本发明专利技术公开了一种超声波电源电路和超声波焊接装置。其中，超声波电源电路包括依次连接的整流滤波电路、功率因数校正电路、移相全桥电路、LLCCL电路、变压器隔离电路、滤波电容和输出负载，LLCCL电路部分针对所需的超声波频率形成带通滤波器，滤波电感放置在变压器隔离电路的变压器初级，变压器次级可直接连接换能器两端。另外，本发明专利技术还公开了一种超声波焊接装置，其包括超声波电源电路。本发明专利技术在超声波停止命令发出后，LLCCL电路的电感和电容中储存的剩余能量的衰减振荡不能再次达到设定的频率，也就无法传递到焊头上；换能器中储存的能量只能在变压器次级电感和换能器形成的回路中消耗掉、无法形成超声频振荡。无法形成超声频振荡。无法形成超声频振荡。
【技术实现步骤摘要】
一种超声波电源电路和超声波焊接装置
[0001]本专利技术涉及超声波电源
，尤其涉及一种超声波电源电路和超声波电源。
技术介绍
[0002]超声波电源又叫超声波发生器，用于把电能转换成与超声波换能器相匹配的高频交流电信号，是一种用于产生并向超声换能器提供超声能量的装置。超声波焊接技术是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。随着新能源行业的发展，超声波金属焊接逐渐被应用到锂电池、半导体等行业，这些行业的超声波焊接工艺至关重要，如果焊接质量存在缺陷或者隐患，所焊接的部件应用到新能源产品中，势必存在安全风险。
[0003]超声波焊接质量的高低依赖于超声波发生器对超声波能量的精准控制，目前市面上的超声波发生器采用的是传统的“逆变桥+LC滤波”的电路架构，这种电路架构在超声波停止阶段，换能器的静态电容和LC电路的电感中存储的能量会在电感和电容之间形成振荡，这种剩余能量的振荡会导致在得到超声波停止命令后仍然有一段不可控的自振荡的超声能量输出，这一段不可控的自振荡超声能量输出恰恰发生在焊头还压在被焊件上的保压时间内，因此，这一段不可控的子振荡超声能量可能会对焊接质量造成不可控的损害，在应用到新能源产品中时，这种焊接质量缺陷存在导致严重事故的风险。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供了一种超声波电源电路和超声波电源，用于解决现有的超声波电源采用逆变桥+LC滤波的电路架构，在超声波停止阶段，换能器的静态电容和LC电路的电感中存储的能量会在电感和电容之间形成振荡，导致在得到超声波停止命令后仍然有一段不可控的自振荡的超声能量输出，影响焊接质量的技术问题。
[0005]有鉴于此，本专利技术第一方面提供了一种超声波电源电路，包括依次连接的整流滤波电路、功率因数校正电路、移相全桥电路、LLCCL电路、变压器隔离电路、滤波电容和输出负载；
[0006]整流滤波电路，用于对市电交流信号进行整流滤波，输出直流信号；
[0007]功率因数校正电路，用于对整流滤波电路输出的直流信号进行无功功率就地补偿；
[0008]移相全桥电路，用于对功率因数校正电路输出的直流信号进行逆变，输出逆变后的交流信号；
[0009]LLCCL电路，用于与移相全桥电路的四支IGBT在零电压时开通、在零电流时关断，将移相全桥电路输出的方波中的高频成分和低频成分滤除，以及与超声波振动系统中换能器的等效电容构成串联谐振；
[0010]变压器隔离电路，输入端与LLCCL电路连接，输出端用于直接连接换能器，用于对超声电源的输入和输出进行电气隔离，以及将超声波振动系统的阻抗变换成与超声电源内
阻相等的等效阻抗；
[0011]滤波电容，用于滤除变压器隔离电路输出的信号中的高频谐波，以及调节输出电压大小；
[0012]输出负载，用于稳定输出至换能器两端的电压。
[0013]可选地，LLCCL电路包括第一电感、第二电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和第三电感；
[0014]第一电感的一端与移相全桥电路的左半桥两个IGBT管的集电极与发射极的公共端连接，另一端串联第二电感；
[0015]第一电容和第二电容并联，第三电容和第四电容并联；
[0016]第二电感的另一端与第一电容和第二电容的第一公共端连接，第一电容和第二电容的第一公共端与变压器隔离电路的变压器的一个初级抽头连接，第一电容和第二电容的第二公共端与第三电容和第四电容的第一公共端连接，第三电容和第四电容的第二公共端与变压器隔离电路的变压器的另一个初级抽头连接；
[0017]第三电感的一端与移相全桥电路的右半桥两个IGBT管的集电极与发射极的公共端连接，另一端与第三电容和第四电容的第一公共端连接。
[0018]可选地，变压器隔离电路包括变压器和接地负载，变压器的次级通过接地负载接地。
[0019]可选地，接地负载为接地电阻。
[0020]可选地，滤波电容包括串联的第五电容和第六电容，第五电容的一端与变压器隔离电路的变压器的次级的一个抽头连接，第六电容的一端接地。
[0021]可选地，整流滤波电路包括桥式整流电路和第二电解电容；
[0022]桥式整流电路的直流输出端的正负极之间连接第二电解电容；
[0023]第二电解电容的正极与功率因数校正电路的输入端连接，负极接地；
[0024]桥式整流电路的交流输入端的正负极连接市电的正负极。
