一种基于逆变技术的高稳定性大电流弧焊电源制造技术

一种基于逆变技术的高稳定性大电流弧焊电源，包括：主电路、脉宽调制控制电路、驱动电路、辅助开关电源、箱体以及保护装置，所述主电路包括整流滤波电路、逆变电路电路、变压器、输出整流滤波电路；所述脉宽调制控制电路包括PWM调制电路；所述驱动电路包括光耦芯片316J；所述辅助开关电源包括TOPSWITCH‑II器件，用于给脉宽调制控制电路、驱动电路以及主电路中的有源器件供电；所述箱体以及保护装置包括机箱以及保护装置，所述保护装置包括过压过流保护、短路保护以及接地保护，本实用新型专利技术能稳定输出电流0‑30A,最大输出电流40A,具有高效节能、质量轻、体积小、控制性能好、动态响应快以及易于实现实时控制的优点。

A high stability and high current arc welding power source based on inverter technology

【技术实现步骤摘要】
一种基于逆变技术的高稳定性大电流弧焊电源
：本技术涉及弧焊电源
，特别涉及一种一种基于逆变技术的高稳定性大电流弧焊电源。
技术介绍
：电弧，由两电极之间产生强烈而持久的放电产生，属于一种空气导电的现象。电弧(或弧光放电)是气体自持放电的一种形式。电弧放电的特点是电流密度大，同时伴随有高温(可达几千至几万K)和强光。由焊接电源供给的，具有一定电压的两电极间或电极与焊件间、在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象称为焊接电弧。逆变焊接电源是焊接电源发展的必然趋势。逆变式焊接电源体积小，重量轻，节能省材，由于工作频率高，而具有很高的响应速度，易于实现复杂的输出特性，改善焊接工艺。所以将来无论自动、半自动焊接设备，还是专用成套焊接设备的配套电源都必将更广泛的采用逆变焊接电源。但是目前逆变焊机还不够成熟，1)性能以及可靠性仍然有很大的提升空间；2)仍然不够绿色化，功耗大、能量利用率低；3)仍然是模拟电源为主，没有实现数字化。
技术实现思路
：鉴于此，有必要设计一种能够克服以上问题的一种基于逆变技术的高稳定性大电流弧焊电源。一种基于逆变技术的高稳定性大电流弧焊电源，包括：主电路、脉宽调制控制电路、驱动电路、辅助开关电源、箱体以及保护装置，所述主电路包括整流滤波电路、逆变电路电路、变压器、输出整流滤波电路，前端设置有有源滤波电路，用于将输入的单相或三相工频交流电转换为负载可用的平滑可调直流电；所述脉宽调制控制电路包括PWM调制电路，用于控制主电路中IGBT开关管组的通断；r>所述驱动电路包括光耦芯片316J，用于提供控制电路与主电路之间的电器隔离；所述辅助开关电源包括TOPSWITCH-II器件，用于给脉宽调制控制电路、驱动电路以及主电路中的有源器件供电；所述箱体以及保护装置包括机箱以及保护装置，所述保护装置包括过压过流保护、短路保护以及接地保护，用于保护本弧焊电源以及操作人员。优选的，所述主电路包括工频滤波电容C1、高频滤波电容C2、功率开关管Q1-Q4以及高频变压器，所述功率开关管为IGBT模块SKM150GB128D。优选的，所述PWM调制电路包括芯片TL494，所述芯片TL494内部的两个比较放大器的正相输入端分别接入霍尔电流传感器和HCNR变压电路，反相输入端接入基准电压的分压电路获得比较电压。优选的，所述光耦芯片316J的封装为S0-16封装，其引脚6接上拉电阻以及电容。优选的，所述TOPSWITCH-II器件包括储能变压器，所述TOPSWITCH-II器件的型号为TOPSWITCH224Y，所述储能变压器的匝数比为9。优选的，所述机箱为500mm*500mm*500mm的铁箱。本技术包括：主电路、脉宽调制控制电路、驱动电路、辅助开关电源、箱体以及保护装置，经过工作性能测试，能稳定输出电流0-30A,最大输出电流可达40A,初步满足设计要求和工程需要。同时，该电源具有高效节能、质量轻、体积小、控制性能好、动态响应快以及易于实现实时控制的优点。附图说明：附图1是一幅较佳实施方式的一种基于逆变技术的高稳定性大电流弧焊电源的阀内组件结构示意图。附图2是弧焊电源主电路的电路图。附图3是TL494的外围电路示意图。附图4是316J的外围电路示意图。附图5是TOPSWITCH224Y的电路结构示意图。附图6是机箱的结构示意图。具体实施方式：下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1，本技术提供的一种实施例：一种基于逆变技术的高稳定性大电流弧焊电源，包括：主电路、脉宽调制控制电路、驱动电路、辅助开关电源、箱体以及保护装置，所述主电路包括整流滤波电路、逆变电路电路、变压器、输出整流滤波电路，前端设置有有源滤波电路，用于将输入的单相或三相工频交流电转换为负载可用的平滑可调直流电；所述脉宽调制控制电路包括PWM调制电路，用于控制主电路中IGBT开关管组的通断；所述驱动电路包括光耦芯片316J，用于提供控制电路与主电路之间的电器隔离；所述辅助开关电源包括TOPSWITCH-II器件，用于给脉宽调制控制电路、驱动电路以及主电路中的有源器件供电；所述箱体以及保护装置包括机箱以及保护装置，所述保护装置包括过压过流保护、短路保护以及接地保护，用于保护本弧焊电源以及操作人员。