高频微束等离子弧焊主弧电源主电路制造技术

本发明专利技术高频微束等离子弧焊主弧电源主电路，涉及焊接电源技术领域。包括：输入整流桥电路、输入滤波电容、功率开关元件、中频变压器、输出快恢复整流电路，同时包括高频模拟晶体管（１）的基极、发射极、集电极分别与高频控制电路（２）、工件（７）、输出滤波电容（５）的一端连接，输出滤波电容（５）的另一端钨棒（８）连接等组成。通过本发明专利技术实现了微束等离子弧焊主弧电源主电路多参数（高频脉冲峰值、脉冲基值、脉冲频率、脉冲占空比、缓升时间、缓降时间）调节的复杂高频脉冲输出，同时也大大减小微束等离子弧焊接电源的体积和重量，提高了焊接电源的动态特性和运行的可靠性，并且使微束等离子弧焊接电源满足节能环保的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及焊接电源
，具体指一种微束等离子弧焊电源 高频脉冲输出的主电路。
技术介绍
小电流范围的微束等离子弧焊的一个关键技术问题是在小电流情 况下的电弧稳定性问题，而解决该关键技术问题的主要手段之一是采用脉冲电流，甚至是lKHz以上的高频脉冲电流，并且，要达到小电流 范围的微束等离子弧焊对超薄细结构件的精密焊接质量，需要严格的 焊接工艺，对高频脉冲电流，要求脉冲的各参数独立精细可调。现有 微束等离子弧焊电源采用模拟式晶体管电源的主电路形式，可实 现高频脉冲的输出，并且脉冲的各参数可独立精细调节，但由工频交 流变压、整流、滤波组成模拟式晶体管主电路中功率放大部分的供电 部分，变压器笨重，体积庞大，同时，模拟式晶体管电源的功率放大 部分功耗大，无法满足节能环保的要求。现代逆变结构的焊接电源主 电路形式是解决焊接电源笨重，体积庞大问题，并使之适应于节能环 保要求的关键手段，但是，由于受到逆变频率的限制，由逆变结构完 成的焊接电源主电路很难工作在高频输出状态。经对现有技术专利与文献检索发现， 一个专利申请号为89106259.9的中国专利技术专利《微束等离子抓特种焊机》，该专利提出了 一种用于微束等离子弧焊的晶体管式弧焊电源，该弧焊电源实现了高 频脉冲输出；但该弧焊电源中模拟晶体管的供电部分采用通用的工频 交流变压、整流、滤波形式，变压器笨重，体积庞大，更致命的是功 耗大，无法达到节能环保的要求。另一个专利申请号为89109052. 5的 中国专利技术专利《晶体管弧焊逆变器》，该专利提出了一种弧焊逆变电源， 该弧焊电源实现了直流和脉冲输出；但该弧焊电源脉冲输出的最高频 率只有200HZ，无法实现超薄、超细等精细^构部件精细微束等离子弧 焊接的高频(几十kHz)脉冲输出。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中存在的不足和缺陷，提供一种 微束等离子弧焊电源高频脉冲输出的主电路，使其一方面从根本上解 决现有微束等离子弧焊接电源笨重，体积庞大问题，使之更适应于节 能环保的焊接设备；另一方面也使这种节能环保的微束等离子弧焊机 实现高频脉冲输出，提供解决超薄、超细等精细结构部件精密焊接时 的变形、烧穿等关键技术问题的焊接设备。本专利技术的技术方案包括输入整流桥电路、输入滤波电容、功率 开关元件、中频变压器、输出快恢复整流电路、输出滤波电容、高频 模拟晶体管、高频控制电路。高频模拟晶体管的基极与高频控制电路连接，高频模拟晶体管的发射极穿过电流传感器与工件连接，高频模 拟晶体管的集电极与输出滤波电容的一端连接，输出滤波电容的另一 端与钩棒连接。高频控制电路由高频电流反馈电路和高频脉冲控制电 路组成，高频脉冲控制电路的一端与高频模拟晶体管的基极连接，高 频脉冲控制电路的另一端与高频电流反馈电路的一端连接，高频电流 反馈电路的另 一端与电流传感器连接。本专利技术主电路中，高频模拟晶体管、高频控制电路组成微束等离 子弧焊主弧电源主电路的后端高频输出部分，输入整流桥电路、输入 滤波电容、功率开关元件、中频变压器、输出快恢复整流电路、输出 滤波电容组成微束等离子弧焊主弧电源主电路的前端恒压源部分，作 为高频模拟晶体管的供电电源，而高频模拟晶体管则作为前端恒压源 的高频可变电阻，该高频可变电阻通过高频控制电路控制其电阻值按 高频脉冲的规律变化，包括脉冲峰值、脉冲基值、脉冲频率、脉冲占 空比。超薄、超细等精细结构件精密焊接的要求高频脉冲电弧要求快速 实时控制。本专利技术用高频电流反馈电路快速检测与高频脉冲电弧同步 的高频电流信号，并通过高频脉冲控制电路实时控制主电路的高频脉 冲输出，同时得到高频脉冲输出的恒流电源外特性。