CN112091369A - 一种逆变焊机保护电路及电焊机 - Google Patents

Abstract

一种逆变焊机保护电路及电焊机，其通过输入电压检测电路检测输入电压信号以生成输入电压检测信号；控制电路根据输入电压检测信号生成开关控制信号、校正使能信号及逆变控制信号；过压保护电路根据输入电压信号大于第一电压阈值生成第一保护信号以断开第一直流电，且根据开关控制信号控制第一直流电的通断状态；电流调节电路根据第一直流电的断开对整流电路输出的整流电压信号进行调节；功率校正电路根据校正使能信号和第二直流电对整流电压信号进行功率校正生成校正电压信号；逆变整流电路根据逆变控制信号对校正电压信号进行逆变整流生成驱动电压信号；实现开机浪涌保护，实现现硬件和软件双重过压保护，提高了过压保护的稳定性和可靠性。

Description

一种逆变焊机保护电路及电焊机

技术领域

本申请属于电路保护技术领域，尤其涉及一种逆变焊机保护电路及电焊机。

背景技术

逆变焊机指的是采用逆变技术的弧焊电源，其工作原理为市电交流电压经过整流模块整流、PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)电路功率校正、电容滤波储能变成高压直流电，直流电经过逆变单元变成高频交流方波，交流方波通过主变压器降压之后，再次经过二极管整流、电感滤波转换成低压大电流直流电输出。

目前，传统的带PFC电路的逆变焊机一般时序较为复杂，上电时序不当，或控制不及时很容易导致电路损坏，对此，通常采用PFC电感串联升压二极管后再并联保护二极管来实现对电路的保护，但是该方法由于升压二极管是快恢复二极管，承受浪涌电流的能力较弱；另外，在开机瞬间，滤波电容的电压尚未建立，由于对大电容充电，通过PFC电感的电流较大，有可能在接通瞬间是正弦波的最大值，由于大电流此时PFC电感很容易磁饱和，一旦磁饱和且PFC电路在工作，那么PFC开关管电流将会失去限制，导致烧坏PFC开关管。

因此，传统的技术方案中存在需要设计保护二极管对升压二极管进行保护，且保护稳定性差，用电安全性低，以及保护功能单一的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种逆变焊机保护电路及电焊机，旨在解决传统的带PFC电路的逆变焊机技术方案中存在的需要设计保护二极管对升压二极管进行保护，且保护稳定性差，用电安全性低，以及保护功能单一的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种逆变焊机保护电路，与输入电源连接，所述逆变焊机保护电路包括：

交流整流电路，与所述输入电源连接，配置为对所述输入电源提供的输入电压信号进行整流以生成整流电压信号；

输入电压检测电路，与所述输入电源连接，配置为对所述输入电压信号进行检测以生成输入电压检测信号；

控制电路，与所述输入电压检测电路连接，配置为根据所述输入电压检测信号生成开关控制信号、校正使能信号以及逆变控制信号；

过压保护电路，与所述输入电源、所述控制电路以及所述交流整流电路连接，配置为检测所述输入电压信号，并根据所述输入电压信号大于第一电压阈值时生成第一保护信号以断开第一直流电，且根据所述开关控制信号控制所述第一直流电的通断状态；

电流调节电路，与所述输入电源、所述过压保护电路以及所述交流整流电路连接，配置为根据所述第一直流电的断开状态对所述整流电压信号对应的电流进行调节；

功率校正电路，与所述交流整流电路和所述控制电路连接，配置为根据所述校正使能信号和第二直流电对所述整流电压信号进行功率因数校正以生成校正电压信号；

逆变整流电路，与所述控制电路和所述功率校正电路连接，配置为根据所述逆变控制信号对所述校正电压信号进行逆变和整流处理以生成驱动电压信号。

在其中一个实施例中，所述控制电路还配置为根据所述输入电压检测信号生成报警提示信号，所述逆变焊机保护电路还包括：

显示报警电路，与所述控制电路连接，配置为根据所述报警提示信号进行显示以报警提示。

在其中一个实施例中，所述逆变焊机保护电路还包括：

辅助电源电路，与所述输入电源、所述输入电压检测电路、所述过压保护电路以及所述功率校正电路连接，配置为根据所述输入电压信号生成反馈电压信号、所述第一直流电以及所述第二直流电；所述输入电压检测电路还配置为对所述反馈电压信号进行检测以生成所述输入电压检测信号。