所述主电路包括工频滤波电容C1、高频滤波电容C2、功率开关管Q1-Q4以及高频变压器，所述功率开关管为IGBT模块SKM150GB128D。所述PWM调制电路包括芯片TL494，所述芯片TL494内部的两个比较放大器的正相输入端分别接入霍尔电流传感器和HCNR变压电路，反相输入端接入基准电压的分压电路获得比较电压。所述光耦芯片316J的封装为S0-16封装，其引脚6接上拉电阻以及电容。所述TOPSWITCH-II器件包括储能变压器，所述TOPSWITCH-II器件的型号为TOPSWITCH224Y，所述储能变压器的匝数比为9。所述机箱为500mm*500mm*500mm的铁箱。工作原理：本实用包括：主电路、脉宽调制控制电路、驱动电路、辅助开关电源、箱体以及保护装置。如图2所示，在逆变器的外围Cl为工频滤波电容，C2为高频滤波电容；全桥式逆变器由功率开关管Q1-Q4和高频变压器等主要器件组成；功率开关管采用IGBT模块SKM150GB128D；由快恢复二极管组成的四个续流环节是为了使逆变电路部分在IGBT全部关段的死区时间内得以续流；C3的作用是隔直防偏磁，防止高频变压器原边短路烧毁IGBT单元；整流桥BRIDGE和滤波电容C4组成全桥整流滤波输出电路。在此电路中，桥式对边上的两只开关管Q1、Q4或Q2、Q3是同时导通和关断的。当驱动脉冲信号轮流驱动Q1，Q4或Q2、Q3时，将输入整流滤波电路产生的直流电压转换为20kHz的交流方波送至高频变压器，经降压整流滤波后输出。如图3所示，在TL494的外围电路中，外接RT和CT实现振荡频率的设定(在图中对应电阻电容分别为R123和Clll)25K和2nF,则振荡频率为20k。1、2和16、15脚分别为两个电压比较放大器的同向和反向输入端，把两个比较放大器的正相输入端分别接入霍尔电流传感器和HCNR变压电路，反相输入端接入基准电压的分压电路获得比较电压，用来使电源在稳压的同时又实施限流，限压保护。3脚为相位校正端，控制8、11端输出的脉冲宽度。由于电弧的伏安特性需要电源为近似的直流电源，3脚外接电流传感器反馈调节脉冲宽度。引脚12接辅助电源。引脚8、11端交替输出相位差为180。的脉冲信号，分别控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于逆变技术的高稳定性大电流弧焊电源，包括：主电路、脉宽调制控制电路、驱动电路、辅助开关电源、箱体以及保护装置，其特征在于，所述主电路包括整流滤波电路、逆变电路电路、变压器、输出整流滤波电路，前端设置有有源滤波电路，用于将输入的单相或三相工频交流电转换为负载可用的平滑可调直流电；/n所述脉宽调制控制电路包括PWM调制电路，用于控制主电路中IGBT开关管组的通断；/n所述驱动电路包括光耦芯片316J，用于提供控制电路与主电路之间的电器隔离；/n所述辅助开关电源包括TOPSWITCH-II器件，用于给脉宽调制控制电路、驱动电路以及主电路中的有源器件供电；/n所述箱体以及保护装置包括机箱以及保护装置，所述保护装置包括过压过流保护、短路保护以及接地保护，用于保护本弧焊电源以及操作人员。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于逆变技术的高稳定性大电流弧焊电源，包括：主电路、脉宽调制控制电路、驱动电路、辅助开关电源、箱体以及保护装置，其特征在于，所述主电路包括整流滤波电路、逆变电路电路、变压器、输出整流滤波电路，前端设置有有源滤波电路，用于将输入的单相或三相工频交流电转换为负载可用的平滑可调直流电；
所述脉宽调制控制电路包括PWM调制电路，用于控制主电路中IGBT开关管组的通断；
所述驱动电路包括光耦芯片316J，用于提供控制电路与主电路之间的电器隔离；
所述辅助开关电源包括TOPSWITCH-II器件，用于给脉宽调制控制电路、驱动电路以及主电路中的有源器件供电；
所述箱体以及保护装置包括机箱以及保护装置，所述保护装置包括过压过流保护、短路保护以及接地保护，用于保护本弧焊电源以及操作人员。


2.如权利要求1所述的一种基于逆变技术的高稳定性大电流弧焊电源，其特征在于，所述主电路包括工频滤波电容C1、高频滤波电容C2、功率开关管Q1-Q4以及高频变压器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永平，刘威，付雕，王成刚，郭邢东，王威宁，刘瑞，马锋，于天武，
申请(专利权)人：宁夏华星焊接科技有限公司，
类型：新型
国别省市：宁夏;64