CN109921654A - 一种单开关高频感应钎焊电源 - Google Patents
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Abstract
本发明所采用的技术方案是，一种单开关高频感应钎焊电源，包括主电路，主电路包括依次连接的开机启动电路、整流电路、逆变电路、主变压器、谐振输出电路，过压保护电路一端与谐振输出电路连接，过压保护电本发明一种单开关高频感应钎焊电源，只用一个功率开关管和一组驱动脉冲，主电路结构，功率开关管数量少，开关损耗小，驱动电路简单，可提高焊机可靠性，输出采用串联谐振输出，电压源供电，尖峰电压得到抑制，可通过控制开关管调节功率大小的优点。
Description
技术领域
本发明属于焊接设备技术领域，具体涉及一种单开关高频感应钎焊电源。
背景技术
高频感应钎焊电源因其具有良好的热处理能力而被广泛使用，目前，高频感应钎焊电源主要采用全桥电路拓扑结构，这种结构使得功率开关器件较多，驱动电路比较复杂，而且使用时上下桥臂可能会发生“直通”现象，主变压器可能出现单向偏磁等问题。采用并联谐振输出电路结构，电路由电流源供电，只能通过输入端调节输出功率的大小，存在尖峰电压，对外界干扰很敏感，并且结构复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种单开关高频感应钎焊电源，具有通过控制开关管调节功率大小的特点。
本发明所采用的技术方案是，一种单开关高频感应钎焊电源，包括主电路，主电路包括依次连接的开机启动电路、整流电路、逆变电路、主变压器和谐振输出电路，谐振输出电路与过压保护电路连接，过压保护电路与驱动隔离电路连接，驱动隔离电路与逆变电路连接。
本发明的特点还在于：
主电路具体电路结构为:包括整流模块BR，整流模块BR连接有空气开关S，空气开关S的一端串联启动电阻R1，启动电阻R1两端接有继电器的动合触头J0，继电器线圈接在空气开关S两端，整流模块BR的一端与MOSFETQ1的集电极相连，MOSFETQ1的发射极与MOSFETQ0的集电极连接，MOSFETQ0的发射极与整流模块BR的另一端连接，MOSFETQ1两端正向连接二极管Dq1，MOSFETQ0两端正向连接二管极Dq0，MOSFETQ0的两端连接有主变压器T1，主变压器T1的原边与MOSFETQ0集电极之间连接有谐振电容Cc，主变压器副边两端连接有谐振电感L0，主变压器副边与谐振电感L0之间连接有谐振电容C0。
整流模块BR与MOSFETQ1的集电极和MOSFETQ0的发射极之间并联有滤波电容C1、电解电容C2和负载电阻R2
整流模块BR具体结构为：包括二极管D01，二极管D01负极与二极管D03负极连接，二极管D01正极与二极管D02负极连接，二极管D03正极与二极管D04负极连接，二极管D02正极与二极管D04正极连接，二极管D01和二极管D02之间与空气开关S一端连接，二极管D03和二极管D04之间与空气开关S另一端连接。
过压保护电路具体结构为:包括变压器T2，变压器T2副边一端接地，变压器T2副边另一端依次串联整流二极管D0、电阻R01、电阻R02和二极管D1后接入比较器正输入端，比较器正输入端连接有电源a，电阻R01和电阻R02之间连接滤波电容C00的一端，滤波电容C00的另一端接地，电阻R02和二极管D01之间连接滤波电容C01的一端，电容C01的另一端接地，比较器负输入端依次连接有电阻R05、电阻R03和电源b，比较器负输入端还接地，电阻R03和电阻R05之间连接有电阻R04的一端，R04的另一端接地，电阻R03和电源之间连接有电容C02的一端，电容C02的另一端与电阻R04接地端连接，比较器正输入端和输出端之间连接有正反馈电阻R00。
比较器型号是LM324。
本发明的有益效果是：一种单开关高频感应钎焊电源，只用一个功率开关管和一组驱动脉冲，主电路结构功率开关管数量少，开关损耗小，驱动电路简单，可提高焊机可靠性，输出采用串联谐振输出，电压源供电，尖峰电压得到抑制，可通过控制开关管调节功率大小，对外界干扰不敏感的优点。