[0025]可选地，功率因数校正电路包括第四电感、第一IGBT管、第二IGBT管、第一二极管、第二二极管和第一电解电容；
[0026]第四电感的一端与整流滤波电路连接，另一端连接第一IGBT管和第二IGBT管的公共端，第一IGBT管的发射极接地，第二IGBT管的集电极与第一IGBT管的集电极连接，第二IGBT管的发射极与第一电解电容的正极和移相全桥电路连接，第一电解电容的负极接地；
[0027]第一二极管的负极与第一IGBT管的集电极连接，正极与第一IGBT管的发射极连接；
[0028]第二二极管的负极与第二IGBT管的集电极连接，正极与第二IGBT管的发射极连接；
[0029]第一IGBT管和第二IGBT管的门极悬空。
[0030]可选地，移相全桥电路包括第三IGBT管、第四IGBT管、第五IGBT管、第六IGBT管、第三二极管、第四二级管、第五二极管、第六二极管、第七电容、第八电容、第九电容和第十电容；
[0031]第三IGBT管的集电极、第三二极管的负极、第七电容的一端、第五IGBT管的集电极和第九电容的一端连接功率因数校正电路的输出端；
[0032]第三IGBT管、第四IGBT管、第五IGBT管和第六IGBT管的门极悬空；
[0033]第三IGBT管的发射极与第四IGBT管的集电极连接，第七电容的另一端和第三二极管的正极与第三IGBT管的发射极连接，第五IGBT管的发射极与第六IGBT管的集电极连接，第九电容的另一端和第五二极管的正极与第六IGBT管的发射极连接；
[0034]第八电容的一端和第四二级管的正极与第四IGBT管的集电极连接，第八电容的另一端和第四二级管的正极与第四IGBT管的发射极连接；
[0035]第十电容的一端和第六二极管的负极与第六IGBT管的集电极连接，第十电容的另一端和第六二极管的正极与第六IGBT管的发射极连接；
[0036]第四IGBT管的发射极和第六IGBT管的发射极接地。
[0037]可选地，输出负载为单个定值电阻或串联电阻或可调电阻。
[0038]本专利技术第二方面提供了一种超声波焊接装置，包括第一方面任一种所述的超声波电源电路，还包括换能器和焊接头；
[0039]超声波电源电路的变压器隔离电路的变压器次级直接连接换能器的正负两端，换能器和焊接头连接。
[0040]从以上技术方案可以看出，本专利技术提供的超声波电源电路和超声波焊本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超声波电源电路，其特征在于，包括依次连接的整流滤波电路、功率因数校正电路、移相全桥电路、LLCCL电路、变压器隔离电路、滤波电容和输出负载；整流滤波电路，用于对市电交流信号进行整流滤波，输出直流信号；功率因数校正电路，用于对整流滤波电路输出的直流信号进行无功功率就地补偿；移相全桥电路，用于对功率因数校正电路输出的直流信号进行逆变，输出逆变后的交流信号；LLCCL电路，用于与移相全桥电路的四支IGBT在零电压时开通、在零电流时关断，将移相全桥电路输出的方波中的高频成分和低频成分滤除，以及与超声波振动系统中换能器的等效电容构成串联谐振；变压器隔离电路，输入端与LLCCL电路连接，输出端用于直接连接换能器，用于对超声电源的输入和输出进行电气隔离，以及将超声波振动系统的阻抗变换成与超声电源内阻相等的等效阻抗；滤波电容，用于滤除变压器隔离电路输出的信号中的高频谐波，以及调节输出电压大小；输出负载，用于稳定输出至换能器两端的电压。2.根据权利要求1所述的超声波电源电路，其特征在于，LLCCL电路包括第一电感、第二电感、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和第三电感；第一电感的一端与移相全桥电路的左半桥两个IGBT管的集电极与发射极的公共端连接，另一端串联第二电感；第一电容和第二电容并联，第三电容和第四电容并联；第二电感的另一端与第一电容和第二电容的第一公共端连接，第一电容和第二电容的第一公共端与变压器隔离电路的变压器的一个初级抽头连接，第一电容和第二电容的第二公共端与第三电容和第四电容的第一公共端连接，第三电容和第四电容的第二公共端与变压器隔离电路的变压器的另一个初级抽头连接；第三电感的一端与移相全桥电路的右半桥两个IGBT管的集电极与发射极的公共端连接，另一端与第三电容和第四电容的第一公共端连接。3.根据权利要求1所述的超声波电源电路，其特征在于，变压器隔离电路包括变压器和接地负载，变压器的次级通过接地负载接地。4.根据权利要求3所述的超声波电源电路，其特征在于，接地负载为接地电阻。5.根据权利要求1所述的超声波电源电路，其特征在于，滤波电容包括串联的第五电容和第六电容，第五电容的一端与变压器隔离电路的变压器的次级的一个抽头连接，第六电容的一端接地。6.根据权利要求1所述的超声波电源电路，其特征在于，整流滤波电路包括桥式整流电路和第二电解电容；桥式整流电路的直流输出端的正负极之间连接第二电...
【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：广东利元亨智能装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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