CN109067192A - 一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电子电路技术领域，提供了一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路及装置，通过依序对三相电源的输入信号进行整流、逆变、电压变换、二次整流以及滤波后驱动负载，其中，根据整流后的输入信号的电压值是否超过预设阈值，自动切换采用半桥逆变或者全桥逆变对其进行逆变，并且将对应桥臂的相位设为一致，由此实现了不改变变压器结构的前提下可根据网压的高低，在全桥逆变和半桥逆变之间进行自动切换，并相应调整相位关系，降低了变压器成本和加工难度；同时该控制电路还可应用于三相、大功率场合，适用性较广。

Description

一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路及装置
技术领域
本发明属于电子电路技术领域，尤其涉及一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路及装置。
背景技术
随着现代工业的发展和焊割电源技术的日趋进步，国产焊割电源的应用领域也由国内市场逐步扩展到了海外市场。然而，新的机遇就会带来新的挑战，由于各个国家的电网电压差别较大，按照国内的网压标准设计的焊割电源销售到国外就会遇到输入电压不适用的情况。因此，需要根据不同国家的网压设计不同输入电压范围的焊割电源。目前应用普遍的用于三相输入的主要是抽头变压器方案，用于单相输入的主要是倍压整流方案。
下述以全桥逆变为例进行阐述抽头变压器方案，如图1所示，图中VT1～VT4和变压器T1共同组成全桥逆变电路，K1为变压器抽头切换开关。首先检测电网电压，根据检测到的电压值进行决定转换开关K1的1脚和2脚接通还是1脚和3脚接通。当工作在高电压输入时接入电路的变压器原边绕组的匝数比当工作在低电压输入时接入电路的变压器原边绕组的匝数多。假设焊割电源允许的输入范围为V1～V3(V1<V3)，V2间于V1和V3之间，即V1<V2<V3。当检测到的电压在V1和V2之间时，认为焊机是工作在低输入电压状态，控制系统控制转换开关K1的1脚和2脚接通，变压器T1的6脚和8脚之间的绕组有电流流过，8脚和9脚之间的绕组没有电流流过。当检测到的电压在V2和V3之间时，认为焊机是工作在高输入电压状态，控制系统控制转换开关K1的1脚和3脚接通，变压器T1的6脚和9脚之间的整个绕组都有电流流过。
在单相输入、小功率的焊割电源中，也使用倍压整流方案，如图2所示。同上述抽头变压器方案一样，需要控制电路对网压进行监测，当检测到输入为高电压时，控制转换开关K1的1和2接通，这时，M和N断开，即为普通的整流滤波电路，没有倍压功能；当检测到输入为低电压时，控制转换开关K1的1和3接通，这时，M和N接通，实现倍压整流。C1的充电路径为A→D1→C1→N→M→B，C2的充电路径为B→M→N→C2→D3→A，C1，C2两端的电压均等于输入电压，所以输出电压为两倍的输入电压，即实现了倍压功能。
因此，现有的用于焊割电源的控制技术存在着采用抽头变压器则多了一个绕组，导致变压器成本增加和绕制难度变大；采用倍压整流则只能用于单相、小功率机器，无法应用于三相、大功率场合的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路及装置，旨在解决现有的用于焊割电源的控制技术存在着采用抽头变压器则多了一个绕组，导致变压器成本增加和绕制难度变大；采用倍压整流则只能用于单相、小功率机器，无法应用于三相、大功率场合的问题。
本发明第一方面提供了一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路，所述控制电路包括：
用于接收三相电源的输入信号，并对所述输入信号进行整流的第一整流模块；
与所述整流模块相连接，用于对整流后的所述输入信号进行逆变的逆变模块；
与所述逆变模块相连接，用于对逆变后的所述输入信号进行电压变换的变压模块；
与所述变压模块相连接，用于对电压变换后的所述输入信号进行二次整流的第二整流模块；
与所述二次整流模块相连接，用于对二次整流后的所述输入信号进行滤波，并驱动负载的滤波模块；
与所述第一整流模块以及所述逆变模块相连接，用于根据整流后的所述输入信号的电压值是否超过预设阈值，控制所述逆变模块是采用半桥逆变或者全桥逆变的方式进行逆变的控制模块；以及
与所述逆变模块相连接，用于驱动所述逆变模块中对应桥臂的相位一致的驱动模块。