附图说明
图1是本发明一种单开关高频感应钎焊电源的原理图；
图2是本发明一种单开关高频感应钎焊电源的主电路连接图；
图3是本发明一种单开关高频感应钎焊电源的过压控制电路图。
图中，1.开机启动电路，2.整流电路，3.逆变电路，4.主变压器，5.谐振输出电路，6.过压保护电路，7.驱动隔离电路。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种单开关高频感应钎焊电源，原理图如图1所示，包括主电路，主电路包括依次连接的开机启动电路1、整流电路2、逆变电路3、主变压器4、谐振输出电路5，谐振输出电路5与过压保护电路6连接，过压保护电路6与驱动隔离电路7连接，驱动隔离电路7与逆变电路3连接。
如图2所示，主电路具体电路结构为:包括整流模块BR，整流模块BR连接有空气开关S，空气开关S的一端串联启动电阻R1，启动电阻R1两端接有继电器的动合触头J0，继电器线圈接在空气开关S两端，整流模块BR的一端与MOSFETQ1的集电极相连，MOSFETQ1的发射极与MOSFETQ0的集电极连接，MOSFETQ0的发射极与整流模块BR的另一端连接，MOSFETQ1两端正向连接二极管Dq1，MOSFETQ0两端正向连接二管极Dq0，MOSFETQ0的两端连接有主变压器T1，主变压器T1的原边与MOSFETQ0集电极之间连接有谐振电容Cc，主变压器副边两端连接有谐振电感L0，主变压器副边与谐振电感L0之间连接有谐振电容C0。
整流模块BR与MOSFETQ1的集电极和MOSFETQ0的发射极之间并联有滤波电容C1、电解电容C2和负载电阻R2
整流模块BR具体结构为：包括二极管D01，二极管D01负极与二极管D03负极连接，二极管D01正极与二极管D02负极连接，二极管D03正极与二极管D04负极连接，二极管D02正极与二极管D04正极连接，二极管D01和二极管D02之间与空气开关S一端连接，二极管D03和二极管D04之间与空气开关S另一端连接。
如图3所示，过压保护电路具体结构为:包括变压器T2，变压器T2副边一端接地，变压器T2副边另一端依次串联整流二极管D0、电阻R01、电阻R02和二极管D1后接入比较器正输入端，比较器正输入端连接有电源a，电阻R01和电阻R02之间连接滤波电容C00的一端，滤波电容C00的另一端接地，电阻R02和二极管D01之间连接滤波电容C01的一端，电容C01的另一端接地，比较器负输入端依次连接有电阻R05、电阻R03和电源b，比较器负输入端还接地，电阻R03和电阻R05之间连接有电阻R04的一端，R04的另一端接地，电阻R03和电源之间连接有电容C02的一端，电容C02的另一端与电阻R04接地端连接，比较器正输入端和输出端之间连接有正反馈电阻R00。
比较器型号是LM324。
驱动隔离电路7包括锁相环CD4046电路、CD40106施密特触发器电路、CD40106调制电路和脉冲变压器功率放大电路，驱动隔离电路输出两路脉冲信号用于控制逆变电路中MOSFETQ0、MOSFETQ1的工作状态。
锁相环CD4046电路电源电压范围宽，输入阻抗高，动态功耗小，能够完成两个电信号相位同步的自动控制闭环系统。
CD40106施密特触发器可作为波形整形电路，能将模拟信号波形整形为数字电路能够处理的方波波形。同时，施密特触发器还可利用其滞回特性来提高电路的抗干扰能力。
锁相环CD4046电路、CD40106施密特触发器输出信号、过压保护信号经过由CD40106施密特触发器组成的调质电路后作为脉冲变压器功率放大电路的输入。
脉冲变压器功率放大电路将驱动电路功率放大后作为逆变电路中MOSFETQ0、MOSFETQ1的驱动信号。
