CN112689351B - 一种用于激光焊接电源的氙灯预燃板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光氙灯控制技术领域，尤其是指一种用于激光焊接电源的氙灯预燃板，包括处理单元、高频整流滤波单元、点火预燃单元、预燃电流检测单元、逆变控制单元以及信号单元。本发明通过采用高频开关电源及氙灯预燃电流反馈技术能够稳定控制氙灯的电流大小，从而在不需要设置大功率电阻降压限流的前提下，实现了良好的氙灯预燃效果，减少了发热以适应长时间工作。通过信号单元的设置，控制以及反馈氙灯预燃板的工作状态，保证了电路安全可靠。

Description

一种用于激光焊接电源的氙灯预燃板

技术领域

本发明涉及激光控制技术领域，尤其是指一种用于激光焊接电源的氙灯预燃板。

背景技术

预燃板是激光焊接电源的一个核心部件，用于进行升压以保证氙灯能被击穿和维持工作状态。由于其需要1-2万伏的触发高压对氙灯进行点火击穿后又需要200-500毫安的电流维持氙灯的预燃状态，在激光焊接的应用中，需要精密的激光焊接时，要求氙灯预燃电流非常稳定。目前的氙灯大多都是通过设置大功率电阻降压来限制氙灯的预燃电流，由于氙灯的电气特性，大功率电阻降压限流的氙灯预燃电流非常不稳定，不仅导致电路结构体积过大，还会使得产生热量过多而使得预燃电路对于散热的要求过高，故障率较高，无法控制以及反馈氙灯预燃电路的工作状态，不利于长时间安全工作。

发明内容

本发明针对现有技术的问题提供一种用于激光焊接电源的氙灯预燃板，本发明通过采用高频开关电源及氙灯预燃电流反馈技术能够稳定控制氙灯的电流的大小，从而在不需要设置大功率电阻降压限流的前提下，实现了良好的氙灯预燃效果，减少了发热以适应长时间工作。通过信号单元的设置，控制以及反馈氙灯预燃板的工作状态，保证了电路安全可靠。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种用于激光焊接电源的氙灯预燃板，包括处理单元、高频整流滤波单元、点火预燃单元、预燃电流检测单元、逆变控制单元以及信号单元；

所述处理单元包括整流电路和LLCC逆变电路，所述整流电路用于对外接的工频交流电源进行整流滤波，然后传输至所述LLCC逆变电路逆变为高频高压交流电；

所述高频整流滤波单元用于对经所述处理单元后的高频高压交流电进行整流滤波，并输出高压直流电至所述点火预燃单元；

所述点火预燃单元用于对外接的氙灯进行点火，并保持氙灯处于预燃状态；

所述逆变控制单元根据所述预燃电流检测单元检测到的氙灯预燃电流信号，控制所述LLCC逆变电路的开关频率；

所述信号单元用于控制所述氙灯预燃板的开关机及用于向外界的激光焊接电源发送状态信号。

进一步的，所述高频整流滤波单元包括高频整流桥和滤波电容C3，所述滤波电容C3与所述高频整流桥的输出端并联。

进一步的，所述LLCC逆变电路包括开关管Q1、开关管Q2、电感L1、电容C1、电容C2以及变压器T2，所述开关管Q1与所述开关管Q2组成半桥电路；半桥电路的输出分别连接所述电感L1及所述电容C2，所述开关管Q2、所述电感L1、所述电容C1以及所述电容C2串联组成闭合回路，所述变压器T2的初级线圈与所述电容C1并联，所述变压器T2的次级线圈连接于所述高频整流滤波单元。

进一步的，所述点火预燃单元包括点火线圈T3、放电管FDG1、电容C4、电阻R1、电阻R2，所述高频整流滤波单元的输出正极经所述点火线圈T3的次级线圈后用于外接氙灯，所述电容C4和所述电阻R1并联，所述点火线圈T3的初级线圈、所述放电管FDG1以及所述电容C4串联组成闭合回路，所述电阻R1与所述电阻R2串联。

进一步的，所述预燃电流检测单元包括整流桥B2、电容CE2、电阻R5、电阻R4、电阻R3、可调电阻VR1、三端稳压源WD1以及光耦U3，所述电容CE2、所述整流桥B2及所述电阻R5并联，所述三端稳压源WD1的AK端、所述光耦U3的输入端和所述电阻R3串联后与所述电容CE2并联，所述光耦U3的输出端连接于所述逆变控制单元，所述电阻R4与所述可调电阻VR1串联后与所述CE2并联，所述三端稳压源WD1的参考端R连接于所述电阻R4与所述可调电阻VR1之间；所述整流桥B2串联在所述高频整流滤波单元输出的负极，所述高频整流滤波单元的输出负极用于外接氙灯。