本发明第二方面提供了一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制装置，包括控制电路，以及与所述控制电路相连接的三相电源和负载，所述控制电路包括：
用于接收所述三相电源的输入信号，并对所述输入信号进行整流的第一整流模块；
与所述整流模块相连接，用于对整流后的所述输入信号进行逆变的逆变模块；
与所述逆变模块相连接，用于对逆变后的所述输入信号进行电压变换的变压模块；
与所述变压模块相连接，用于对电压变换后的所述输入信号进行二次整流的第二整流模块；
与所述二次整流模块相连接，用于对二次整流后的所述输入信号进行滤波，并驱动所述负载的滤波模块；
与所述第一整流模块以及所述逆变模块相连接，用于根据整流后的所述输入信号的电压值是否超过预设阈值，控制所述逆变模块是采用半桥逆变或者全桥逆变的方式进行逆变的控制模块；以及
与所述逆变模块相连接，用于驱动所述逆变模块中对应桥臂的相位一致的驱动模块。
本发明提供的一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路及装置，通过依序对三相电源的输入信号进行整流、逆变、电压变换、二次整流以及滤波后驱动负载，其中，根据整流后的输入信号的电压值是否超过预设阈值，自动切换采用半桥逆变或者全桥逆变对其进行逆变，并且将对应桥臂的相位设为一致，由此实现了不改变变压器结构的前提下可根据网压的高低，在全桥逆变和半桥逆变之间进行自动切换，并相应调整相位关系，降低了变压器成本和加工难度；同时该控制电路还可应用于三相、大功率场合，适用性较广，解决了现有的用于焊割电源的控制技术存在着采用抽头变压器则多了一个绕组，导致变压器成本增加和绕制难度变大；采用倍压整流则只能用于单相、小功率机器，无法应用于三相、大功率场合的问题。
附图说明
图1是现有技术涉及的抽头变压器方案的示例电路图。
图2是现有技术涉及的倍压整流方案的示例电路图。
图3是本发明实施例提供的一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路的模块结构示意图。
图4是本发明实施例提供的一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路的示例电路图。
图5是本发明实施例提供的一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路中驱动模块的示例电路图。
图6是本发明实施例提供的一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路当三相电源输出低电压信号时逆变模块的具体电路连接示意图。
图7是本发明实施例提供的一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路当三相电源输出高电压信号时逆变模块的具体电路连接示意图。
图8是本发明实施例提供的一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路中逆变模块采用全桥逆变时驱动模块的具体电路连接示意图。
图9是本发明实施例提供的一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路中逆变模块采用全桥逆变时各个开关管输出信号的波形示意图。
图10是本发明实施例提供的一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路中逆变模块采用半桥逆变时驱动模块的具体电路连接示意图。
图11是本发明实施例提供的一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路中逆变模块采用半桥逆变时各个开关管输出信号的波形示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
上述的一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路及装置，在不改变变压器结构的前提下可以根据网压的高低，逆变电路的拓补结构可以在全桥和半桥之间自动切换的电路方案。当输入为低电压时，采用全桥逆变电路；当输入为高电压时，采用半桥逆变电路。由于采用了逆变电路拓补方式可以自动切换的方案，从而解决了需要改变主变压器结构以及调整开关管容量的问题，达到了降低变压器成本和加工难度，变压器和开关管可以和常规机型通用的效果，并且该控制电路可应用于三相、大功率场合。
