短接分流法脉冲电流产生装置制造方法及图纸

本发明专利技术是一种可以产生高转换速率脉冲电流的脉冲电流产生装置。它采用一只或多只可控相对短接开关装置，对一条或多条供电电路进行可控短接分流，形成了电流输出脉冲。该技术克服了电源必须具有的输出回路电感的影响，因而使产生的脉冲电流具有高的ｄｉ／ｄｔ值。用该装置制造的脉冲电源具有广泛的使用价值，尤其在溶化极焊接工艺方面，可大幅度减少溶滴过渡时出现的飞溅。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种可以产生脉冲电流的装置，用于将直流电源转换为高转换速率的脉冲电流，涉及电源技术，尤其是电源中的脉冲电流产生技术。目前，采用改变电流设定电平的方法，即用改变开关脉冲宽度、频率或导通角的方法来获取脉冲电流是开关电源，硅整流电源普通采用的技术。但产生的脉冲电流的转换速率，即di/dt值较低。这是因为在上述电源的输出回路中有一个必须存在的L/R时间常数值。它是由变压器的输出电感与设计在回路中的电抗器(电感器)引起的。输出电流必须滤波，而滤波必须要有电抗器。电抗器的电感量越大，滤波效果愈好，但L/R值也越大。可见，要获取高转换速率的脉冲电流，必须要克服回路电感的影响。一种溶化极焊接工艺，要求有一个高转换速率的脉冲电源来完成溶滴的短路过渡，以减少或防止过渡时产生的飞溅。中国专利于1989年6月21日公开的专利申请(87103550.2)、专利技术了一种克服回路电感的方法，以达到减少溶滴飞溅目的。该方法是在输出回路中串接一个由电阻与达林顿管并接的装置。在达林顿管导通时，回路输出主电流(即大电流)，而在达林顿管关闭时，回路经电阻限流、输出基本电流(即小电流)。该方法只能说是减少了回路电感的影响。其一、L/R时间常数值中，L值不变、R值只增加1Ω(实施例设定)，L/R值仍较大。其二、达林顿管开启后，主电流又必须从小电流值上升、又受L值制约。显然，该方法只在从大电流向小电流过渡时，用串接的电阻减少了L/R值，而对从小电流向大电流的过渡没作贡献。而该焊接工艺要求电流在小→大与大→小变化时，都必须具备高转接速率。本专利技术目的，是采用一种可以排除回路电感的制约，能产生高di/dt值的脉冲电流装置。本专利技术的具体目的，是为必须采用具有高di/dt值脉冲电流供电的负载，提供高di/dt值的脉冲电流产生装置。这里所指的负载是用电器、及电弧、电弧短接与电镀液等消耗电能的理化状态及载体。本专利技术的一个具体目的，是为溶化极焊接工艺提供一个可以减小与防止溶滴飞溅的脉冲电流产生装置，与直流焊接电源配接，构成一种性能优良的孤焊电源。本专利技术的另一个具体目的，是为非溶化极焊接工艺提供一个能产生较高频率脉冲电流的装置，与直流焊接电源配接，构成一种性能优良的孤焊电源。本专利技术的另一个具体目的，是为脉冲电镀工艺提供一种能产生使电镀液强烈搅拌效果的高di/dt脉冲装置，与直流电镀电源相配接，构成一种优良的电镀电源。本专利技术的基本构思是在负载前，对由电源输入负载的电流实施短接分流，以改变输入负载的电流。基本方法是在负载输入端并接可控相对短接分流装置，依分流值大小，形成不同比值脉冲电流。图1是本专利技术装置的结构图。图2是一个用来对本装置实现过压保护的电原理图。图3是一个直流供电电源与二条供电电路连接的脉冲电流产生装置。图4是二个直流供电电源分别与二条供电路连接的脉冲电流产生装置。图5是由三条供电电路组成的多量值脉冲电流产生装置。图6是多量值脉冲电流产生装置外接的多量值控制信号产生装置电原理图。下面结合附图说明本专利技术装置本专利技术装置由供电电路与可控相对短接开关装置构成。供电电路是n(n＝1.2.3或≥4)条，可控相对短接开关装置(K)是m(m＝1.2.3或≥4)个。在n条供电电路中，有n1(n1≤n)条供电电路是由电感器(L)与隔离二极管(D)串接而成，电感器靠近供电电路输入端、隔离二极管靠近供电电路输出端。在n条供电电路中，有n2(n2＝n-n1)条供电电路由电感器(L)组成。供电电路的输入端连接供电电源E一输出端，供电电路的输出端与输往负载(Rfz)的一条输出线(a)相连接。可控相对短接开关装置是一个三端或四端装置，其中一端G或二端是控制端，外接控制信号、控制开关工作，另二端是开关输出端，其中一端接入供电电路中电感器的输出端(Ld)上，另一端连接输往负载的另一条输出线(a′)上。多个可控相对短接开关装置的输入端可以单独使用，也可以组合使用。用可控相对短接开关分流输往负载的部分或全部电流，产生输出脉冲电流。