在其中一个实施例中，所述过压保护电路包括：

防反接单元，与所述输入电源和所述交流整流电路连接，配置为防止所述输入电压信号反接；

过压检测单元，与所述防反接单元连接，配置为对所述输入电压信号进行检测，并根据所述输入电压信号大于所述第一电压阈值时导通所述输入电压信号；

隔离开关单元，与所述过压检测单元、所述输入电源、所述电流调节电路、所述控制电路以及所述交流整流电路连接，配置为根据所述输入电压信号生成所述第一保护信号以断开所述第一直流电。

在其中一个实施例中，所述功率校正电路包括：

驱动开关单元，与所述控制电路连接，配置为根据所述校正使能信号控制所述第二直流电的导通与断开状态；

校正控制单元，与所述驱动开关单元连接，配置为根据所述第二直流电生成校正控制信号；

功率校正单元，与所述交流整流电路、所述校正控制单元以及所述逆变整流电路连接，配置为根据所述校正控制信号对所述整流电压信号进行功率因数校正以生成校正电压信号。

在其中一个实施例中，所述电流调节电路包括：热敏电阻；其中，所述热敏电阻的第一端与所述过压保护电路和所述输入电源连接，所述热敏电阻的第二端与所述过压保护电路和所述交流整流电路连接。

在其中一个实施例中，所述隔离开关单元包括：第一光电耦合器、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一二极管、第二二极管、第一三极管、第二三极管以及第一继电器；其中，所述第一电容的第一端、所述第一二极管的阴极以及所述第一光电耦合器的阳极端共接于所述过压检测单元，所述第一电容的第二端、所述第一二极管的阳极以及所述第一光电耦合器的阴极端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述电流调节电路连接，所述第一光电耦合器的发射极端与电源地连接，所述第一光电耦合器的集电极端与所述第三电阻的第一端和所述第一三极管的基极连接，所述第三电阻的第二端、所述第四电阻的第一端以及所述第二电容的第一端共接于所述功率校正电路，所述第四电阻的第二端和所述第二电容的第二端与电源地连接，所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的基极连接，所述第一三极管的集电极与所述第一继电器的继电器线圈的第一端、所述第二二极管的阳极以及所述第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的发射极与电源地连接，所述继电器线圈的第二端和所述第二二极管的阴极共接于第一直流电端，所述第一继电器的继电器常开开关的第一端与所述第二电阻的第二端连接，所述继电器常开开关的第二端与所述交流整流电路连接。

在其中一个实施例中，所述驱动开关单元包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻、第三二极管、第一场效应管、第三三极管以及第二光电耦合器；其中，所述第三二极管的阳极与第二直流电端连接，所述第三二极管的阴极与所述第一场效应管的漏极连接，所述第一场效应管的源极和所述第五电阻的第一端共接于所述功率校正电路，所述第一场效应管的栅极与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端和所述第五电阻的第二端与所述第二光电耦合器的集电极端连接，所述第二光电耦合器的发射极端与电源地连接，所述第二光电耦合器的阳极端与所述第六电阻的第二端连接，所述第六电阻的第一端与第一直流电端连接，所述第二光电耦合器的阴极端与所述第三三极管的集电极连接，所述第三三极管的发射极与电源地连接，所述第三三极管的基极与所述控制电路连接。

在其中一个实施例中，所述输入电压检测电路包括：第四二极管、第五二极管、第八电阻以及第九电阻；其中，所述第四二极管的阳极和所述第五二极管阴极共接于所述辅助电源电路，所述第四二极管的阴极与所述第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端和所述第九电阻的第一端共接于所述控制电路，所述第九电阻的第二端与电源地连接。