图3示出了本发明实施例提供的一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
上述一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路，该控制电路包括第一整流模块102、逆变模块103、变压模块104、第二整流模块105、滤波模块106、控制模块108以及驱动模块109。
第一整流模块102用于接收三相电源101的输入信号，并对所述输入信号进行整流。
逆变模块103与整流模块102相连接，用于对整流后的所述输入信号进行逆变。
变压模块104与逆变模块103相连接，用于对逆变后的所述输入信号进行电压变换。
第二整流模块105与变压模块104相连接，用于对电压变换后的所述输入信号进行二次整流。
滤波模块106与二次整流模块105相连接，用于对二次整流后的所述输入信号进行滤波，并驱动负载107。
控制模块108与第一整流模块102以及逆变模块103相连接，用于根据整流后的所述输入信号的电压值是否超过预设阈值，控制逆变模块103是采用半桥逆变或者全桥逆变的方式进行逆变。
驱动模块109与逆变模块103相连接，用于驱动逆变模块103中对应桥臂的相位一致。
作为本发明一实施例，逆变模块103的拓补结构可以在全桥和半桥之间自动切换。当输入为低电压时，采用全桥逆变电路；当输入为高电压时，采用半桥逆变电路。由此达到了自动适应输入电压的效果，同时，通过驱动模块109对逆变模块103中的功率器件的相位关系进行相应调整，以使对应桥臂的相位一致。
图4示出了本发明实施例提供的一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
作为本发明一实施例，上述控制模块108包括：
用于获取整流后的所述输入信号的电压值的电压隔离检测单元1081；和
与电压隔离检测单元1081相连接，用于判断所述电压值超过所述预设阈值时，控制逆变模块103采用半桥逆变的方式，以及判断所述电压值未超过所述预设阈值时，控制逆变模块103采用全桥逆变的方式的转换开关控制单元1082。
作为本发明一实施例，上述逆变模块103包括第一开关管(图4采用VT1表示)，第二开关管(图4采用VT2表示)、第三开关管(图4采用VT3表示)、第四开关管(图4采用VT4表示)、第一转换开关K1、第二转换开关K2、第一电容C1以及第二电容C2。
第一开关管VT1的输入端与第三开关管VT3的输入端以及第一电容C1的第一端共接，第一开关管VT1的输出端、第二开关管VT2的输入端、第一转换开关K1的第三引脚以及第二转换开关K2的第二引脚共接，第一电容C1的第二端与第二电容C2的第一端以及第二转换开关K2的第三引脚共接，第三开关管VT3的输出端与第四开关管VT4的输入端共接，第二电容C2的第二端与第二开关管VT2的输出端以及第四开关管VT4的输出端共接，第一转换开关K1的第二引脚悬空，第一转换开关K1的第一引脚与第二转换开关K2的第一引脚接变压模块104，第一开关管VT1的受控端、第二开关管VT2的受控端、第三开关管VT3的受控端以及第四开关管VT4的受控端接驱动模块109。
具体地，上述第一开关管VT1具体为第一场效应管，
所述第一场效应管的漏极、源极以及栅极分别为所述第一开关管VT1的输入端、输出端以及受控端；
上述第二开关管VT2具体为第二场效应管，
所述第二场效应管的漏极、源极以及栅极分别为所述第二开关管VT2的输入端、输出端以及受控端；
上述第三开关管VT3具体为第三场效应管，
所述第三场效应管的漏极、源极以及栅极分别为所述第三开关管VT3的输入端、输出端以及受控端；
上述第四开关管VT4具体为第四场效应管，
所述第四场效应管的漏极、源极以及栅极分别为所述第四开关管VT4的输入端、输出端以及受控端。
当然，上述逆变模块103还可包括第三电容C3，第三电容C3的第一端与第三开关管VT3的输出端以及第四开关管VT4的输入端共接，第三电容C3的第二端与第一转换开关K1的第一引脚以及变压器T1的初级线圈的输入端共接。并且，上述第一电容C1和第二电容C2为滤波电容，第三电容C3为隔直电容。
作为本发明一实施例，上述第一整流模块102包括三相整流桥，所述三相整流桥分别对三相电源101的A相电、B相电以及C相电进行整流。
