CN104242663B - 升压激光焊接电源*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种升压激光焊接电源***，包括交流电源电路、第一整流电路和第一储能电路，所述升压激光焊接电源***还包括逆变电路、升压电路、第二整流电路、第二储能电路、中央控制单元和升压驱动单元，所述交流电源电路、第一整流电路、第一储能电路、逆变电路、升压电路、第二整流电路和第二储能电路依次电性连接，所述中央控制单元与所述升压驱动单元电性连接，所述升压驱动单元进一步与所述逆变电路电性连接。与现有技术相比，本发明所述升压电路能够增大所述升压激光焊接电源***的输出电压，提高氙灯功率，增大单点激光能量；所述逆变电路能够隔离所述交流电源电路，提高了输出电压的稳定性，从而提高了激光能量的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种电源***，尤其涉及一种升压激光焊接电源***。
背景技术
激光焊接电源是一种为激光焊接器提供电能的数控电源，其内部采用微处理器控制，使用时可以对激光脉冲波形进行设置，使焊接参数与焊接要求相匹配，以达到最佳的焊接效果。
目前市场上的激光焊接电源基本都是将三相电整流，再通用IGBT对氙灯进行发电控制，但由于氙灯内阻比较大，而现有的激光焊接电源输出电压较小，导致氙灯的工作效率小，想要得到很大的激光能量非常困难，不能充分发挥氙灯的优势。
因此，有必要提供一种新的激光焊接电源来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种输出电压大、能够提高氙灯工作功率、增大激光能量的升压激光焊接电源***。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种升压激光焊接电源***，包括交流电源电路、第一整流电路和第一储能电路，所述升压激光焊接电源***还包括逆变电路、升压电路、第二整流电路、第二储能电路、中央控制单元和升压驱动单元，所述交流电源电路、第一整流电路、第一储能电路、逆变电路、升压电路、第二整流电路和第二储能电路依次电性连接，所述中央控制单元与所述升压驱动单元电性连接，所述升压驱动单元进一步与所述逆变电路电性连接。
优选的，所述交流电源电路包括市电电源、常开触头和两个电阻，所述第一整流电路为单相整流桥，所述单相整流桥包括两个输入端，所述市电电源包括火线和零线，所述常开触头包括两个触点，其中一个所述触点与一个所述电阻并联连接后再连接在所述零线与所述单相整流桥的第一输入端之间，另一个所述触点与另一个所述电阻并联连接后再连接在所述火线与所述单相整流桥的第二输入端之间。
优选的，所述交流电源电路包括三相电源、常开触头和三个电阻，所述第一整流电路为三相整流桥，所述三相整流桥包括三个输入端，所述三相电源包括三个电源输出端，所述常开触头包括三个触点，其中，第一个触点与第一个电阻并联连接后再连接在所述三相电源的第一个电源输出端与所述三相整流桥的第一输入端之间，第二个触点与第二个电阻并联连接后再连接在所述三相电源的第二个电源输出端与所述三相整流桥的第二输入端之间，第三个触点与第三个电阻并联连接后再连接在所述三相电源的第三个电源输出端与所述三相整流桥的第三输入端之间。
优选的，所述第一整流电路包括正输出端和负输出端，所述第一储能电路包括第一至第四电解电容，所述升压激光焊接电源***还包括用于将直流脉动电流转换为直流恒定电流的第一电感，所述第一电感的第一端与所述第一整流电路的正输出端电性连接，所述第一电感的第二端与所述第一电解电容的正极电性连接，所述第一电解电容与所述第二电解电容并联连接，第三电解电容与所述第四电解电容并联连接，其中，所述第一电解电容的正极与所述第二电解电容的正极电性连接，所述第一电解电容的负极、所述第二电解电容的负极、所述第三电解电容的正极和所述第四电解电容的正极电性连接，所述第三电解电容的负极和所述第四电解电容的负极分别与所述第一整流电路的负输出端电性连接。
优选的，所述升压激光焊接电源***还包括常闭触头和第四电阻，所述常闭触头与所述第四电阻串联连接以后再与所述第一储能电路并联连接。
优选的，所述逆变电路包括第一IGBT、第二IGBT、第一二极管、第二二极管、第五电阻、第六电阻、第一电容和第二电容，所述第一IGBT的集电极分别与所述第二电解电容的正极、所述第一电容的第一端电性连接，所述第一IGBT的发射极与所述第一二极管的阴极电性连接，所述第一二极管的阳极与所述第一电容的第二端电性连接，所述第一二极管与所述第五电阻并联连接；所述第二IGBT的集电极分别与所述第二电解电容的正极、所述第二电容的第一端电性连接，所述第一IGBT的发射极与所述第二二极管的阴极电性连接，所述第二二极管的阳极与所述第二电容的第二端电性连接，所述第二二极管与所述第六电阻并联连接。
