CN108372354A - 一种新型脉冲直流焊接电源 - Google Patents

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向大明
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Abstract

本发明涉及焊机技术领域，尤其是一种新型脉冲直流焊接电源，它包括RC三相输入防浪涌保护电路、三相半控整流桥、DC_LINK滤波储能回路、IGBT放电控制电路、放电电流检测板、焊接变压器、IGBT驱动放大回路、DC‑DC开关电源电路、IGBT驱动电路及半控桥可控硅控制板、主控制板和触摸屏，实现闭环控制，保证焊接电流的设定值、实际值和反馈值三者一致，采用IGBT，由于IGBT的特性决定，只要在IGBT的G和E控制端，加入‑8V左右的负电压，IGBT就可以可靠的关断；本发明的电容器组只是作为DC‑LINK支撑作用，除非输入功率严重不足的情况才补偿到放电变压器中，故基本没有能量损失。

Description

一种新型脉冲直流焊接电源
技术领域
本发明涉及焊机技术领域，尤其是一种新型脉冲直流焊接电源。
背景技术
1、现有技术只能通过设置电容器充电电压来控制焊接电流，实际焊接电流大小未知；只能通过第三方检测设备方知道实际焊接电流的大小；
2、现有技术在关断放电可控硅(SCR)是通过阻容震荡电路进行关断的，如果参数选择不当或者器件老化，很可能导致放电可控硅(SCR)关断失败，造成充电回路短路，烧毁充电变压器或整流回路；
3、现有技术在给电容器组充电过程中，一般是通过充电电阻或自身回路给电容器组充电；这样，根据电路理论，在充电过程中会损失50％的能量；
4、现有技术的电容式储能焊机，通过放电可控硅对焊接变压器放电；由于电容器组充电电压属于直流，故造成放电可控硅只能是无电流流过或给予可控硅反压，方能关断放电可控硅；造成焊接时间不可以控制；
5、现有技术的电容式储能焊机，必须经过对电容器组的充电过程方能进行焊接，如果充电不足或过充，对焊接质量都有非常大的影响且充电过程必须有一定的时长，从而降低工作效率。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种利用传感器对输出电流进行闭环控制，实现次级焊接电流恒流控制；焊接时间可控；主回路无需充电电阻限流，节约能耗；无需充电等待，提高工作效率；无需外置另外的关断电路对主电路进行关断的直流焊机电源。
本发明的技术方案为：
一种新型脉冲直流焊接电源，其特征在于：它包括RC三相输入防浪涌保护电路、三相半控整流桥、DC_LINK滤波储能回路、IGBT放电控制电路、放电电流检测板、焊接变压器、IGBT驱动放大回路、DC-DC开关电源电路、IGBT驱动电路及半控桥可控硅控制板、主控制板和触摸屏，其工作步骤为：
1，RC三相输入防浪涌保护电路输入到三相半控整流桥进行整流；
2，三相半控整流桥利用三只整流二极管和三只可控硅组成整流回路，把交流电变成直流电，给DC_LINK滤波储能回路充电，在初始充电时，由于DC_LINK滤波储能回路的电容器组处于虚短路状态，为保护电容器组、充电变压器和整流回路，利用Rac电阻和RC三相输入防浪涌保护电路进行限流充电；
3，DC_LINK滤波储能回路中的电容电压达到200V电压时，DC-DC开关电源电路开始工作；
4，DC-DC开关电源电路工作之后，提供控制电源到主控制板、IGBT驱动电路及半控桥可控硅控制板和触摸屏；
5，主控制板初始化完成之后，检测电容电压、散热板温度、变压器温度及个输入信号，如果各种状态没有发生错误，给控制信号到IGBT驱动电路及半控桥可控硅控制板，令半控桥开始工作，这时电容器组的电压可最高可到560V电压；
6，当主控制板输出准备完成信号之后，可以启动脚踏开关。
焊机按照设定时序进行工作：预压时间→加压时间→焊接时间→维持时间→休止时间；并且焊接电流可以根据用户需求进行调制；对于普通电容储能焊机而言“焊接时间”不可调，焊接电流只能通过设置电容电压调整，实际焊接电流只能通过第三方检测设备进行测量得知。
其中，所述DC_LINK滤波储能回路由四个电容和两个电阻组成。
其中，所述IGBT放电控制电路中的MOS管的G极和E极通过导线连接IGBT驱动放大回路的G1-1和E1-1接口，且这两根导线做成双绞线，所述双绞线外周套设屏蔽环。
其中，所述触摸屏通过数据线连接主控制板的通讯接口。
本发明的有益效果为：本发明利用霍尔电流传感器检测变压器的初级电流(或次级电流)，实现闭环控制。能够精确的控制实际焊接电流，保证焊接电流的设定值、实际值和反馈值三者一致。用户可以根据工艺要求，直接设置需要的焊接电流值；本发明采用IGBT，由于IGBT的特性决定，只要在IGBT的G和E控制端，加入-8V左右的负电压，IGBT就可以可靠的关断；本发明的电容器组只是作为DC-LINK支撑作用，除非输入功率严重不足的情况才补偿到放电变压器中，故基本没有能量损失。本发明采用IGBT对变压器进行放电，放电时间用户可以根据不同的工艺要求自行设置。本发明无须充电过程，只要焊接时序处于放电状态，即可以开通IGBT进行焊接。本发明相对于现有的电容储能式焊机而言，无疑提高其工作效能。
附图说明
图1为本发明的电路图；
图2为图1中RC三相输入防浪涌保护电路、三相半控整流桥、DC_LINK滤波储能回路、IGBT放电控制电路、放电电流检测板、焊接变压器、IGBT驱动放大回路的放大示意图；
图3为图1中DC-DC开关电源电路的放大示意图；
图4为图1中IGBT驱动电路及半控桥可控硅控制板的放大示意图；
图5为图1中主控制板的放大示意图；
图6为图1中触摸屏与主控制板的连接示意图。
图中，1、RC三相输入防浪涌保护电路；2、三相半控整流桥；3、DC_LINK滤波储能回路；4、IGBT放电控制电路；5、放电电流检测板；6、焊接变压器；7、IGBT驱动放大回路；8、DC-DC开关电源电路；9、IGBT驱动电路及半控桥可控硅控制板；10、主控制板；11、触摸屏。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，一种新型脉冲直流焊接电源，其特征在于：它包括RC三相输入防浪涌保护电路1、三相半控整流桥2、DC_LINK滤波储能回路3、IGBT放电控制电路4、放电电流检测板5、焊接变压器6、IGBT驱动放大回路7、DC-DC开关电源电路8、IGBT驱动电路及半控桥可控硅控制板9、主控制板10和触摸屏11。
其工作步骤为：
RC三相输入防浪涌保护电路1输入到三相半控整流桥2进行整流；
三相半控整流桥2利用三只整流二极管和三只可控硅组成整流回路，把交流电变成直流电，给DC_LINK滤波储能回路3充电，在初始充电时，由于DC_LINK滤波储能回路3的电容器组处于虚短路状态，为保护电容器组、充电变压器和整流回路，利用Rac电阻(Rac)和RC三相输入防浪涌保护电路1进行限流充电；
DC_LINK滤波储能回路3中的电容电压达到200V电压时，DC-DC开关电源电路8开始工作；
DC-DC开关电源电路8工作之后，提供控制电源到主控制板10、IGBT驱动电路及半控桥可控硅控制板9和触摸屏11；
主控制板10初始化完成之后，检测电容电压、散热板温度、变压器温度及个输入信号，如果各种状态没有发生错误，给控制信号到IGBT驱动电路及半控桥可控硅控制板9，令半控桥开始工作，这时电容器组的电压可最高可到560V电压；
当主控制板10输出准备完成信号之后，可以启动脚踏开关。
所述DC_LINK滤波储能回路3由四个电容和两个电阻组成。
所述IGBT放电控制电路4中的MOS管的G极和E极通过导线连接IGBT驱动放大回路7的G1-1和E1-1接口，且这两根导线做成双绞线，所述双绞线外周套设屏蔽环。
所述触摸屏11通过数据线连接主控制板10的通讯接口。
上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (4)