作为本发明一实施例，上述变压模块104包括变压器T1，所述变压器T1用于对逆变模块103输出的交流信号进行电压变换(包括升压和降压)后输出给第二整流模块105。变压器T1的初级线圈的输入端接第一转换开关K1的第一引脚，变压器T1的初级线圈的输出端接第二转换开关K2的第一引脚，变压器T1的次级线圈的输入端和输出端接第二整流模块105。
作为本发明一实施例，上述二次整流模块105采用现有的整流电路实现，上述滤波模块106也采用现有的滤波电路实现。
图5示出了本发明实施例提供的一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路中驱动模块的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
作为本发明一实施例，上述驱动模块109包括PWM驱动单元1091、第一功率单元1092、第二功率单元1093、第三转换开关K3以及第四转换开关K4。
PWM驱动单元1091的第一输出端与第一功率单元1092的第一输入端以及第四转换开关K4的第一引脚共接，PWM驱动单元1091的第二输出端与第一功率单元1092的第二输入端以及第三转换开关K3的第一引脚共接，第三转换开关K3的第二引脚与第四转换开关K4的第三引脚以及第二功率单元1093的第一输入端共接，第三转换开关K3的第三引脚与第四转换开关K4的第二引脚以及第二功率单元1093的第二输入端共接，第一功率单元1092的第一输出端和第二输出端分别接第一开关管VT1的受控端和输出端，第一功率单元1092的第三输出端和第四输出端分别接第二开关管VT2的输出端和受控端，第二功率单元1093的第一输出端和第二输出端分别接第三开关管VT3的受控端和输出端，第二功率单元1093的第三输出端和第四输出端分别接第四开关管VT4的输出端和受控端。
图6和图7分别示出了本发明实施例提供的一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路当三相电源输出低电压信号时逆变模块的具体电路以及当三相电源输出高电压信号时逆变模块的具体电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
作为本发明一实施例，当电压隔离检测单元1081检测到输入为低电压时，转换开关控制单元1082控制第一转换开关K1的第一引脚和第二引脚接通，以及控制第二转换开关K2的第一引脚和第二引脚接通，形成一个典型的全桥逆变电路，如图6所示。
当电压隔离检测单元1081检测到输入为高电压时，转换开关控制单元1082控制第一转换开关K1的第一引脚和第三引脚接通，以及控制第二转换开关K2的第一引脚和第三引脚接通，这时第一开关管VT1和第三开关管VT3并联，第二开关管VT2和第四开关管VT4并联，就形成一个典型的半桥逆变电路，如图7所示。
图8和图10分别示出了本发明实施例提供的一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路中逆变模块采用全桥逆变时驱动模块的具体电路和逆变模块采用半桥逆变时驱动模块的具体电路，图9和图11分别示出了逆变模块采用全桥逆变时各个开关管输出信号的波形和逆变模块采用半桥逆变时各个开关管输出信号的波形，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
第一功率单元1092输出两路驱动信号G1E1和G2E2，分别驱动第一开关管VT1和第二开关管VT2；第二功率单元1093输出两路驱动信号G3E3和G4E4，分别驱动第三开关管VT3和第四开关管VT4。G1E1和G2E2相位差180°，G3E3和G4E4相位差180°，保证同一桥臂上的两个功率管不会发生直通现象。当逆变模块103工作在全桥模式时，要求第一开关管VT1和第四开关管VT4同相位，第二开关管VT2和第三开关管VT3同相位，如图9所示。
假定第一功率单元1092和第二功率单元1093完全一样，要实现这个相位关系，需要控制电路控制第三转换开关K3的第一引脚和第二引脚接通，以及控制第四转换开关K4的第一引脚和第二引脚接通，即将第一功率单元1092的第一输入端A和第二功率单元1093的第二输入端B连到一起，将第一功率单元1092的第二输入端B和第二功率单元1093的第一输入端A连到一起，如图8所示。
当逆变模块103工作在半桥模式时，第一开关管VT1和第三开关管VT3并联，第二开关管VT2和第四开关管VT4并联，这时要求第一开关管VT1和第三开关管VT3同相位，第二开关管VT2和第四开关管VT4同相位，如图11所示。需要控制电路控制第三转换开关K3的第一引脚和第三引脚接通，以及控制第四转换开关K4的第一引脚和第三引脚接通，即将第一功率单元1092的第一输入端A和第二功率单元1093的第一输入端A连到一起，将第一功率单元1092的第二输入端B和第二功率单元1093的第二输入端B连到一起，如图10所示。
