实施例中，逆变焊接电源控制设备还可包括连接三相整流器300的漏电保护开关800，三相整流器300通过漏电保护开关800接入三相交流电。利用漏电保护开关800进行漏电保护，提高了逆变焊接电源控制设备的工作安全性。
进一步地，逆变焊接电源控制设备还可包括辅助电路900，辅助电路900连接漏电保护开关800、主控制板200和PWM控制板100。辅助电路900具体通过线路A连接漏电保护开关800，通过线路G连接PWM控制板100，通过线路H连接主控制板200。辅助电路900对漏电保护开关800输出的交流电进行采样，得到采样电压输出至主控制板200和PWM控制板100。主控制板200还可根据采样电压调整输出至PWM控制板100的控制信号，PWM控制板100还可根据采样电压判断发生漏电时，停止输出信号至逆变器400，使逆变焊接电源控制设备停止工作，避免因漏电导致电路损坏，进一步提高了逆变焊接电源控制设备的工作安全性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种逆变焊接电源控制设备，其特征在于，包括三相整流器、逆变器、电流互感器、变压整流装置、霍尔元件、RC吸收电路、主控制板和PWM控制板，所述PWM控制板包括PWM波形控制器、第一波形分离电路、第一驱动信号处理电路、第二波形分离电路和第二驱动信号处理电路，
所述三相整流器连接所述逆变器，所述逆变器通过所述电流互感器连接所述变压整流装置，所述变压整流装置通过所述霍尔元件连接所述RC吸收电路，所述主控制板连接所述RC吸收电路、所述霍尔元件和所述PWM波形控制器，所述PWM波形控制器连接所述电流互感器、所述第一波形分离电路和所述第二波形分离电路，所述第一驱动信号处理电路连接所述第一波形分离电路和所述第二波形分离电路，还连接所述逆变器中对应的并联开关管组件，所述第二驱动信号处理电路连接所述第一波形分离电路和所述第二波形分离电路，还连接所述逆变器中对应的并联开关管组件，
所述PWM波形控制器输出第一脉冲波形至所述第一波形分离电路和所述第二波形分离电路，所述PWM波形控制器输出第二脉冲波形至所述第一波形分离电路和所述第二波形分离电路，所述第一脉冲波形和所述第二脉冲波形的频率相同且相位相差180度；
所述第一波形分离电路以所述第二脉冲波形作为基准信号，滤除所述第一脉冲波形中奇数次的脉冲，得到第一脉冲信号并输出至所述第一驱动信号处理电路，以及滤除所述第二脉冲波形中奇数次的脉冲，得到第二脉冲信号并输出至所述第二驱动信号处理电路，所述第一波形分离电路以所述第一脉冲波形的上升沿作为触发条件，允许所述第一脉冲波形和所述第二脉冲波形偶数次的脉冲通过，阻止所述第一脉冲波形和所述第二脉冲波形奇数次的脉冲通过，分别得到所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号；
所述第二波形分离电路以所述第一脉冲波形作为基准信号，滤除所述第一脉冲波形中偶数次的脉冲，得到第三脉冲信号并输出至所述第一驱动信号处理电路，以及滤除所述第二脉冲波形中偶数次的脉冲，得到第四脉冲信号并输出至所述第二驱动信号处理电路，所述第二波形分离电路以所述第一脉冲波形的上升沿作为触发条件，允许所述第一脉冲波形和所述第二脉冲波形奇数次的脉冲通过，阻止所述第一脉冲波形和所述第二脉冲波形偶数次的脉冲通过，分别得到所述第三脉冲信号和所述第四脉冲信号；
所述第一驱动信号处理电路和所述第二驱动信号处理电路根据接收到的脉冲信号控制所述逆变器中对应并联开关管组件中的开关管交替导通；
所述第一波形分离电路包括第一D触发器、第一开关管、第二开关管、第一二极管和第二二极管，所述第一D触发器的端口CLK连接所述PWM波形控制器，所述第一开关管的控制端连接所述第一二极管的阳极和所述PWM波形控制器，所述第一二极管的阴极连接所述第一D触发器的端口Q，所述第一开关管的输入端连接所述PWM波形控制器，所述第一开关管的输出端连接所述第一驱动信号处理电路；所述第二开关管的控制端连接所述第二二极管的阳极和所述PWM波形控制器，所述第二二极管的阴极连接所述第一D触发器的端口D和端口
Figure FDA0002276695680000021
所述第二开关管的输入端连接所述PWM波形控制器，所述第二开关管的输出端连接所述第二驱动信号处理电路，所述第一D触发器的端口S接地。
2.根据权利要求1所述的逆变焊接电源控制设备，其特征在于，所述第一波形分离电路还包括第一功率放大器、第二功率放大器、第三功率放大器和第四功率放大器，
所述第一功率放大器的输入端连接所述PWM波形控制器，所述第一功率放大器的输出端连接所述第二功率放大器的输入端和所述第一二极管的阳极，所述第二功率放大器的输出端连接所述第一开关管的控制端；
所述第三功率放大器的输入端连接所述PWM波形控制器，所述第三功率放大器的输出端连接所述第四功率放大器的输入端和所述第二二极管的阳极，所述第四功率放大器的输出端连接所述第二开关管的控制端。
