CN220698500U - 一种二次开关控制的气体保护焊机逆变电源 - Google Patents
一种二次开关控制的气体保护焊机逆变电源 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种二次开关控制的气体保护焊机逆变电源，在直流稳压逆变电源的输出端串联二次开关控制电路，二次开关控制电路包括开关管、滤波电感和续流二极管，开关管的受控于逆变电源的控制部件，其基极和发射极连接于直流稳压逆变电源的控制部件上、集电极连接直流稳压逆变电源的二次整流模块的输出端、发射极还连接滤波电感并通过滤波电感输出气体保护焊机的控制电压；续流二极管阴极并联于开关管发射极和滤波电感之间、阳极与二次整流模块的输出端连接，焊机控制电路不再直接对逆变电源的逆变器进行控制而是转为对二次开关电路进行控制，减化环路结构，减少环路阻抗，提高控制速度。
Description
技术领域
本实用新型涉及逆变电源领域，具体涉及一种二次开关控制的气体保护焊机逆变电源。
背景技术
现阶段在熔化极气体保护焊的焊接波形控制上采用最多的控制方法还是在逆变电源自身调节速度的基础上通过电流反馈控制闭环改变输出电流波形来达到改善焊接电流波形、降低飞溅的目的。这种控制方法由于逆变器硬件自身的控制时间的限制，使电流控制速度受限，最终对焊接飞溅有一定的改善作用，但效果不够明显。林肯STT焊机采用在二次回路串联一只达林顿管取得了理想的控制速度，有效的降低了焊接飞溅的产生，但是达林顿管的驱动要求较高，电路复杂，成本高，管子发热也较严重。
实用新型内容
针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供了一种二次开关控制的气体保护焊机逆变电源。
为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种二次开关控制的气体保护焊机逆变电源，在直流稳压逆变电源的输出端串联二次开关控制电路，所述二次开关控制电路包括开关管、滤波电感和续流二极管，其中，所述开关管的受控于逆变电源的控制部件，其基极和发射极连接于所述直流稳压逆变电源的控制部件上、集电极连接所述直流稳压逆变电源的二次整流模块的输出端、发射极还连接所述滤波电感并通过所述滤波电感输出气体保护焊机的控制电压；所述续流二极管阴极并联于所述开关管发射极和滤波电感之间、阳极与所述二次整流模块的输出端连接。
进一步的，所述直流稳压逆变电源包括依次级联的一次整流电路、一次滤波电路、功率开关、中频变压器、二次整流电路以及二次滤波电路，其中，所述二次滤波电路与所述功率开关之间还依次连接有第一电压采样模块、电压PI调节器和PWM驱动模块，其中，所述一次整流电路连接三相电源输入，二次滤波电路的输出连接所述二次开关控制电路，并通过所述第一电压采样模块、电压PI调节器和PWM驱动模块调整功率开关的导通时间。
进一步的，所述逆变电源的控制部件为双DSP结构，包括IGBT驱动单元、用于控制逆变弧焊电源逆变桥的第一DSP和用于采样焊接回路参数的第二DSP，所述第一DSP、第二DSP相连接并共用双口RAM，所述开关管的基极和发射极分别与所述IGBT驱动单元连接。
进一步的，所述二次开关控制的气体保护焊机逆变电源还包括电流采样模块、第二电压采样模块，所述电流采样模块、第二电压采样模块均连接所述第二DSP。
进一步的，所述二次开关控制的气体保护焊机逆变电源还包括液晶显示器、送丝机构、所述液晶显示器、送丝机构均连接第二DSP。
进一步的，所述二次开关控制的气体保护焊机逆变电源还包括人机界面，所述人机界面通过CAN总线或RS485总线连接第二DSP。
本实用新型具有以下有益效果：
焊接工艺效果有明显改善，焊接飞溅更少；
使用Ф1.2实芯焊丝同等焊接电流时焊接电压与通用逆变焊机比较要低2V左右，焊接热输入明显减低很适用于高强度钢材的焊接。
二次开关电路可以较容易实现更高开关频率的控制，使对焊接特性控制的速度更快更准确从而实现更加精确的电弧控制，达到高品质焊接需求。
附图说明
图1为二次开关控制的气体保护焊机逆变电源的电路结构示意图。
具体实施方式
下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。
如图1所示，本实用新型公开了一种二次开关控制的气体保护焊机逆变电源，在直流稳压逆变电源的输出端串联二次开关控制电路，所述二次开关控制电路包括开关管、滤波电感和续流二极管，其中，所述开关管的受控于逆变电源的控制部件，其基极和发射极连接于所述直流稳压逆变电源的控制部件上、集电极连接所述直流稳压逆变电源的二次整流模块的输出端、发射极还连接所述滤波电感并通过所述滤波电感输出气体保护焊机的控制电压；所述续流二极管阴极并联于所述开关管发射极和滤波电感之间、阳极与所述二次整流模块的输出端连接。