优选的，所述升压驱动单元包括第一驱动信号输出端和第二驱动信号输出端，所述第一驱动信号输出端与所述第一IGBT的门极电性连接，所述第二驱动信号输出端与所述第二IGBT的门极电性连接。
优选的，所述升压电路包括变压器，所述变压器包括初级线圈和次级线圈，所述升压激光焊接电源***还包括第三电容、电流传感器、第二电感，所述第三电容、电流传感器、第二电感和初级线圈串联连接在所述第一IGBT的发射极和所述第二IGBT的发射极之间。
优选的，所述升压激光焊接电源***还包括第四电容，所述第二整流电路为单相整流桥，所述第二整流电路包括两个输入端、正输出端和负输出端，所述第二整流电路的一个输入端与所述次级线圈的第一端电性连接，所述第二整流电路的另一个输入端与所述次级线圈的第二端电性连接，所述第二整流电路的正输出端和负输出端之间连接所述第四电容。
优选的，所述第二储能电路包括第五至第八电解电容，所述第五电解电容与第六电解电容串联连接，所述第七电解电容与第八电解电容串联连接，其中，所述第五电解电容的正极与所述第二整流电路的正输出端电性连接，所述第五电解电容的负极与第六电解电容的正极电性连接，第六电解电容的负极与所述第二整流电路的负输出端电性连接，所述第七电解电容的正极与所述第二整流电路的正输出端电性连接，所述第七电解电容的负极与第八电解电容的正极电性连接，第八电解电容的负极与所述第二整流电路的负输出端电性连接。
与现有技术相比，本发明升压激光焊接电源***的有益效果在于：所述升压电路能够增大所述升压激光焊接电源***的输出电压，提高氙灯功率，增大单点激光能量；所述逆变电路能够隔离所述交流电源电路，使所述升压激光焊接电源***的输出电压不受交流电源电路电压波动的影响，提高了输出电压的稳定性，从而提高了激光能量的稳定性。
附图说明
图1为本发明升压激光焊接电源***的电路原理图。
图中各标记如下：1、交流电源电路；2、第一整流电路；3、第一储能电路；4、逆变电路；5、升压电路；6、第二整流电路；7、第二储能电路；J1、常开触头；J2、常闭触头；L1、第一电感；L2、第二电感；C1、第一电解电容；C2、第二电解电容；C3、第三电解电容；C4、第四电解电容；C5、第五电解电容；C6、第六电解电容；C7、第七电解电容；C8、第八电解电容；C21、第一电容；C22、第二电容；C23、第三电容；D1、第一二极管；D2、第二二极管；LEM、电流传感器；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；R5、第五电阻；R6、第六电阻。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
一种升压激光焊接电源***，包括交流电源电路1、第一整流电路2、第一储能电路3、逆变电路4、升压电路5、第二整流电路6、第二储能电路7、中央控制单元和升压驱动单元，所述交流电源电路1、第一整流电路2、第一储能电路3、逆变电路4、升压电路5、第二整流电路6和第二储能电路7依次电性连接，所述中央控制单元与所述升压驱动单元电性连接，所述升压驱动单元进一步与所述逆变电路4电性连接。
在本发明一较佳实施例中，所述交流电源电路1包括市电电源、常开触头J1和两个电阻，所述第一整流电路2为单相整流桥，单相整流桥由两对反串联的二极管并联组成，所述单相整流桥包括两个输入端，所述市电电源包括火线和零线，所述常开触头J1包括两个触点，其中一个所述触点与一个所述电阻并联连接后再连接在所述零线与所述单相整流桥的第一输入端之间，另一个所述触点与另一个所述电阻并联连接后再连接在所述火线与所述单相整流桥的第二输入端之间。
在本发明另一较佳实施例中，如图1所示，所述交流电源电路1包括三相电源、常开触头J1和三个电阻，所述第一整流电路2为三相整流桥，三相整流桥由三对反串联的二极管并联组成，所述三相整流桥包括三个输入端，所述三相电源包括三个电源输出端，所述常开触头J1包括三个触点，其中，第一个触点与第一个电阻R1并联连接后再连接在所述三相电源的第一个电源输出端与所述三相整流桥的第一输入端之间，第二个触点与第二个电阻R2并联连接后再连接在所述三相电源的第二个电源输出端与所述三相整流桥的第二输入端之间，第三个触点与第三个电阻R3并联连接后再连接在所述三相电源的第三个电源输出端与所述三相整流桥的第三输入端之间。
