[實用新型]高壓逆變低壓斬波式焊接電源

無效

• 申請號: 201020163545.1
• 申請日: 2010-04-15
• 公開（公告）號: CN201750342U
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 方臣富;朱寧;郭陽
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M3/337
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本實用新型涉及的是一種用于電焊機的大功率焊接電源，尤其涉及一種新型的大功率逆變焊接電源主電路拓撲。?

背景技術

目前，逆變式焊接電源相對于非逆變式焊接電源具有體積小、重量輕和高效節能的特點，其主要原因如下：?

普通非逆變焊接電源的體積和重量主要集中在變壓器和電抗器上，二者所占比例可達80％以上。在變壓器設計時，有以下關系：?

U∝kfNB_mS????(1)?

k-常數(與變壓器原邊電壓形式有關)?

U-施加在變壓器原邊繞組上的電壓(V)?

f-逆變頻率(Hz)?

N-原邊繞組的匝數?

B_m-工作磁通密度(T)(大小與變壓器的磁芯材料有關)?

S-磁芯有效截面積(cm²)?

根據公式1得，當電壓U、輸出電壓以及變壓器磁芯材料確定后，逆變頻率f與線圈匝數N和磁芯界面S乘積成反比，當f大大增加時，NS將大大減小，變壓器的體積和重量也將大大的減小，相應變壓器輸出電抗器的體積和重量也大大減小。由于逆變焊接電源的逆變頻率遠遠高于工頻(逆變焊接電源逆變頻率一般為20KHz，工頻為50Hz)，所以，逆變焊接電源的變壓器的體積和重量會大大的減小，逆變頻率越高，變壓器的體積和重量減小的越多。由此可見，變壓器和電抗器的體積、重量的大大減小，將使整個逆變焊接電源本身的體積和重量大大降低。?

逆變焊接電源的變壓器和電抗器的體積、重量都大大減小了，相應的鐵損(鐵心磁損耗)和銅損(導線損耗)也隨之減小；又因逆變頻率高，通電周期短，變壓器的勵磁電流很小；大多數功率開關器件工作于開關狀態，比工作與模擬狀態的功率器件的功耗小。因此，逆變焊接電源的效率高，節約電能。目前，國內外的大功率逆變焊接電源的?逆變器大多采用全橋逆變模式，但該方案的缺陷是：(1)不僅要實時動態的調節四個功率開關管的驅動信號，而且驅動信號之間要實現相互隔離，控制電路復雜，可靠性較低；(2)在輕載或空載狀態下功率開關管的驅動信號可能出現丟波現象；(3)采用四個高壓功率開關管，不僅增加了焊接電源的制造成本，而且也造成了較大的功耗。?

發明內容

本實用新型的目的是針對全橋逆變模式下的逆變焊接電源由于同時實時控制4個功率開關管開通或關斷的不足，提出了一種新型的逆變焊接電源主電路拓撲，該逆變焊接電源主電路主要由前級推挽電路逆變器和后級直流斬波器兩部分組成。?

本實用新型為實現上述目的，采用如下技術方案：?

本實用新型高壓逆變低壓斬波式焊接電源，所述焊接電源由直流電源依次串接推挽式逆變電路、變壓器、全波整流電路構成，其中全波整流電路的一個輸出端接斬波器的輸入端，全波整流電路的另一個輸出端接濾波組件的輸入端。?

所述推挽式逆變電路由IGBT1、IGBT2兩個功率開關管構成，功率開關管IGBT1和IGBT2的發射極分別接直流電源的負極，功率開關管IGBT1的集電極接變壓器原邊繞組的同名端，功率開關管IGBT2的集電極接變壓器原邊繞組的異名端，功率開關管IGBT1和IGBT2的集電極與發射極之間分別并聯寄生二極管。?

所述功率開關管IGBT1和IGBT2的集電極與發射極之間還分別并聯RC阻容濾波網絡。?

所述濾波組件由濾波電抗器L1、續流二極管D3、霍爾傳感器FL和電容C6、C7構成，其中霍爾傳感器FL的輸入端接全波整流電路的另一個輸出端，霍爾傳感器FL的輸出端分別接濾波電抗器L1的一端和續流二極管D3的陽極，續流二極管D3的陰極分別接斬波器的輸出端和電容C6的一端，電容C6的另一端與電容C7的一端連接接地，電容C7的另一端接濾波電抗器L1的另一端。?

所述全波整流電路為一組或多組。?

本實用新型的優點是：?

(1)本實用新型使逆變焊接電源主電路結構簡化，缺省了兩個高壓功率開關管，而只增加一個低壓功率開關管，不僅降低了逆變焊接電源的制造成本，而且也降低了逆變焊接電源的功耗。?

(2)本實用新型使逆變焊接電源的驅動電路變得簡單，逆變焊接電源功率開關管的驅動信號由原來的相互隔離轉變為不需要相互隔離，降低了功率開關管燒損的可能性，?提高了逆變焊接電源工作的可靠性和穩定性。?