本发明还提供了一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制装置，包括控制电路，以及与该控制电路相连接的三相电源和负载，该控制电路如上述所述。
以下结合图3-图11，对上述一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路及装置的工作原理进行描述如下：
首先，对网压进行监测，并对检测到的电压值进行逻辑分析进而对转换开关做出相应的控制。当电压隔离检测单元1081检测到输入为低电压时，转换开关控制单元1082控制第一转换开关K1的第一引脚和第二引脚接通，以及控制第二转换开关K2的第一引脚和第二引脚接通，形成一个典型的全桥逆变电路；当电压隔离检测单元1081检测到输入为高电压时，转换开关控制单元1082控制第一转换开关K1的第一引脚和第三引脚接通，以及控制第二转换开关K2的第一引脚和第三引脚接通，这时第一开关管VT1和第三开关管VT3并联，第二开关管VT2和第四开关管VT4并联，就形成一个典型的半桥逆变电路。
其次，通过改变功率器件的连接方式达到了自动适应输入电压的目的。当然，功率器件驱动的相位关系也要做相应的调整。
第一功率单元1092输出两路驱动信号G1E1和G2E2，分别驱动第一开关管VT1和第二开关管VT2；第二功率单元1093输出两路驱动信号G3E3和G4E4，分别驱动第三开关管VT3和第四开关管VT4。G1E1和G2E2相位差180°，G3E3和G4E4相位差180°，保证同一桥臂上的两个功率管不会发生直通现象。当逆变模块103工作在全桥模式时，要求第一开关管VT1和第四开关管VT4同相位，第二开关管VT2和第三开关管VT3同相位。
假定第一功率单元1092和第二功率单元1093完全一样，要实现这个相位关系，需要控制电路控制第三转换开关K3的第一引脚和第二引脚接通，以及控制第四转换开关K4的第一引脚和第二引脚接通，即将第一功率单元1092的第一输入端A和第二功率单元1093的第二输入端B连到一起，将第一功率单元1092的第二输入端B和第二功率单元1093的第一输入端A连到一起。
当逆变模块103工作在半桥模式时，第一开关管VT1和第三开关管VT3并联，第二开关管VT2和第四开关管VT4并联，这时要求第一开关管VT1和第三开关管VT3同相位，第二开关管VT2和第四开关管VT4同相位。需要控制电路控制第三转换开关K3的第一引脚和第三引脚接通，以及控制第四转换开关K4的第一引脚和第三引脚接通，即将第一功率单元1092的第一输入端A和第二功率单元1093的第一输入端A连到一起，将第一功率单元1092的第二输入端B和第二功率单元1093的第二输入端B连到一起。
上述方案是在不改变基础机型主变压器结构和电路结构的前提下，增加了四个转换开关和改变控制策略以实现从单一电压输入到全范围宽电压输入的转变。为以后设计宽电压输入焊割电源提供了一个便捷、模块化的设计架构。
综上，本发明实施例提供的一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路及装置，通过依序对三相电源的输入信号进行整流、逆变、电压变换、二次整流以及滤波后驱动负载，其中，根据整流后的输入信号的电压值是否超过预设阈值，自动切换采用半桥逆变或者全桥逆变对其进行逆变，并且将对应桥臂的相位设为一致，由此实现了不改变变压器结构的前提下可根据网压的高低，在全桥逆变和半桥逆变之间进行自动切换，并相应调整相位关系，降低了变压器成本和加工难度；同时该控制电路还可应用于三相、大功率场合，适用性较广，解决了现有的用于焊割电源的控制技术存在着采用抽头变压器则多了一个绕组，导致变压器成本增加和绕制难度变大；采用倍压整流则只能用于单相、小功率机器，无法应用于三相、大功率场合的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路，其特征在于，所述控制电路包括：
用于接收三相电源的输入信号，并对所述输入信号进行整流的第一整流模块；
与所述整流模块相连接，用于对整流后的所述输入信号进行逆变的逆变模块；
与所述逆变模块相连接，用于对逆变后的所述输入信号进行电压变换的变压模块；
与所述变压模块相连接，用于对电压变换后的所述输入信号进行二次整流的第二整流模块；