供电电路中的电感器是固定式的，或者是可变式的、是一只或者是用串联方式、并联方式与串并联方式组成的多只组合。上述电感器是供电电源输出回路中的电抗器(也即电感器)，或者是作为输出回路输出电感的一个组成部分。如需对供电电路中电感器的L/R时间常数值进行补偿调整的话，在其串接位置或并接位置加装补偿元件，该补偿元件是电阻与二极管、或其中之一。隔离二极管是一只或多只并接、或者是多只二极管分别与均流用电阻串接后再并接而成。当本装置中的供电电路是由单组电源供电时，其连接方式是单(供电电路)单(供电电源)连接方式或多(供电电路)单(供电电源)连接方式。当本装置中的供电电路是由多组电源供电时，其连接方式是单(供电电路)单(供电电源)连接方式、或多(供电电路)单(供电电源)连接方式、或单(供电电路)多(供电电源)连接方式、或多(供电电路)多(供电电源)连接方式，或上述的组合方式。上述所谓的“组合方式”，是指采用了二种或二种以上的连接方式。可控相对短接开关装置是由功率开关器件组成或由功率开关器件与电阻及电感器中一种或二种串接而成，或串接后再并接而成。功率开关器件是一只或多只。它们是MOSFET管、IGBT管、GTR管、三极管或其它可控功率开关管。电阻是一只或多只，它是用于提高短接相对电压值或用于管子均流或均压，电感器是用于降低电流转换速率，一般选用饱和电感器。为保护功率开关管的安全工作，装置中可加装吸收电路及续流电路。可控相对短接开关装置中所指的短接相对，是对负载的输入电压而言，因为只要短接电压较负载电压低、即可进行分流。如果短接电压等于或高于负载输入电压，可以在输往负载的输出线上串接电压补偿二极管。二极管是一只、或多只并接，或并接后再串接。本专利技术装置可以作为直流电源的一个部件、设置在同一个机壳箱体内。也可以作为一个相对独立部件、设置在电源机壳箱体之外。因此、本装置可以很方便地对现有电源进行改造、提高其使用价值。上述所指的负载，是用电器及电弧、电弧短接、电镀液等消耗电能的理化状态及载体。由于电感的续流特性、考虑到在短接装置关闭瞬间，若负载出现即时开路，则电感电流会在其输出端形成一个高上冲电压，造成功率开关管击穿。若顾及上述现象，在使用本专利技术装置时，可在电感器输出端，并接压敏电阻或加装图2所示的电压箝位电路。电容C1与C2用于削波，开关二极管Dk用于防止电容反向泄放，电阻R3用于释放电容电压，电阻R1、R2、稳压管Dw与三极管V1组成阀值释放电路。阀值电压由稳压管Dw决定，其值应大于电源最高空载电压，而小于功率开关管的最小耐压值。加于可控相对短接开关装置控制信号、由外电路接入。该外电路由二部分组成，其一是开关信号形成电路，二是驱动信号形成电路，驱动电路是将由开关信号形成电路输入的开关信号进行整形与功率放大，用以驱动功率开关管工作。驱动电路以其驱动对象不同分为电压型驱动电路与电流型驱动电路、分别用于驱动电压型功率开关管(MOSFET、IGBT等)及电流型功率开关管(GTR等)。它们有现成的厚膜电路及集成电路，由分立元件组成的电路也已为人们公知。开关信号形成电路可选用用于控制现有脉冲电流产生装置的公知电路。该电路是用来控制脉冲宽度、频率或导通角的，其输出功率较小。而驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于产生脉冲电流的脉冲电流产生装置，其特征是它由ｎ（ｎ＝１、２、３或ｎ≥４）条供电电路与ｍ（ｍ＝１、２、３或ｍ≥４）个可控相对短接开关装置组成，其具体结构与电连接方式是：１．１在ｎ条供电电路中，有ｎ↓［１］（ｎ↓［１］≤ｎ）条供电电 路由电感器与隔离二极管串接而成，电感器靠近供电电路输入端、隔离二极管靠近供电电路输出端，有ｎ↓［２］（ｎ↓［２］＝ｎ－ｎ↓［１］）条供电电路由电感器组成；１．２供电电路的输入端与供电电源的一输出端相连接、供电电路的输出端与输往负载的一条 输出线相连接；１．３可控相对短接开关装置是一个三端或四端装置，其中一端或二端是控制端、外接控制信号、用于控制开关工作，另外二端是开关输出端，一端接入供电电路中电感器的输出端上、另一端连接输往负载的另一条输出线上，多个可控相对短接开关装置 的控制端可单独使用、也可组合使用，用可控相对短接开关分流输往负载的部分或全部电流，产生输出脉冲电流。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈大可，
申请(专利权)人：陈大可，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]