所述第一整流电路2包括正输出端和负输出端，所述第一储能电路3包括第一至第四电解电容，所述升压激光焊接电源***还包括用于将直流脉动电流转换为直流恒定电流的第一电感L1，所述第一电感L1的第一端与所述第一整流电路2的正输出端电性连接，所述第一电感L1的第二端与所述第一电解电容C1的正极电性连接，所述第一电解电容C1与所述第二电解电容C2并联连接，第三电解电容C3与所述第四电解电容C4并联连接，其中，所述第一电解电容C1的正极与所述第二电解电容C2的正极电性连接，所述第一电解电容C1的负极、所述第二电解电容C2的负极、所述第三电解电容C3的正极和所述第四电解电容C4的正极电性连接，所述第三电解电容C3的负极和所述第四电解电容C4的负极分别与所述第一整流电路2的负输出端电性连接。
所述升压激光焊接电源***还包括常闭触头J2和第四电阻R4，所述常闭触头J2与所述第四电阻R4串联连接以后再与所述第一储能电路3并联连接。
所述逆变电路4包括第一IGBT、第二IGBT、第一二极管D1、第二二极管D2、第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容C21和第二电容C22，所述第一IGBT的集电极分别与所述第二电解电容C2的正极、所述第一电容C21的第一端电性连接，所述第一IGBT的发射极与所述第一二极管D1的阴极电性连接，所述第一二极管D1的阳极与所述第一电容C21的第二端电性连接，所述第一二极管D1与所述第五电阻R5并联连接；所述第二IGBT的集电极分别与所述第二电解电容C2的正极、所述第二电容C22的第一端电性连接，所述第一IGBT的发射极与所述第二二极管D2的阴极电性连接，所述第二二极管D2的阳极与所述第二电容C22的第二端电性连接，所述第二二极管D2与所述第六电阻R6并联连接。
所述升压驱动单元包括第一驱动信号输出端和第二驱动信号输出端，所述第一驱动信号输出端与所述第一IGBT的门极电性连接，所述第二驱动信号输出端与所述第二IGBT的门极电性连接。
所述升压电路5包括变压器，所述变压器包括初级线圈和次级线圈，所述升压激光焊接电源***还包括第三电容C23、电流传感器LEM、第二电感L2，所述第三电容C23、电流传感器LEM、第二电感L2和初级线圈串联连接在所述第一IGBT的发射极和所述第二IGBT的发射极之间。
所述升压激光焊接电源***还包括第四电容，所述第二整流电路6为单相整流桥，所述第二整流电路6包括两个输入端、正输出端和负输出端，所述第二整流电路6的一个输入端与所述次级线圈的第一端电性连接，所述第二整流电路6的另一个输入端与所述次级线圈的第二端电性连接，所述第二整流电路6的正输出端和负输出端之间连接所述第四电容。
所述第二储能电路7包括第五至第八电解电容，所述第五电解电容C5与第六电解电容C6串联连接，所述第七电解电容C7与第八电解电容C8串联连接，其中，所述第五电解电容C5的正极与所述第二整流电路6的正输出端电性连接，所述第五电解电容C5的负极与第六电解电容C6的正极电性连接，第六电解电容C6的负极与所述第二整流电路6的负输出端电性连接，所述第七电解电容C7的正极与所述第二整流电路6的正输出端电性连接，所述第七电解电容C7的负极与第八电解电容C8的正极电性连接，第八电解电容C8的负极与所述第二整流电路6的负输出端电性连接。
本发明的工作原理为：所述交流电源电路1为整个电路***提供交流电，所述第一整流电流将交流电转换成直流电，所述直流电经过所述逆变电路4后形成交流电，所述逆变电路4隔离了所述交流电源电路1，使所述升压激光焊接电源***的输出电压不受交流电源电路1电压波动的影响，提高了输出电压的稳定性，从而提高了激光能量的稳定性；所述升压电路5将逆变形成的交流电进行升压处理，增大了所述升压激光焊接电源***的输出电压，从而提高氙灯功率，增大单点激光能量。
在具体应用时，本发明输出电压可达700V，比普通电源高出100～150V，使用同型号氙灯，电源输出至氙灯的放电电流可提高150～200A，具备真实放出450A以上电流的能力，大幅度提高激光输出峰值功率。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种升压激光焊接电源***，包括交流电源电路、第一整流电路和第一储能电路，其特征在于：所述升压激光焊接电源***还包括逆变电路、升压电路、第二整流电路、第二储能电路、中央控制单元和升压驱动单元，所述交流电源电路、第一整流电路、第一储能电路、逆变电路、升压电路、第二整流电路和第二储能电路依次电性连接，所述中央控制单元与所述升压驱动单元电性连接，所述升压驱动单元进一步与所述逆变电路电性连接；