本申请实施例的第二方面提供了一种电焊机，所述电焊机包括如上述任一项所述的逆变焊机保护电路。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的一种逆变焊机保护电路，其通过交流整流电路对输入电源提供的输入电压信号进行整流以生成整流电压信号；输入电压检测电路对输入电压信号进行检测以生成输入电压检测信号；控制电路根据输入电压检测信号生成开关控制信号、校正使能信号以及逆变控制信号；过压保护电路对输入电压信号进行检测，并根据输入电压信号大于第一电压阈值时生成第一保护信号以断开第一直流电，且根据开关控制信号控制第一直流电的通断状态；电流调节电路根据第一直流电的断开状态对整流电压信号对应的电流进行调节；功率校正电路根据校正使能信号和第二直流电对整流电压信号进行功率因数校正以生成校正电压信号；逆变整流电路根据逆变控制信号对校正电压信号进行逆变和整流处理以生成驱动电压信号；实现对开机浪涌进行保护，以防止逆变焊机开机之初逆变整流电路中的大电解电容电压突变将会产生的极大的浪涌电流损坏电路元器件，还能够实现硬件和软件双重过压保护，不需要使用保护二极管，提高了过压保护的稳定性和安全可靠性。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的逆变焊机保护电路的一种结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的逆变焊机保护电路的另一种结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的逆变焊机保护电路的另一种结构示意图；

图4为本申请一实施例提供的逆变焊机保护电路的另一种结构示意图；

图5为本申请一实施例提供的逆变焊机保护电路的另一种结构示意图；

图6为本申请一实施例提供的逆变焊机保护电路的一种示例电路原理图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图1示出了本申请第一实施例提供的逆变焊机保护电路的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

请参阅图1，一种逆变焊机保护电路，与输入电源01连接，逆变焊机保护电路包括：输入电压检测电路11、控制电路12、过压保护电路13、电流调节电路14、交流整流电路15、功率校正电路16以及逆变整流电路17。

交流整流电路15，与输入电源01连接，配置为对输入电源01提供的输入电压信号进行整流以生成整流电压信号；输入电压检测电路11，与输入电源01连接，配置为对输入电压信号进行检测以生成输入电压检测信号；控制电路12，与输入电压检测电路11连接，配置为根据输入电压检测信号生成开关控制信号、校正使能信号以及逆变控制信号；过压保护电路13，与输入电源01、控制电路12以及交流整流电路15连接，配置为对输入电压信号进行检测，并根据输入电压信号大于第一电压阈值时生成第一保护信号以断开第一直流电，且根据开关控制信号控制第一直流电的通断状态；电流调节电路14，与输入电源01、过压保护电路13以及交流整流电路15连接，配置为根据第一直流电的断开状态对整流电压信号对应的电流进行调节；功率校正电路16，与交流整流电路15和控制电路12连接，配置为根据校正使能信号和第二直流电对整流电压信号进行功率因数校正以生成校正电压信号；逆变整流电路17，与控制电路12和功率校正电路16连接，配置为根据逆变控制信号对校正电压信号进行逆变和整流处理以生成驱动电压信号。

具体实施中，可选的，输入电源01为交流电，通过交流整流电路15对交流电进行整流以生成整流电压信号，整流电压信号经功率校正电路16进行功率因数校正等处理以生成校正电压信号，逆变整流电路17对校正电压信号进行逆变和整流等处理以生成驱动电压信号，驱动电压信号为低压大电流直流电，以驱动负载。电流调节电路14具体与输入电源01的负输出端、过压保护电路13的第二端和第三端以及交流整流电路15的负输入端连接。过压保护电路13的第一端和输入电源01的正输出端和交流整流电路15的正输入端连接。逆变焊机启动时，过压保护电路13根据未接收到开关控制信号和未生成第一保护信号断开第一直流电，也即启动时过压保护电路13默认保持断开第一直流电的状态，通过串接在交流整流电路15的负输入端和输入电源01的负输出端之间的电流调节电路14对开机浪涌电流进行吸收，从而对输入的电流进行调节，进而对整流电压信号对应的电流进行调节，实现对电路中的元器件进行开机浪涌保护。启动过程结束，由控制电路12根据输入电压检测信号小于第二电压阈值生成并输出第一开关控制信号、第一校正使能信号以及第一逆变使能信号，过压保护电路13根据第一开关控制信号控制导通第一直流电，从而使得过压保护电路13短路电流调节电路14，断开电流调节电路14对整流电压信号的调节；同时，功率校正电路16根据第一校正使能信号连通第二直流电，并根据第二直流电对整流电压信号进行功率因数校正生成校正电压信号，逆变整流电路17根据第一逆变控制信号对校正电压信号进行逆变和整流等处理以生成驱动电压信号，实现输入电压信号不过压的情况下的正常工作。在正常工作过程中，一方面由过压保护电路13对输入电压信号的大小进行检测，并根据输入电压信号大于第一电压阈值(即过压)时生成第一保护信号以断开第一直流电，过压保护电路13不短路电流调节电路14，通过电流调节电路14对输入电压信号对应的电流进行吸收，从而对整流电压信号进行调节，当调节整流电压信号至很小(接近零)时，可视为交流整流电路15为开路，此时后级的功率校正电路16和逆变整流电路17等不会被输入电压信号过压损坏，实现硬件过压保护；此时，另一方面由控制电路12根据输入电压检测电路11生成的输入电压检测信号大于或等于第二电压阈值，判断输入电压信号过大(即过压)时，控制电路12根据输入电压检测信号大于或等于第二电压阈值生成并输出第二开关控制信号、第二校正使能信号以及第二逆变控制信号，过压保护电路13根据第二开关控制信号断开第一直流电，使得电流调节电路14对输入电压信号对应的电流进行吸收，达到对整流电压信号进行调节的目的；同时，功率校正电路16根据第二校正使能信号断开与第二直流电的连接，也即断开第二直流电对功率校正电路16的供电，停止对整流电压信号进行功率因数校正处理，停止生成校正电压信号；逆变整流电路17根据第二逆变控制信号停止对校正电压信号进行逆变处理，停止生成驱动电压信号，实现软件控制的过压保护。