本专利技术高频微束等离子弧焊主弧电源主电路的控制具有缓升/缓 降功能，以适应超薄、超细等精细结构件精密焊接的严格焊接工艺要 求。本专利技术的最突出优点在于 一方面利用高频模拟晶体管可输出任 意波形的功能，实现微束等离子弧焊主弧电源主电路多参数(高频脉 冲峰值、脉冲基值、脉冲频率、脉冲占空比、缓升时间、缓降时间) 调节的复杂高频脉冲输出；另一方面，利用微束等离子弧焊主弧电源主电路的前端恒压源的逆变结构，大大减小微束等离子弧焊接电源的 体积和重量，同时在很大程度上，提高了焊接电源的动态特性和运行 的可靠性，并且使微束等离子弧焊接电源满足节能环保的要求。附图说明图1本专利技术高频微束等离子弧焊主弧电源主电路结构框图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步的描述 本专利技术高频微束等离子弧焊主弧电源主电路(如图1所示)，包 括输入整流桥电路、输入滤波电容、功率开关元件、中频变压器、输出快恢复整流电路、输出滤波电容5、高频模拟晶体管l、高频控制电 路2等组成。其连接关系为高频模拟晶体管1的基极与高频控制电路2连接，高频模拟晶体 管1的发射极穿过电流传感器6与工件7连接，高频模拟晶体管1的 集电极与输出滤波电容5的一端连接，输出滤波电容5的另一端与钨 棒8连接。高频控制电路2由高频电流反馈电路3和高频脉冲控制电路4组 成，高频脉冲控制电路4的一端与高频模拟晶体管1的基极连接，高 频脉冲控制电路4的另一端与高频电流反馈电路3的一端连接，高频 电流反馈电路3的另一端与电流传感器6连接。主弧电源主电路的组成有前端恒压源和后端高频输出两个部分， 前端恒压源部分是输入整流桥电路将电网工频交流电变为整流信号， 该整流信号经输入滤波电容变为高压直流电，再经功率开关元件变为 高压、高频交流信号，然后由中频变压器、输出快恢复整流电路、输 出滤波电容将高压、高频交流信号变为电压恒定的直流电，作为高频 模拟晶体管1的供电电源。后端高频输出部分是作为前端恒压源的高 频可变电阻的高频模拟晶体管1始终工作模拟放大区，接收来自于由 高频电流反馈电路3和高频脉冲控制电路4组成的高频控制电路2输 出的控制信号，快速实时地输出脉冲峰值、脉冲基值、脉冲频率、脉 冲占空比同时独立可调的并具有缓升/缓降的复杂波形高频脉冲电流； 高频控制电路2中的高频电流反馈电路3通过电流传感器6快速检测 与高频脉冲电弧同步的高频电流信号，并通过高频控制电路中2的高 频脉冲控制电路4实时控制主电路的高频脉冲输出，同时得到高频脉 冲输出的恒流电源外特性。权利要求1、一种高频微束等离子弧焊主弧电源主电路，包括输入整流桥电路、输入滤波电容、功率开关元件、中频变压器、输出快恢复整流电路，其特征是，还包括输出滤波电容(5)、高频模拟晶体管(1)、高频控制电路(2)，高频模拟晶体管(1)的基极与高频控制电路(2)连接，高频模拟晶体管(1)的发射极穿过电流传感器(6)与工件(7)连接，高频模拟晶体管(1)的集电极与输出滤波电容(5)的一端连接，输出滤波电容(5)的另一端与钨棒(8)连接。2、 如权利要求l所述的高频微束等离子弧焊主弧电源主电路，其 特征是，高频控制电路(2)由高频电流反馈电路(3)和高频脉冲控 制电路(4)组成，高频脉冲控制电路(4)的一端与高频模拟晶体管(1)的基极连接，高频脉冲控制电路(4)的另一端与高频电流反馈 电路(3)的一端连接，高频电流反馈电路(3)的另一端与电流传感 器(6)连接。全文摘要本专利技术高频微束等离子弧焊主弧电源主电路，涉及焊接电源
包括输入整流桥电路、输入滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高频微束等离子弧焊主弧电源主电路，包括：输入整流桥电路、输入滤波电容、功率开关元件、中频变压器、输出快恢复整流电路，其特征是，还包括：输出滤波电容（５）、高频模拟晶体管（１）、高频控制电路（２），高频模拟晶体管（１）的基极与高频控制电路（２）连接，高频模拟晶体管（１）的发射极穿过电流传感器（６）与工件（７）连接，高频模拟晶体管（１）的集电极与输出滤波电容（５）的一端连接，输出滤波电容（５）的另一端与钨棒（８）连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何建萍，任江伟，黄晨，焦馥杰，徐培全，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]