所述第一整流电路包括正输出端和负输出端，所述第一储能电路包括第一至第四电解电容，所述升压激光焊接电源***还包括用于将直流脉动电流转换为直流恒定电流的第一电感，所述第一电感的第一端与所述第一整流电路的正输出端电性连接，所述第一电感的第二端与所述第一电解电容的正极电性连接，所述第一电解电容与所述第二电解电容并联连接，第三电解电容与所述第四电解电容并联连接，其中，所述第一电解电容的正极与所述第二电解电容的正极电性连接，所述第一电解电容的负极、所述第二电解电容的负极、所述第三电解电容的正极和所述第四电解电容的正极电性连接，所述第三电解电容的负极和所述第四电解电容的负极分别与所述第一整流电路的负输出端电性连接；
所述逆变电路包括第一IGBT、第二IGBT、第一二极管、第二二极管、第五电阻、第六电阻、第一电容和第二电容，所述第一IGBT的集电极分别与所述第二电解电容的正极、所述第一电容的第一端电性连接，所述第一IGBT的发射极与所述第一二极管的阴极电性连接，所述第一二极管的阳极与所述第一电容的第二端电性连接，所述第一二极管与所述第五电阻并联连接；所述第二IGBT的集电极分别与所述第二电解电容的正极、所述第二电容的第一端电性连接，所述第一IGBT的发射极与所述第二二极管的阴极电性连接，所述第二二极管的阳极与所述第二电容的第二端电性连接，所述第二二极管与所述第六电阻并联连接。
2.如权利要求1所述的升压激光焊接电源***，其特征在于：所述交流电源电路包括市电电源、常开触头和两个电阻，所述第一整流电路为单相整流桥，所述单相整流桥包括两个输入端，所述市电电源包括火线和零线，所述常开触头包括两个触点，其中一个所述触点与一个所述电阻并联连接后再连接在所述零线与所述单相整流桥的第一输入端之间，另一个所述触点与另一个所述电阻并联连接后再连接在所述火线与所述单相整流桥的第二输入端之间。
3.如权利要求1所述的升压激光焊接电源***，其特征在于：所述交流电源电路包括三相电源、常开触头和三个电阻，所述第一整流电路为三相整流桥，所述三相整流桥包括三个输入端，所述三相电源包括三个电源输出端，所述常开触头包括三个触点，其中，第一个触点与第一个电阻并联连接后再连接在所述三相电源的第一个电源输出端与所述三相整流桥的第一输入端之间，第二个触点与第二个电阻并联连接后再连接在所述三相电源的第二个电源输出端与所述三相整流桥的第二输入端之间，第三个触点与第三个电阻并联连接后再连接在所述三相电源的第三个电源输出端与所述三相整流桥的第三输入端之间。
4.如权利要求1所述的升压激光焊接电源***，其特征在于：所述升压激光焊接电源***还包括常闭触头和第四电阻，所述常闭触头与所述第四电阻串联连接以后再与所述第一储能电路并联连接。
5.如权利要求1所述的升压激光焊接电源***，其特征在于：所述升压驱动单元包括第一驱动信号输出端和第二驱动信号输出端，所述第一驱动信号输出端与所述第一IGBT的门极电性连接，所述第二驱动信号输出端与所述第二IGBT的门极电性连接。
6.如权利要求1所述的升压激光焊接电源***，其特征在于：所述升压电路包括变压器，所述变压器包括初级线圈和次级线圈，所述升压激光焊接电源***还包括第三电容、电流传感器、第二电感，所述第三电容、电流传感器、第二电感和初级线圈串联连接在所述第一IGBT的发射极和所述第二IGBT的发射极之间。
7.如权利要求6所述的升压激光焊接电源***，其特征在于：所述升压激光焊接电源***还包括第四电容，所述第二整流电路为单相整流桥，所述第二整流电路包括两个输入端、正输出端和负输出端，所述第二整流电路的一个输入端与所述次级线圈的第一端电性连接，所述第二整流电路的另一个输入端与所述次级线圈的第二端电性连接，所述第二整流电路的正输出端和负输出端之间连接所述第四电容。
8.如权利要求7所述的升压激光焊接电源***，其特征在于：所述第二储能电路包括第五至第八电解电容，所述第五电解电容与第六电解电容串联连接，所述第七电解电容与第八电解电容串联连接，其中，所述第五电解电容的正极与所述第二整流电路的正输出端电性连接，所述第五电解电容的负极与第六电解电容的正极电性连接，第六电解电容的负极与所述第二整流电路的负输出端电性连接，所述第七电解电容的正极与所述第二整流电路的正输出端电性连接，所述第七电解电容的负极与第八电解电容的正极电性连接，第八电解电容的负极与所述第二整流电路的负输出端电性连接。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |