CN208479478U - 一种防冲击电源模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防冲击电源模块，包括整流模块、滤波模块、逆变模块、充电模块、控制模块、采样模块、驱动模块、主板和变压器；整流模块与三相交流电源连接，整流模块分别与滤波模块和逆变模块连接，滤波模块和逆变模块相互并联；逆变模块与变压器连接，充电模块与整流模块连接，整流模块还与控制模块连接，控制模块还与主板连接，采样模块与滤波模块连接，采样模块还与主板连接，驱动模块与主板连接，驱动模块还与逆变模块连接。本实用新型的优点和有益效果在于：有效的避免了在接通电源的瞬间，因电容对二极管的冲击过大，而导致二极管受到损坏的情况，极大的提高了防冲击电源模块的可靠性和使用寿命。

Description

一种防冲击电源模块

技术领域

本实用新型涉及电气领域，特别涉及一种防冲击电源模块。

背景技术

逆变焊机已逐渐被认可，是未来焊接行业的中坚力量。逆变焊机的整流电路之后的滤波电路需要电容进行滤波，焊机的功率越大，需要的滤波电容就越多，当在接通电源的瞬间，由于电容的作用对整流二极管以及电网的冲击非常大，如果经常对整流二极管进行冲击，会对整流二极管的寿命有严重影响，甚至直接损坏二极管。对于大功率的逆变电源来说，在接通电源的瞬间要控制电容的充电电流。

根据公式：Xc＝1/ω·C Xc：容抗；ω：角频率；C：电容量

可以看出，电容量越大，容抗越小，功率越大的逆变焊机冲击电流越大；因此现有的逆变焊机在接通三相交流电源时很容易因电容对二极管的冲击过大，而造成二极管受到损坏。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种防冲击电源模块。本技术方案将第一输入端、第二输入端和第三输入端与三相交流电源连接，此时，主板通过控制模块控制可控硅D1、D3、D5为关断状态，同时，主板还停止驱动模块工作，使得逆变模块为断开状态；

三相交流电源将分别对第一充电电路、第二充电电路和第三充电电路进行充电，此时，第一充电电路、第二充电电路和第三充电电路将对电容进行充电；

电容C1两端的电压将持续升高，同时，电容C1还将对电阻R1放电，并使发光源L1工作，此时，受光器L2将因发光源L1发出的光而产生采样信号并输出至主板8，其中，发光源L1的亮度将随电容C1两端的电压的增加而提升，采样信号的电压大小也将随发光源L1发出的光的亮度的提升而提高；

主板内存储有电压阈值，当采样信号的电压大小超过电压阈值时，主板将通过控制模块向可控硅D1、D3、D5的控制极输出启动信号，此时，可控硅D1、 D3、D5将正向导通，使得整流模块开始工作，以将三相交流电源输出的三相交流电转为直流电输出至逆变模块；

同时，主板还将通过驱动模块驱动使晶体管G1、G2、G3和G4开启或关断，使得第一逆变端和第二逆变端能够向变压器输出逆变交流电；变压器将逆变交流电转为工作电流输出至焊机，使焊机工作；

因此本技术方案通过采用充电模块、控制模块、采样模块使得电容C1在达到电压阈值之前，整流模块不工作，直至电容C1达到电压阈值之后才启动整流模块和逆变模块，因此，有效的避免了在接通电源的瞬间，因电容对二极管的冲击过大，而导致二极管受到损坏的情况，极大的提高了防冲击电源模块的可靠性和使用寿命。

本实用新型中的一种防冲击电源模块，用于向焊机输出工作电流，包括整流模块、滤波模块、逆变模块、充电模块、控制模块、采样模块、驱动模块、主板和变压器；所述整流模块与三相交流电源连接，所述整流模块分别与滤波模块和逆变模块连接，所述滤波模块和逆变模块相互并联；所述逆变模块与所述变压器连接，所述充电模块与所述整流模块连接，所述整流模块还与所述控制模块连接，所述控制模块还与所述主板连接，所述采样模块与所述滤波模块连接，所述采样模块还与所述主板连接，所述驱动模块与所述主板连接，所述驱动模块还与所述逆变模块连接。

上述方案中，所述主板还连接有触摸屏。

上述方案中，所述整流模块包括可控硅D1、D3和D5，二极管D2、D4和 D6，第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端和第二输出端；所述第一输入端、第二输入端和第三输入端分别与三相交流电源连接；