进一步的，所述信号单元包括光耦U5、光耦U4、可控硅光耦U2以及电阻R6；所述光耦U4的输入端和可控硅光耦U2的输入端并联后和所述电阻R6串联，而后与所述电容CE2并联；所述可控硅光耦U2的输出端用于外接隔离接触器，所述光耦U4用于向外界的激光焊接电源反馈所述氙灯预燃板的工作状态，所述输入信号光耦U5用于控制所述氙灯预燃板的开关机。

本发明的有益效果：本发明通过采用高频开关电源及氙灯预燃电流反馈技术能够稳定控制氙灯的电流的大小，从而在不需要设置大功率电阻降压限流的前提下，实现了良好的氙灯预燃效果，减少了发热以适应长时间工作。通过信号单元的设置，控制以及反馈氙灯预燃板的工作状态，保证了电路安全可靠。

附图说明

图1为本发明的电路图。

附图标记：1—处理单元，2—高频整流滤波单元，3—点火预燃单元，4—预燃电流检测单元，5—逆变控制单元， 6—信号单元，11—整流电路，12—LLCC逆变电路，21—高频整流桥。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明提供的一种用于激光焊接电源的氙灯预燃板，包括处理单元1、高频整流滤波单元2、点火预燃单元3、预燃电流检测单元4、逆变控制单元5以及信号单元6；具体的，该逆变控制单元5为常用的电路。

所述处理单元1包括整流电路11和LLCC逆变电路12，所述整流电路11用于对外接的工频交流电源进行整流滤波，然后传输至所述LLCC逆变电路12逆变为600V-1200V的高频高压交流电；

所述高频整流滤波单元2用于把对经所述处理单元1后的高频高压交流电进行整流滤波，并输出600V-1200V高压直流电至所述点火预燃单元3；

所述点火预燃单元3用于对外接的氙灯进行点火，并保持氙灯处于预燃状态；

所述信号单元6用于控制所述氙灯预燃板的开关机及用于向外界的激光焊接电源发送状态信号。

本发明通过采用整流电路和LLCC逆变电路把输入的电转换为高频电流，即与外界的供电装置构成了高频开关电源；通过信号单元实现了对于氙灯目前所流过的电流的反馈，用于向外界的供电装置反馈氙灯通电状态，使得氙灯在被预燃电流击穿后能够及时减少电流的输入，从而保持续流效果。也就是说，本发明通过该高频开关电源与氙灯预燃电流反馈技术配合，实现了稳定控制氙灯的电流的大小的效果，从而在不需要设置大功率电阻降压限流的前提下，实现了良好的氙灯预燃效果，减少了发热以适应长时间工作。此外，本发明还通过信号单元的设置，控制以及反馈氙灯预燃板的工作状态，保证了电路安全可靠。

进一步的，所述高频整流桥21由二极管D1、D2、D3、D4组成，所述二极管D1、D2、D3、D4分别由2个二极管串联组成以提高耐压，所述滤波电容C3与所述高频整流桥21的输出并联。

进一步的，所述LLCC逆变电路12包括开关管Q1、开关管Q2、电感L1、电容C1、电容C2以及变压器T2，所述开关管Q1与所述开关管Q2组成半桥电路；半桥电路的输出分别连接所述电感L1及所述电容C2，所述开关管Q2、所述电感L1、所述电容C1以及所述电容C2依次串联组成闭合回路，所述变压器T2的初级线圈与所述电容C1并联，所述变压器T2的次级线圈连接于所述高频整流滤波单元2。

进一步的，所述点火预燃单元3包括点火线圈T3、放电管FDG1、电容C4、电阻R1、电阻R2，所述高频整流滤波单元2的输出正极经所述点火线圈T3的次级线圈后用于外接氙灯，所述电容C4和所述电阻R1并联，所述点火线圈T3的初级线圈、所述放电管FDG1以及所述电容C4依次串联组成闭合回路，所述电阻R1与所述电阻R2串联。

工作时，所述电容 C4经所述电阻R2充电，直至电容C4的电压升高到所述放电管FDG1的放电电压值，此时所述放电管FDG1短路而触发所述点火线圈T3工作，即点火线圈T3进行变压而把该电压经次级线圈传输至氙灯以进行点燃；在点燃氙灯后，所述高频整流滤波单元2的输出电压被降低，由于所述电阻R1和电阻R2分压以使得所述电容C4的电压低于所述放电管FDG1的放电电压，从而避免继续进行点火动作；由于所述高频整流滤波单元2输出的电流经过所述点火线圈T3的次级线圈输出到氙灯，此时所述点火线圈T3的次级线圈起到续流滤波的作用，能够让氙灯保持稳定的预燃状态。