3.根据权利要求1所述的逆变焊接电源控制设备，其特征在于，所述第二波形分离电路包括第二D触发器、第三开关管、第四开关管、第三二极管和第四二极管，
所述第二D触发器的端口CLK连接所述PWM波形控制器，所述第三开关管的控制端连接所述第三二极管的阳极和所述PWM波形控制器，所述第三二极管的阴极连接所述第二D触发器的端口Q，所述第三开关管的输入端连接所述PWM波形控制器，所述第三开关管的输出端连接所述第二驱动信号处理电路；所述第四开关管的控制端连接所述第四二极管的阳极和所述PWM波形控制器，所述第四二极管的阴极连接所述第二D触发器的端口Q，所述第四开关管的输入端连接所述PWM波形控制器，所述第四开关管的输出端连接所述第一驱动信号处理电路，所述第二D触发器的端口D连接端口
Figure FDA0002276695680000031
所述第二D触发器的端口S接地。
4.根据权利要求3所述的逆变焊接电源控制设备，其特征在于，所述第二波形分离电路还包括第五功率放大器、第六功率放大器、第七功率放大器和第八功率放大器，
所述第五功率放大器的输入端连接所述PWM波形控制器，所述第五功率放大器的输出端连接所述第六功率放大器的输入端和所述第三二极管的阳极，所述第六功率放大器的输出端连接所述第三开关管的控制端；
所述第七功率放大器的输入端连接所述PWM波形控制器，所述第七功率放大器的输出端连接所述第八功率放大器的输入端和所述第四二极管的阳极，所述第八功率放大器的输出端连接所述第四开关管的控制端。
5.根据权利要求1所述的逆变焊接电源控制设备，其特征在于，所述第一驱动信号处理电路包括第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第一变压器和第一驱动信号处理单元，所述第一变压器包括一初级绕组和四个次级绕组，所述第一驱动信号处理单元的数量与所述第一变压器的次级绕组的数量相同，
所述第五开关管的输入端连接电源接入端，所述第五开关管的输出端连接所述第六开关管的输入端，所述第六开关管的输出端接地，所述第五开关管的控制端和所述第六开关管的控制端连接所述第一波形分离电路；
所述第七开关管的输入端连接电源接入端，所述第七开关管的输出端连接所述第八开关管的输入端，所述第八开关管的输出端接地，所述第七开关管的控制端和所述第八开关管的控制端连接所述第二波形分离电路；
所述第五开关管和所述第六开关管的公共端连接所述第一变压器的初级绕组一端，所述第七开关管和所述第八开关管的公共端连接所述第一变压器的初级绕组另一端；所述第一变压器的各次级绕组分别连接一所述第一驱动信号处理单元，各所述第一驱动信号处理单元连接所述逆变器中对应的并联开关管组件。
6.根据权利要求1所述的逆变焊接电源控制设备，其特征在于，所述第二驱动信号处理电路包括第九开关管、第十开关管、第十一开关管、第十二开关管、第二变压器和第二驱动信号处理单元，所述第二变压器包括一初级绕组和四个次级绕组，所述第二驱动信号处理单元的数量与所述第二变压器的次级绕组的数量相同，
所述第九开关管的输入端连接电源接入端，所述第九开关管的输出端连接所述第十开关管的输入端，所述第十开关管的输出端接地，所述第九开关管的控制端和所述第十开关管的控制端连接所述第一波形分离电路；
所述第十一开关管的输入端连接电源接入端，所述第十一开关管的输出端连接所述第十二开关管的输入端，所述第十二开关管的输出端接地，所述第十一开关管的控制端和所述第十二开关管的控制端连接所述第二波形分离电路；
所述第九开关管和所述第十开关管的公共端连接所述第二变压器的初级绕组一端，所述第十一开关管和所述第十二开关管的公共端连接所述第二变压器的初级绕组另一端；所述第二变压器的各次级绕组分别连接一所述第二驱动信号处理单元，各所述第二驱动信号处理单元连接所述逆变器中对应的并联开关管组件。
7.根据权利要求1所述的逆变焊接电源控制设备，其特征在于，所述逆变器包括第一并联开关管组件、第二并联开关管组件、第三并联开关管组件和第四并联开关管组件，
所述第一并联开关管组件和所述第二并联开关管组件串联，所述第三并联开关管组件与所述第四并联开关管组件串联，所述第一并联开关管组件和所述第三并联开关管组件的另一端并接后连接所述三相整流器，所述第二并联开关管组件和所述第四并联开关管组件的另一端并接后连接所述三相整流器，所述第一并联开关管组件和所述第二并联开关管组件的公共端通过所述电流互感器连接所述变压整流装置，所述第三并联开关管组件和所述第四并联开关管组件的公共端连接所述变压整流装置；所述第一并联开关管组件和所述第四并联开关管组件还连接所述第一驱动信号处理电路，所述第二并联开关管组件和所述第三并联开关管组件还连接所述第二驱动信号处理电路。
8.根据权利要求1所述的逆变焊接电源控制设备，其特征在于，还包括滤波电路，所述三相整流器通过所述滤波电路连接所述逆变器。
9.根据权利要求1所述的逆变焊接电源控制设备，其特征在于，还包括连接所述三相整流器的漏电保护开关。
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