可选的，开关控制信号包括第一开关控制信号和第二开关控制信号，校正使能信号包括第一校正使能信号和第二校正使能信号，逆变控制信号包括第一逆变控制信号和第二逆变控制信号。其中，第一开关控制信号和第二开关控制信号可为不同电平的开关控制信号，例如第一开关控制信号为高电平的开关控制信号，第二开关控制信号为低电平的开关控制信号。可选的，第一电压阈值和第二电压阈值可相同也可不同。

本申请实施例利用过压保护电路和电流调节电路结合输入电压检测电路和控制电路能够实现对开机浪涌进行保护，以防止逆变焊机开机之初逆变整流电路中的大电解电容电压突变将会产生的极大的浪涌电流损坏电路元器件，还能够实现硬件和软件双重过压保护，不需要使用保护二极管，提高了过压保护的稳定性和安全可靠性。

请参阅图2，在其中一个实施例中，控制电路12还配置为根据输入电压检测信号生成报警提示信号，逆变焊机保护电路还包括：显示报警电路18。

显示报警电路18，与控制电路12连接，配置为根据报警提示信号进行显示以报警提示。

具体实施中，显示报警电路18包括显示屏，能够通过显示屏显示报警提示信息，例如报警提示字符、报警提示闪烁页面以及报警提示灯光，等等，提醒用户出现了过压等异常情况，便于用户进行采取安全措施，降低用电安全隐患，提高了逆变焊机保护电路的可靠实用性。

请参阅图3，在其中一个实施例中，逆变焊机保护电路还包括：辅助电源电路19。

辅助电源电路19，与输入电源01、输入电压检测电路11、过压保护电路13以及功率校正电路16连接，配置为根据输入电压信号生成反馈电压信号、第一直流电以及第二直流电；输入电压检测电路11还配置为对反馈电压信号进行检测以生成输入电压检测信号。

具体实施中，辅助电源电路19对输入电压信号进行整流和变压等处理，以生成反馈电压信号、第一直流电以及第二直流电。第一直流电用于对过压保护电路13等供电；第二直流电用于对功率校正电路16进行供电。在本实施例中，输入电压检测电路11对辅助电源电路19输出的反馈电压信号进行检测，以生成输入电压检测信号并输出至控制电路12，达到对输入电压进行检测和监控的目的。经过对输入电压信号进行整流和变压后生成的反馈电压信号为直流信号，且电压值小于输入电压信号对应的电压值，因此对反馈电压信号进行检测以实现对输入电压信号的检测，提高了对输入的电压进行检测的精度和安全性。

在其中一个实施例中，第一直流电和第二直流电还可由其他电压转换电路或者电源适配器提供。

请参阅图4，在其中一个实施例中，过压保护电路13包括：防反接单元131、过压检测单元132、隔离开关单元133以及涌抑制单元134。

防反接单元131，与输入电源01和交流整流电路15连接，配置为防止输入电压信号反接；过压检测单元132，与防反接单元131连接，配置为对输入电压信号进行检测，并根据输入电压信号大于第一电压阈值时导通输入电压信号；隔离开关单元133，与过压检测单元132、输入电源01、电流调节电路14、控制电路12以及交流整流电路15连接，配置为根据输入电压信号生成第一保护信号以断开第一直流电。

具体实施中，防反接单元131具有单向导电性，能够防止输入电压信号反接，从而对逆变焊机保护电路和输入电源01进行反接保护。逆变焊机启动时，未出现过压，过压检测单元132不导通输入电压信号，隔离开关单元133为断开第一直流电的状态，通过电流调节电路14对开机浪涌电流进行吸收，实现对电路中的元器件进行开机浪涌保护。启动结束后的正常工作过程中，当过压检测单元132对输入电压信号进行检测，并根据输入电压信号大于第一电压阈值时导通输入电压信号至隔离开关单元133，隔离开关单元133根据输入电压信号生成第一保护信号以断开第一直流电，使得隔离开关单元133中的开关为断开状态，从而不短路电流调节电路，通过电流调节电路14对输入电压信号对应的电流进行吸收，进而对整流电压信号进行调节；此时，控制电路12根据输入电压检测信号生成低电平的第一开关控制信号或者不生成开关控制信号，以使第一直流电保持为断开状态；当电流调节电路14调节整流电压信号至很小(接近零)时，可视为交流整流电路15为开路，此时后级的功率校正电路16和逆变整流电路17等不会被输入电压信号过压损坏，实现硬件过压保护。

在其中一个实施例中，请参阅图6，防反接单元131包括：二极管D7；其中，二极管D7的阳极与输入电源01的正输出端连接，二极管D7的阴极与过压检测单元132连接。利用二极管D7具有正向导通反向截止的特性，能够保证输入电流单相导通，防止电流倒灌和输入电源01反接对电路中的元器件造成损坏。

在其中一个实施例中，请参阅图6，过压检测单元132包括：压敏电阻RV1；其中，压敏电阻RV1的第一端与防反接单元131连接，具体为：压敏电阻RV1的第一端与二极管D7的阴极连接，压敏电阻RV1的第二端与隔离开关单元133连接。压敏电阻RV1具有非线性伏安特性，压敏电阻RV1的电压阈值为第一电压阈值，当加在压敏电阻RV1上的电压低于其电压阈值时，压敏电阻RV1相当于一个断开状态的开关，当输入电压信号超过其电压阈值(即过压)时，其相当于一个闭合状态的开关，从而导通输入电压信号至隔离开关单元133。

在其中一个实施例中，请参阅图6，隔离开关单元133包括：第一光电耦合器U1、第一电容C3、第二电容C4、第一电阻R3、第二电阻R4、第三电阻R5、第四电阻R6、第一二极管D6、第二二极管D8、第一三极管Q1、第二三极管Q2以及第一继电器RLY1；其中，第一电容C3的第一端、第一二极管D6的阴极以及第一光电耦合器U1的阳极端共接于过压检测单元132，第一电容C3的第二端、第一二极管D6的阳极以及第一光电耦合器U1的阴极端与第一电阻R3的第一端连接，第一电阻R3的第二端与第二电阻R4的第一端连接，第二电阻R4的第二端与电流调节电路14连接，第一光电耦合器U1的发射极端与电源地连接，第一光电耦合器U1的集电极端与第三电阻R5的第一端和第一三极管Q1的基极连接，第三电阻R5的第二端、第四电阻R6的第一端以及第二电容C4的第一端共接于功率校正电路16，第四电阻R6的第二端和第二电容C4的第二端与电源地连接，第一三极管Q1的发射极与第二三极管Q2的基极连接，第一三极管Q1的集电极与第一继电器RLY1的继电器线圈RLY1A的第一端、第二二极管D8的阳极以及第二三极管Q2的集电极连接，第二三极管Q2的发射极与电源地连接，继电器线圈RLY1A的第二端和第二二极管D8的阴极共接于第一直流电端，第一继电器RLY1的继电器常开开关RLY1B的第一端与第二电阻R4的第二端连接，继电器常开开关RLY1B的第二端与交流整流电路15连接。