本发明一种单开关高频感应钎焊电源，其工作原理如下：主电路中交流电网电压经开机启动电路1后接入整流电路2，交流电网电压经整流电路2整流后输出直流电，整流电路2输出的直流电经逆变电路3高频逆变后输入主变压器4降压，主变压器4降压后接入谐振输出电路5进行输出，输出信号作为反馈信号接入过压保护电路6，过压保护电路6中将反馈信号与给定信号作比较后输入到驱动隔离电路7，再经驱动隔离电路7输出从而控制逆变电路3进行工作，工作时，谐振输出电路5中电感L0线圈产生交变磁场，将金属工件置于交变磁场中会产生感应电流，由于焦耳效应而对工件进行加热。
本发明一种单开关高频感应钎焊电源，其优点在于：主电路拓扑结构，只用一个功率开关管和一组驱动脉冲，主电路结构功率开关管数量少，无“直通”现象，开关损耗小，驱动电路简单，可提高焊机可靠性；采用有源箝位磁复位技术可实现单管单端正激式逆变电路的主变压器磁芯复位，使变压器磁芯双向对称磁化而提高磁芯利用率,可使功率开关管实现软开关，减小开关损耗，提高功率变换效率；输出采用串联谐振输出，电压源供电，尖峰电压得到抑制，可通过控制开关管调节功率大小，对外界干扰不敏感等优点。
Claims (6)
1.一种单开关高频感应钎焊电源，其特征在于，包括主电路，主电路包括依次连接的开机启动电路、整流电路、逆变电路、主变压器和谐振输出电路，谐振输出电路连接有过压保护电路，过压保护电路与驱动隔离电路连接，驱动隔离电路与逆变电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种单开关高频感应钎焊电源，其特征在于，所述主电路具体电路结构为:包括整流模块BR，整流模块BR连接有空气开关S，空气开关S的一端串联启动电阻R1，启动电阻R1两端接有继电器的动合触头J0，继电器线圈接在空气开关S两端，整流模块BR的一端与MOSFETQ1的集电极相连，MOSFETQ1的发射极与MOSFETQ0的集电极连接，MOSFETQ0的发射极与整流模块BR的另一端连接，MOSFETQ1两端正向连接二极管Dq1，MOSFETQ0两端正向连接二管极Dq0，MOSFETQ0的两端连接有主变压器T1，主变压器T1的原边与MOSFETQ0集电极之间连接有谐振电容Cc，主变压器副边两端连接有谐振电感L0，主变压器副边与谐振电感L0之间连接有谐振电容C0。
3.根据权利要求2所述的一种单开关高频感应钎焊电源，其特征在于，所述整流模块BR与MOSFETQ1的集电极和MOSFETQ0的发射极之间并联有滤波电容C1、电解电容C2和负载电阻R2。
4.根据权利要求2所述的一种单开关高频感应钎焊电源，其特征在于，所述整流模块BR具体结构为：包括二极管D01，二极管D01负极与二极管D03负极连接，二极管D01正极与二极管D02负极连接，二极管D03正极与二极管D04负极连接，二极管D02正极与二极管D04正极连接，二极管D01和二极管D02之间与空气开关S一端连接，二极管D03和二极管D04 之间与空气开关S另一端连接。
5.根据权利要求1所述的一种单开关高频感应钎焊电源，其特征在于，所述过压保护电路具体结构为:包括变压器T2，变压器T2副边一端接地，变压器T2副边另一端依次串联整流二极管D0、电阻R01、电阻R02和二极管D1后接入比较器正输入端，比较器正输入端连接有电源a，电阻R01和电阻R02之间连接滤波电容C00的一端，滤波电容C00的另一端接地，电阻R02和二极管D01之间连接滤波电容C01的一端，电容C01的另一端接地，比较器负输入端依次连接有电阻R05、电阻R03和电源b，比较器负输入端还接地，电阻R03和电阻R05之间连接有电阻R04的一端，R04的另一端接地，电阻R03和电源之间连接有电容C02的一端，电容C02的另一端与电阻R04接地端连接，比较器正输入端和输出端之间连接有正反馈电阻R00。
6.根据权利要求5所述的一种单开关高频感应钎焊电源，其特征在于，所述比较器型号是LM324。
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