所述可控硅D1的正极和二极管D2的负极分别与第一输入端连接，所述可控硅D3的正极和二极管D4的负极分别与第二输入端连接，所述可控硅D5的正极和二极管D6的负极分别与第三输入端连接，所述可控硅D1的负极、可控硅D3的负极和可控硅D5的负极分别与所述第一输出端连接，所述二极管D2 的正极、二极管D4的正极和二极管D6的正极分别与所述第二输出端连接；

所述滤波模块包括电容C1，所述电容C1的两端分别与第一输出端和第二输出端连接；所述第一输出端和第二输出端还分别与所述逆变模块连接。

上述方案中，所述逆变模块包括晶体管G1、G2、G3、G4以及第一逆变端和第二逆变端；

所述晶体管G1的集电极和晶体管G3的集电极分别与所述第一输出端连接，所述晶体管G2的发射极和晶体管G4的发射极分别与所述第二输出端连接；

所述晶体管G1的发射极和晶体管G2的集电极分别与所述第一逆变端连接，所述晶体管G3的发射极和晶体管G4的集电极分别与第二逆变端连接；所述晶体管G1、G2、G3和G4分别为绝缘栅双极型晶体管，所述逆变模块为IGBT 模块。

上述方案中，所述驱动模块分别与晶体管G1、G2、G3和G4的基极连接，所述驱动模块为IGBT触发电路，所述主板为单片机。

上述方案中，所述变压器包括初级线圈、次级线圈、以及二极管D7和D8，所述初级线圈和次级线圈相互匹配，所述初级线圈的两端分别与所述第一逆变端和第二逆变端连接；

所述次级线圈的两端分别与所述二极管D7和D8的正极连接，所述二极管 D7和D8的负极分别与所述焊机的正极端连接，所述焊机的负极端与所述次级线圈连接。

上述方案中，所述充电模块包括第一充电电路、第二充电电路和第三充电电路；所述第一充电电路的两端分别与所述可控硅D1的正极和第一输出端连接，所述第二充电电路的两端分别与所述可控硅D3的正极和第一输出端连接，所述第三充电电路的两端分别与所述可控硅D5的正极和第一输出端连接，所述可控硅D1、D3和D5的控制极分别与所述控制模块连接。

上述方案中，所述采样模块包括电阻R1和光耦合器，所述光耦合器包括发光源L1和受光器L2，所述发光源L1与受光器L2相互匹配；所述电阻R1的一端与所述电容C1朝向所述第一输出端的一端连接；

所述电阻R1的另一端与所述发光源L1的正极连接，所述发光源L1的负极与所述电容C1朝向第二输出端的一端连接，所述受光器L2的两端分别与所述主板连接。

本实用新型的优点和有益效果在于：本实用新型提供一种防冲击电源模块，使得电容C1在达到电压阈值之前，整流模块不工作，直至电容C1达到电压阈值之后才启动整流模块和逆变模块，因此，有效的避免了在接通电源的瞬间，因电容对二极管的冲击过大，而导致二极管受到损坏的情况，极大的提高了防冲击电源模块的可靠性和使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种防冲击电源模块的结构示意图。

图中：1、整流模块 2、滤波模块 3、逆变模块 4、充电模块

5、控制模块 6、采样模块 7、驱动模块 8、主板

9、变压器 10、焊机 11、三相交流电源 12、第一输入端

13、第二输入端 14、第三输入端 15、第一输出端

16、第二输出端 31、第一逆变端 32、第二逆变端

41、第一充电电路 42、第二充电电路 43、第三充电电路

61、光耦合器 81、触摸屏 91、初级线圈 92、次级线圈

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型是一种防冲击电源模块，用于向焊机10输出工作电流，包括整流模块1、滤波模块2、逆变模块3、充电模块4、控制模块5、采样模块6、驱动模块7、主板8和变压器9；整流模块1与三相交流电源11连接，整流模块1分别与滤波模块2和逆变模块3连接，滤波模块2和逆变模块3相互并联；逆变模块3与变压器9连接，充电模块4与整流模块1连接，整流模块1还与控制模块5连接，控制模块5还与主板8连接，采样模块6与滤波模块2连接，采样模块6还与主板8连接，驱动模块7与主板8连接，驱动模块7 还与逆变模块3连接。

优选的，主板8还连接有触摸屏81。

具体的，整流模块1包括可控硅D1、D3和D5，二极管D2、D4和D6，第一输入端12、第二输入端13、第三输入端14、第一输出端15和第二输出端16；第一输入端12、第二输入端13和第三输入端14分别与三相交流电源11连接；

可控硅D1的正极和二极管D2的负极分别与第一输入端12连接，可控硅 D3的正极和二极管D4的负极分别与第二输入端13连接，可控硅D5的正极和二极管D6的负极分别与第三输入端14连接，可控硅D1的负极、可控硅D3的负极和可控硅D5的负极分别与第一输出端15连接，二极管D2的正极、二极管D4的正极和二极管D6的正极分别与第二输出端16连接；

滤波模块包括电容C1，电容C1的两端分别与第一输出端15和第二输出端 16连接；第一输出端15和第二输出端16还分别与逆变模块3连接。

进一步的，逆变模块3包括晶体管G1、G2、G3、G4以及第一逆变端31 和第二逆变端32；

晶体管G1的集电极和晶体管G3的集电极分别与第一输出端15连接，晶体管G2的发射极和晶体管G4的发射极分别与第二输出端16连接；

晶体管G1的发射极和晶体管G2的集电极分别与第一逆变端31连接，晶体管G3的发射极和晶体管G4的集电极分别与第二逆变端32连接；晶体管G1、 G2、G3和G4分别为绝缘栅双极型晶体管，逆变模块3为IGBT模块。

进一步的，驱动模块7分别与晶体管G1、G2、G3和G4的基极连接，驱动模块7为IGBT触发电路，主板8为单片机。

具体的，变压器9包括初级线圈91、次级线圈92、以及二极管D7和D8，初级线圈91和次级线圈92相互匹配，初级线圈91的两端分别与第一逆变端31 和第二逆变端32连接；

次级线圈92的两端分别与二极管D7和D8的正极连接，二极管D7和D8 的负极分别与焊机10的正极端连接，焊机10的负极端与次级线圈92连接。

具体的，充电模块4包括第一充电电路41、第二充电电路42和第三充电电路43；第一充电电路41的两端分别与可控硅D1的正极和第一输出端15连接，第二充电电路42的两端分别与可控硅D3的正极和第一输出端15连接，第三充电电路43的两端分别与可控硅D5的正极和第一输出端15连接，可控硅D1、 D3和D5的控制极分别与控制模块5连接。其中，第一充电电路41包括第一充电电阻(图中未示出)，第一充电电阻的两端分别与可控硅D1的正极和第一输出端15连接；第二充电电路42包括第二充电电阻(图中未示出)，第二充电电阻的两端分别与可控硅D3的正极和第一输出端15连接；第三充电电路43包括第三充电电阻(图中未示出)，第三充电电阻两端分别与可控硅D5的正极和第一输出端15连接。

具体的，采样模块6包括电阻R1和光耦合器61，光耦合器61包括发光源 L1和受光器L2，发光源L1与受光器L2相互匹配；电阻R1的一端与电容C1 朝向第一输出端15的一端连接；

电阻R1的另一端与发光源L1的正极连接，发光源L1的负极与电容C1朝向第二输出端16的一端连接，受光器L2的两端分别与主板8连接。

上述技术方案的工作原理是：将第一输入端12、第二输入端13和第三输入端14与三相交流电源11连接，此时，主板8通过控制模块5控制可控硅D1、 D3、D5为关断状态，同时，主板8还停止驱动模块7工作，使得逆变模块3为断开状态；

三相交流电源11将分别对第一充电电路41、第二充电电路42和第三充电电路43进行充电，此时，第一充电电路41、第二充电电路42和第三充电电路 43将对电容C1进行充电；

电容C1两端的电压将持续升高，同时，电容C1还将对电阻R1放电，并使发光源L1工作，此时，受光器L2将因发光源L1发出的光而产生采样信号并输出至主板8，其中，发光源L1的亮度将随电容C1两端的电压的增加而提升，采样信号的电压大小也将随发光源L1发出的光的亮度的提升而提高；

主板8内存储有电压阈值，当采样信号的电压大小超过电压阈值时，主板8 将通过控制模块5向可控硅D1、D3、D5的控制极输出启动信号，此时，可控硅D1、D3、D5将正向导通，使得整流模块1开始工作，以将三相交流电源11 输出的三相交流电转为直流电输出至逆变模块3；

同时，主板8还将通过驱动模块7驱动使晶体管G1、G2、G3和G4开启或关断，使得第一逆变端31和第二逆变端32能够向变压器9输出逆变交流电；变压器9将逆变交流电转为工作电流输出至焊机10，使焊机10工作；

触摸屏81与所述主板8连接，用于显示电压阈值和采样信号的电压大小。

因此本技术方案通过采用充电模块4、控制模块5、采样模块6使得电容C1 在达到电压阈值之前，整流模块1不工作，直至电容C1达到电压阈值之后才启动整流模块1和逆变模块3，因此，有效的避免了在接通电源的瞬间，因电容对二极管的冲击过大，而导致二极管受到损坏的情况，极大的提高了防冲击电源模块的可靠性和使用寿命。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种防冲击电源模块，用于向焊机输出工作电流，其特征在于，包括整流模块、滤波模块、逆变模块、充电模块、控制模块、采样模块、驱动模块、主板和变压器；所述整流模块与三相交流电源连接，所述整流模块分别与滤波模块和逆变模块连接，所述滤波模块和逆变模块相互并联；所述逆变模块与所述变压器连接，所述充电模块与所述整流模块连接，所述整流模块还与所述控制模块连接，所述控制模块还与所述主板连接，所述采样模块与所述滤波模块连接，所述采样模块还与所述主板连接，所述驱动模块与所述主板连接，所述驱动模块还与所述逆变模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种防冲击电源模块，其特征在于，所述主板还连接有触摸屏。

3.根据权利要求1所述的一种防冲击电源模块，其特征在于，所述整流模块包括可控硅D1、D3和D5，二极管D2、D4和D6，第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端和第二输出端；所述第一输入端、第二输入端和第三输入端分别与三相交流电源连接；

所述可控硅D1的正极和二极管D2的负极分别与第一输入端连接，所述可控硅D3的正极和二极管D4的负极分别与第二输入端连接，所述可控硅D5的正极和二极管D6的负极分别与第三输入端连接，所述可控硅D1的负极、可控硅D3的负极和可控硅D5的负极分别与所述第一输出端连接，所述二极管D2的正极、二极管D4的正极和二极管D6的正极分别与所述第二输出端连接；

所述滤波模块包括电容C1，所述电容C1的两端分别与第一输出端和第二输出端连接；所述第一输出端和第二输出端还分别与所述逆变模块连接。

4.根据权利要求3所述的一种防冲击电源模块，其特征在于，所述逆变模块包括晶体管G1、G2、G3、G4以及第一逆变端和第二逆变端；

所述晶体管G1的集电极和晶体管G3的集电极分别与所述第一输出端连接，所述晶体管G2的发射极和晶体管G4的发射极分别与所述第二输出端连接；

所述晶体管G1的发射极和晶体管G2的集电极分别与所述第一逆变端连接，所述晶体管G3的发射极和晶体管G4的集电极分别与第二逆变端连接；所述晶体管G1、G2、G3和G4分别为绝缘栅双极型晶体管，所述逆变模块为IGBT模块。

5.根据权利要求4所述的一种防冲击电源模块，其特征在于，所述驱动模块分别与晶体管G1、G2、G3和G4的基极连接，所述驱动模块为IGBT触发电路，所述主板为单片机。

6.根据权利要求4所述的一种防冲击电源模块，其特征在于，所述变压器包括初级线圈、次级线圈、以及二极管D7和D8，所述初级线圈和次级线圈相互匹配，所述初级线圈的两端分别与所述第一逆变端和第二逆变端连接；

所述次级线圈的两端分别与所述二极管D7和D8的正极连接，所述二极管D7和D8的负极分别与所述焊机的正极端连接，所述焊机的负极端与所述次级线圈连接。

7.根据权利要求1所述的一种防冲击电源模块，其特征在于，所述充电模块包括第一充电电路、第二充电电路和第三充电电路；所述第一充电电路的两端分别与所述可控硅D1的正极和第一输出端连接，所述第二充电电路的两端分别与所述可控硅D3的正极和第一输出端连接，所述第三充电电路的两端分别与所述可控硅D5的正极和第一输出端连接，所述可控硅D1、D3和D5的控制极分别与所述控制模块连接。

8.根据权利要求3所述的一种防冲击电源模块，其特征在于，所述采样模块包括电阻R1和光耦合器，所述光耦合器包括发光源L1和受光器L2，所述发光源L1与受光器L2相互匹配；所述电阻R1的一端与所述电容C1朝向所述第一输出端的一端连接；

所述电阻R1的另一端与所述发光源L1的正极连接，所述发光源L1的负极与所述电容C1朝向第二输出端的一端连接，所述受光器L2的两端分别与所述主板连接。