进一步的，所述预燃电流检测单元4包括整流桥B2、电容CE2、电阻R5、电阻R4、电阻R3、可调电阻VR1、三端稳压源WD1以及光耦U3。所述电容CE2、所述整流桥B2及所述电阻R5并联，所述三端稳压源WD1的AK端、所述光耦U3的输入端和所述电阻R3依次串联后与所述电容CE2并联，所述电阻R4与所述可调电阻VR1串联后与所述CE2并联，所述三端稳压源WD1的参考端R连接于所述电阻R4与所述可调电阻VR1之间；所述整流桥B2串联在所述高频整流滤波单元2输出的负极与外界的氙灯之间。

通过本发明的结构设置，使得当所述整流桥B2的电流不超过500毫安时，其两端电压不超过1.6伏，可以起到降低预燃电流检测单元4的功率消耗。所述电容CE2用于对电流检测单元所发出的电流检测信号进行平滑滤波，所述光耦U3的输出信号用于传送至逆变控制单元5进行反馈。

具体的，所述信号单元6包括光耦U5、光耦U4、可控硅光耦U2以及电阻R6；所述光耦U4的输入端和可控硅光耦U2的输入端并联后和所述电阻R6串联，而后与所述预燃电流检测单元4的CE2并联；

所述可控硅光耦U2的输出用于外接隔离接触器，该隔离接触器隔离氙灯的点火高压及预燃电压，所述光耦U4输出氙灯预燃OK信号至外界激光调流电源进行反馈，由外界激光调流电源判断所述氙灯预燃板的工作状态，所述光耦U5用于控制所述氙灯预燃板的开关机。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限定，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种用于激光焊接电源的氙灯预燃板，其特征在于：包括处理单元、高频整流滤波单元、点火预燃单元、预燃电流检测单元、逆变控制单元以及信号单元；

所述处理单元包括整流电路和LLCC逆变电路，所述整流电路用于对外接的工频交流电源进行整流滤波，然后传输至所述LLCC逆变电路逆变为高频高压交流电；

所述高频整流滤波单元用于对经所述处理单元后的高频高压交流电进行整流滤波，并输出高压直流电至所述点火预燃单元；

所述点火预燃单元用于对外接的氙灯进行点火，并保持氙灯处于预燃状态；

所述逆变控制单元根据所述预燃电流检测单元检测到的氙灯预燃电流信号，控制所述LLCC逆变电路的开关频率；

所述信号单元用于控制所述氙灯预燃板的开关机及用于向外界的激光焊接电源发送状态信号；

所述预燃电流检测单元包括整流桥B2、电容CE2、电阻R5、电阻R4、电阻R3、可调电阻VR1、三端稳压源WD1以及光耦U3，所述电容CE2、所述整流桥B2及所述电阻R5并联，所述三端稳压源WD1的AK端、所述光耦U3的输入端和所述电阻R3串联后与所述电容CE2并联，所述光耦U3的输出端连接于所述逆变控制单元，所述电阻R4与所述可调电阻VR1串联后与所述CE2并联，所述三端稳压源WD1的参考端R连接于所述电阻R4与所述可调电阻VR1之间；所述高频整流滤波单元输出的负极经所述整流桥B2用于外接氙灯。

2.根据权利要求1所述的用于激光焊接电源的氙灯预燃板，其特征在于：所述高频整流滤波单元包括高频整流桥和滤波电容C3，所述滤波电容C3与所述高频整流桥的输出端并联。

3.根据权利要求1所述的用于激光焊接电源的氙灯预燃板，其特征在于：所述LLCC逆变电路包括开关管Q1、开关管Q2、电感L1、电容C1、电容C2以及变压器T2，所述开关管Q1与所述开关管Q2组成半桥电路；半桥电路的输出分别连接所述电感L1及所述电容C2，所述开关管Q2、所述电感L1、所述电容C1以及所述电容C2串联组成闭合回路，所述变压器T2的初级线圈与所述电容C1并联，所述变压器T2的次级线圈连接于所述高频整流滤波单元。

4.根据权利要求1所述的用于激光焊接电源的氙灯预燃板，其特征在于：所述点火预燃单元包括点火线圈T3、放电管FDG1、电容C4、电阻R1、电阻R2，所述高频整流滤波单元的输出正极经所述点火线圈T3的次级线圈后用于外接氙灯，所述电容C4和所述电阻R1并联，所述点火线圈T3的初级线圈、所述放电管FDG1以及所述电容C4串联组成闭合回路，所述电阻R1、电阻R2与高频整流滤波单元串联组成闭合回路。

5.根据权利要求1所述的用于激光焊接电源的氙灯预燃板，其特征在于：所述信号单元包括光耦U5、光耦U4、可控硅光耦U2以及电阻R6；所述光耦U4的输入端和可控硅光耦U2的输入端并联后和所述电阻R6、电阻R5串联；所述可控硅光耦U2的输出用于外接隔离接触器，所述光耦U4用于向外界的激光焊接电源反馈所述氙灯预燃板的工作状态，所述光耦U5用于控制所述氙灯预燃板的开关机。