所述直流稳压逆变电源包括依次级联的一次整流电路、一次滤波电路、功率开关、中频变压器、二次整流电路以及二次滤波电路，其中，所述二次滤波电路与所述功率开关之间还依次连接有第一电压采样模块、电压PI调节器和PWM驱动模块，其中，所述一次整流电路连接三相电源输入，二次滤波电路的输出连接所述二次开关控制电路，并通过所述第一电压采样模块、电压PI调节器和PWM驱动模块调整功率开关的导通时间。
所述逆变电源的控制部件为双DSP结构，包括IGBT驱动单元、用于控制逆变弧焊电源逆变桥的第一DSP和用于采样焊接回路参数的第二DSP，所述第一DSP、第二DSP相连接并共用双口RAM，所述开关管的基极和发射极分别与所述IGBT驱动单元连接，第一DSP通过IGBT驱动模块连接所述二次控制开关电路，第一DSP用于控制逆变弧焊电源逆变桥，第二DSP连接用于检测焊接电流和焊接电压的电流采样模块和电压采样模块，第二DSP还连接用于显示焊接参数的液晶显示器、用于设定焊接参数的人机界面、用于送丝的送丝机构，第二DSP还可连接上位机，通过上位机控制本实用新型的工作，其中:人机界面可采用文本屏或触摸屏，上位机可以是计算机或PLC控制器，人机界面、上位机与第二DSP的连接采用CAN总线或RS485总线。本实用新型采用双口RAM同时为第一DSP和第二DSP提供缓冲存储，保证读写速度。
本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
控制部件的工作电源即控制电源取自三相380V交流输入的任意两相，如图1所示的直流稳压逆变电源其输入端的一次整流模块连接任意两相的380V交流输出。
本实用新型的工作原理如下，3相380V交流电经过一次整流、滤波后再通过中频逆变器经二次整流、滤波后得到低压直流电U2o，U2o经电压采样电路及电压PI调节器通过PWM及驱动电路控制功率开关的导通时间从而使U2o稳定输出。U2o作为后级开关电路的输入、电流采样及外特性控制和PI调节器再经PWM和驱动电路控制二次功率开关的导通时间实现对直流输出的控制满足焊接特性的要求。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。
Claims (6)
1.一种二次开关控制的气体保护焊机逆变电源，其特征在于，在直流稳压逆变电源的输出端串联二次开关控制电路，所述二次开关控制电路包括开关管、滤波电感和续流二极管，其中，所述开关管的受控于逆变电源的控制部件，其基极和发射极连接于所述直流稳压逆变电源的控制部件上、集电极连接所述直流稳压逆变电源的二次整流模块的输出端、发射极还连接所述滤波电感并通过所述滤波电感输出气体保护焊机的控制电压；所述续流二极管阴极并联于所述开关管发射极和滤波电感之间、阳极与所述二次整流模块的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的一种二次开关控制的气体保护焊机逆变电源，其特征在于，所述直流稳压逆变电源包括依次级联的一次整流电路、一次滤波电路、功率开关、中频变压器、二次整流电路以及二次滤波电路，其中，所述二次滤波电路与所述功率开关之间还依次连接有第一电压采样模块、电压PI调节器和PWM驱动模块，其中，所述一次整流电路连接三相电源输入，二次滤波电路的输出连接所述二次开关控制电路，并通过所述第一电压采样模块、电压PI调节器和PWM驱动模块调整功率开关的导通时间。
3.根据权利要求1所述的一种二次开关控制的气体保护焊机逆变电源，其特征在于，所述逆变电源的控制部件为双DSP结构，包括IGBT驱动单元、用于控制逆变弧焊电源逆变桥的第一DSP和用于采样焊接回路参数的第二DSP，所述第一DSP、第二DSP相连接并共用双口RAM，所述开关管的基极和发射极分别与所述IGBT驱动单元连接。
4.根据权利要求3所述的二次开关控制的气体保护焊机逆变电源，其特征在于：所述二次开关控制的气体保护焊机逆变电源还包括电流采样模块、第二电压采样模块，所述电流采样模块、第二电压采样模块均连接所述第二DSP。
5.根据权利要求2所述的二次开关控制的气体保护焊机逆变电源，其特征在于：所述二次开关控制的气体保护焊机逆变电源还包括液晶显示器、送丝机构、所述液晶显示器、送丝机构均连接第二DSP。
6.根据权利要求2所述的二次开关控制的气体保护焊机逆变电源，其特征在于：所述二次开关控制的气体保护焊机逆变电源还包括人机界面，所述人机界面通过CAN总线或RS485总线连接第二DSP。
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