1.一种新型脉冲直流焊接电源，其特征在于：它包括RC三相输入防浪涌保护电路、三相半控整流桥、DC_LINK滤波储能回路、IGBT放电控制电路、放电电流检测板、焊接变压器、IGBT驱动放大回路、DC-DC开关电源电路、IGBT驱动电路及半控桥可控硅控制板、主控制板和触摸屏，其工作步骤为：
RC三相输入防浪涌保护电路输入到三相半控整流桥进行整流；
三相半控整流桥利用三只整流二极管和三只可控硅组成整流回路，把交流电变成直流电，给DC_LINK滤波储能回路充电，在初始充电时，由于DC_LINK滤波储能回路的电容器组处于虚短路状态，为保护电容器组、充电变压器和整流回路，利用Rac电阻和RC三相输入防浪涌保护电路进行限流充电；
DC_LINK滤波储能回路中的电容电压达到200V电压时，DC-DC开关电源电路开始工作；
DC-DC开关电源电路工作之后，提供控制电源到主控制板、IGBT驱动电路及半控桥可控硅控制板和触摸屏；
主控制板初始化完成之后，检测电容电压、散热板温度、变压器温度及个输入信号，如果各种状态没有发生错误，给控制信号到IGBT驱动电路及半控桥可控硅控制板，令半控桥开始工作，这时电容器组的电压可最高可到560V电压；
当主控制板输出准备完成信号之后，可以启动脚踏开关。
2.根据权利要求1所述的新型脉冲直流焊接电源，其特征在于：所述DC_LINK滤波储能回路由四个电容和两个电阻组成。
3.根据权利要求2所述的新型脉冲直流焊接电源，其特征在于：所述IGBT放电控制电路中的MOS管的G极和E极通过导线连接IGBT驱动放大回路的G1-1和E1-1接口，且这两根导线做成双绞线，所述双绞线外周套设屏蔽环。
4.根据权利要求3所述的新型脉冲直流焊接电源，其特征在于：所述触摸屏通过数据线连接主控制板的通讯接口。
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