与所述二次整流模块相连接，用于对二次整流后的所述输入信号进行滤波，并驱动负载的滤波模块；
与所述第一整流模块以及所述逆变模块相连接，用于根据整流后的所述输入信号的电压值是否超过预设阈值，控制所述逆变模块是采用半桥逆变或者全桥逆变的方式进行逆变的控制模块；以及
与所述逆变模块相连接，用于驱动所述逆变模块中对应桥臂的相位一致的驱动模块。
2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制模块包括：
用于获取整流后的所述输入信号的电压值的电压隔离检测单元；和
与所述电压隔离检测单元相连接，用于判断所述电压值超过所述预设阈值时，控制所述逆变模块采用半桥逆变的方式，以及判断所述电压值未超过所述预设阈值时，控制所述逆变模块采用全桥逆变的方式的转换开关控制单元。
3.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述逆变模块包括：
第一开关管，第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一转换开关、第二转换开关、第一电容以及第二电容；
所述第一开关管的输入端与所述第三开关管的输入端以及所述第一电容的第一端共接，所述第一开关管的输出端、所述第二开关管的输入端、所述第一转换开关的第三引脚以及所述第二转换开关的第二引脚共接，所述第一电容的第二端与所述第二电容的第一端以及所述第二转换开关的第三引脚共接，所述第三开关管的输出端与所述第四开关管的输入端共接，所述第二电容的第二端与所述第二开关管的输出端以及所述第四开关管的输出端共接，所述第一转换开关的第二引脚悬空，所述第一转换开关的第一引脚与所述第二转换开关的第一引脚接所述变压模块，所述第一开关管的受控端、所述第二开关管的受控端、所述第三开关管的受控端以及所述第四开关管的受控端接所述驱动模块。
4.如权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述驱动模块包括：
PWM驱动单元、第一功率单元、第二功率单元、第三转换开关以及第四转换开关；
所述PWM驱动单元的第一输出端与所述第一功率单元的第一输入端以及所述第四转换开关的第一引脚共接，所述PWM驱动单元的第二输出端与所述第一功率单元的第二输入端以及所述第三转换开关的第一引脚共接，所述第三转换开关的第二引脚与所述第四转换开关的第三引脚以及所述第二功率单元的第一输入端共接，所述第三转换开关的第三引脚与所述第四转换开关的第二引脚以及所述第二功率单元的第二输入端共接，所述第一功率单元的第一输出端和第二输出端分别接所述第一开关管的受控端和输出端，所述第一功率单元的第三输出端和第四输出端分别接所述第二开关管的输出端和受控端，所述第二功率单元的第一输出端和第二输出端分别接所述第三开关管的受控端和输出端，所述第二功率单元的第三输出端和第四输出端分别接所述第四开关管的输出端和受控端。
5.如权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述第一开关管具体为第一场效应管，
所述第一场效应管的漏极、源极以及栅极分别为所述第一开关管的输入端、输出端以及受控端；
所述第二开关管具体为第二场效应管，
所述第二场效应管的漏极、源极以及栅极分别为所述第二开关管的输入端、输出端以及受控端；
所述第三开关管具体为第三场效应管，
所述第三场效应管的漏极、源极以及栅极分别为所述第三开关管的输入端、输出端以及受控端；
所述第四开关管具体为第四场效应管，
所述第四场效应管的漏极、源极以及栅极分别为所述第四开关管的输入端、输出端以及受控端。
6.一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制装置，包括控制电路，以及与所述控制电路相连接的三相电源和负载，其特征在于，所述控制电路包括：
用于接收所述三相电源的输入信号，并对所述输入信号进行整流的第一整流模块；
与所述整流模块相连接，用于对整流后的所述输入信号进行逆变的逆变模块；
与所述逆变模块相连接，用于对逆变后的所述输入信号进行电压变换的变压模块；
与所述变压模块相连接，用于对电压变换后的所述输入信号进行二次整流的第二整流模块；
与所述二次整流模块相连接，用于对二次整流后的所述输入信号进行滤波，并驱动所述负载的滤波模块；
与所述第一整流模块以及所述逆变模块相连接，用于根据整流后的所述输入信号的电压值是否超过预设阈值，控制所述逆变模块是采用半桥逆变或者全桥逆变的方式进行逆变的控制模块；以及
与所述逆变模块相连接，用于驱动所述逆变模块中对应桥臂的相位一致的驱动模块。
7.如权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述控制模块包括：
用于获取整流后的所述输入信号的电压值的电压隔离检测单元；和
与所述电压隔离检测单元相连接，用于判断所述电压值超过所述预设阈值时，控制所述逆变模块采用半桥逆变的方式，以及判断所述电压值未超过所述预设阈值时，控制所述逆变模块采用全桥逆变的方式的转换开关控制单元。
8.如权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述逆变模块包括：
第一开关管，第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一转换开关、第二转换开关、第一电容以及第二电容；
所述第一开关管的输入端与所述第三开关管的输入端以及所述第一电容的第一端共接，所述第一开关管的输出端、所述第二开关管的输入端、所述第一转换开关的第三引脚以及所述第二转换开关的第二引脚共接，所述第一电容的第二端与所述第二电容的第一端以及所述第二转换开关的第三引脚共接，所述第三开关管的输出端与所述第四开关管的输入端共接，所述第二电容的第二端与所述第二开关管的输出端以及所述第四开关管的输出端共接，所述第一转换开关的第二引脚悬空，所述第一转换开关的第一引脚与所述第二转换开关的第一引脚接所述变压模块，所述第一开关管的受控端、所述第二开关管的受控端、所述第三开关管的受控端以及所述第四开关管的受控端接所述驱动模块。
9.如权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述驱动模块包括：
PWM驱动单元、第一功率单元、第二功率单元、第三转换开关以及第四转换开关；
所述PWM驱动单元的第一输出端与所述第一功率单元的第一输入端以及所述第四转换开关的第一引脚共接，所述PWM驱动单元的第二输出端与所述第一功率单元的第二输入端以及所述第三转换开关的第一引脚共接，所述第三转换开关的第二引脚与所述第四转换开关的第三引脚以及所述第二功率单元的第一输入端共接，所述第三转换开关的第三引脚与所述第四转换开关的第二引脚以及所述第二功率单元的第二输入端共接，所述第一功率单元的第一输出端和第二输出端分别接所述第一开关管的受控端和输出端，所述第一功率单元的第三输出端和第四输出端分别接所述第二开关管的输出端和受控端，所述第二功率单元的第一输出端和第二输出端分别接所述第三开关管的受控端和输出端，所述第二功率单元的第三输出端和第四输出端分别接所述第四开关管的输出端和受控端。
10.如权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述第一开关管具体为第一场效应管，
所述第一场效应管的漏极、源极以及栅极分别为所述第一开关管的输入端、输出端以及受控端；
所述第二开关管具体为第二场效应管，
所述第二场效应管的漏极、源极以及栅极分别为所述第二开关管的输入端、输出端以及受控端；
所述第三开关管具体为第三场效应管，
所述第三场效应管的漏极、源极以及栅极分别为所述第三开关管的输入端、输出端以及受控端；
所述第四开关管具体为第四场效应管，
所述第四场效应管的漏极、源极以及栅极分别为所述第四开关管的输入端、输出端以及受控端。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110838794A (zh) * 2019-10-25 2020-02-25 中国科学院电工研究所 串联型光伏高压直流并网变换器拓扑电路及调制方法
CN111614267A (zh) * 2020-06-17 2020-09-01 深圳威迈斯新能源股份有限公司 适应宽输入电压的dcdc转换电路以及车载充电机
CN112994260A (zh) * 2021-02-09 2021-06-18 哈尔滨工业大学 基于模态切换的强抗偏移无线电能传输系统
WO2023005504A1 (zh) * 2021-07-30 2023-02-02 Oppo广东移动通信有限公司 接收电路、芯片、电子设备、充电系统及充电方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09182457A (ja) * 1995-12-27 1997-07-11 Mitsubishi Electric Corp インバータ装置
JP2000102265A (ja) * 1998-09-25 2000-04-07 Daihen Corp 太陽光発電用電力変換装置
CN203457053U (zh) * 2011-02-21 2014-02-26 Sma太阳能技术股份公司 直流电压变换器、逆变器和能量产生设备
CN103618461A (zh) * 2013-12-10 2014-03-05 广东易事特电源股份有限公司 一种桥式变换电路的控制方法及控制装置
US20140119060A1 (en) * 2012-10-29 2014-05-01 Delta Electronics, Inc. Power converter and method for controlling the same
CN105659484A (zh) * 2013-10-23 2016-06-08 三菱电机株式会社 电力变换装置
JP2016226134A (ja) * 2015-05-29 2016-12-28 株式会社日立製作所 電力変換装置及び電力変換制御法
CN106664023A (zh) * 2014-10-20 2017-05-10 三菱电机株式会社 电力变换装置
CN208836009U (zh) * 2018-08-13 2019-05-07 深圳市佳士科技股份有限公司 一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路及装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09182457A (ja) * 1995-12-27 1997-07-11 Mitsubishi Electric Corp インバータ装置
JP2000102265A (ja) * 1998-09-25 2000-04-07 Daihen Corp 太陽光発電用電力変換装置
CN203457053U (zh) * 2011-02-21 2014-02-26 Sma太阳能技术股份公司 直流电压变换器、逆变器和能量产生设备
US20140119060A1 (en) * 2012-10-29 2014-05-01 Delta Electronics, Inc. Power converter and method for controlling the same
CN105659484A (zh) * 2013-10-23 2016-06-08 三菱电机株式会社 电力变换装置
CN103618461A (zh) * 2013-12-10 2014-03-05 广东易事特电源股份有限公司 一种桥式变换电路的控制方法及控制装置
CN106664023A (zh) * 2014-10-20 2017-05-10 三菱电机株式会社 电力变换装置
JP2016226134A (ja) * 2015-05-29 2016-12-28 株式会社日立製作所 電力変換装置及び電力変換制御法
CN208836009U (zh) * 2018-08-13 2019-05-07 深圳市佳士科技股份有限公司 一种用于宽电压输入的逆变焊割电源的控制电路及装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110838794A (zh) * 2019-10-25 2020-02-25 中国科学院电工研究所 串联型光伏高压直流并网变换器拓扑电路及调制方法
WO2021077439A1 (zh) * 2019-10-25 2021-04-29 中国科学院电工研究所 串联型光伏高压直流并网变换器拓扑电路及调制方法
CN111614267A (zh) * 2020-06-17 2020-09-01 深圳威迈斯新能源股份有限公司 适应宽输入电压的dcdc转换电路以及车载充电机
WO2021253531A1 (zh) * 2020-06-17 2021-12-23 深圳威迈斯新能源股份有限公司 适应宽输入电压的dcdc转换电路以及车载充电机
CN112994260A (zh) * 2021-02-09 2021-06-18 哈尔滨工业大学 基于模态切换的强抗偏移无线电能传输系统
WO2023005504A1 (zh) * 2021-07-30 2023-02-02 Oppo广东移动通信有限公司 接收电路、芯片、电子设备、充电系统及充电方法

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