具体实施中，第一直流电端输出第一直流电，第一直流电的电压可为+24V。第一电容C3的第一端、第一二极管D6的阴极以及第一光电耦合器U1的阳极端与压敏电阻RV1的第二端连接。其中，第一二极管D6和第二二极管D8能够对第一光电耦合器U1进行反接保护，第一电阻R3和第二电阻R4为限流电阻，能够对第一光电耦合器U1和电流调节电路14等进行限流保护，第一电容C3对输入电压信号进行滤波降噪处理，以提高电路的稳定性。第一继电器RLY1为控制缓启动的介质，第一三极管Q1和第二三极管Q2两个三极管构成达林顿管增强开关控制信号，以增强对第一继电器RLY1的驱动能力。第三电阻R5作为驱动第一三极管Q1和第二三极管Q2的电阻，也具有分压限流保护作用。第四电阻R6和第二电容C4共同构成为RC滤波电路，对开关控制信号进行滤波降噪处理，防止三极管(即第一三极管Q1和第二三极管Q2)误动作，以提高过压保护的控制精度。第一光电耦合器U1和第一继电器RLY1既起到光电隔离作用又起到硬件上的过压控制与过压保护作用。

在其中一个实施例中，请参阅图6，交流整流电路15包括整流桥BR1和整流桥BR2，以对输入电压信号进行整流处理以生成整流电压信号。

在其中一个实施例中，电流调节电路14包括：至少一个热敏电阻；其中，至少一个热敏电阻的第一端与过压保护电路13和输入电源01连接，至少一个热敏电阻的第二端与过压保护电路13和交流整流电路13连接。

例如，请参阅图6，电流调节电路14包括三个并联的热敏电阻，即热敏电阻RT1、热敏电阻RT2以及热敏电阻RT3，热敏电阻RT1的第一端、热敏电阻RT2的第一端以及热敏电阻RT3的第一端共接于第二电阻R4的第二端、继电器常开开关RLY1B的第一端以及输入电源01的负输出端，热敏电阻RT1的第二端、热敏电阻RT2的第二端以及热敏电阻RT3的第二端共接于继电器常开开关RLY1B的第二端和交流整流电路15的负输入端，通过三个并联的热敏电阻能够减小电路发热量同时限制浪涌电流，对输入电压信号对应的电流进行调节，从而对整流电压信号对应的电流进行调节。

请参阅图5，在其中一个实施例中，功率校正电路包括：驱动开关单元161、校正控制单元162以及功率校正单元163。

驱动开关单元161，与控制电路12连接，配置为根据校正使能信号控制第二直流电的导通与断开状态；校正控制单元162，与驱动开关单元161连接，配置为根据第二直流电生成校正控制信号；功率校正单元163，与交流整流电路15、校正控制单元162以及逆变整流电路17连接，配置为根据校正控制信号对整流电压信号进行功率因数校正以生成校正电压信号。

具体实施中，控制电路12根据输入电压检测信号小于第二电压阈值生成并输出第一开关控制信号、第一校正使能信号以及第一逆变使能信号；控制电路12根据输入电压检测信号大于或等于第二电压阈值(即过压)生成并输出第二开关控制信号、第二校正使能信号以及第二逆变控制信号。驱动开关单元161根据第一校正使能信号控制连通第二直流电对校正控制单元162的供电，使得校正控制单元162根据连通的第二直流电生成校正控制信号，以控制功率校正单元163对整流电压信号进行功率因数校正等处理生成校正电压信号并输出至逆变整流电路17，逆变整流电路17根据第一逆变使能信号对校正电压信号进行逆变与整流处理以生成驱动电压信号；驱动开关单元161根据第二校正使能信号断开第二直流电对校正控制单元162的供电，使得校正控制单元162不生成校正控制信号，功率校正单元163不对整流电压信号进行功率因数校正等处理，停止生成校正电压信号，逆变整流电路17根据第二逆变使能信号停止输出驱动电压信号。

具体实施中，控制电路12还可根据输入电压检测信号大于或等于第二电压阈值停止生成第二逆变控制信号，从而控制逆变整流电路17停止对校正电压信号进行逆变与整流处理，停止生成并输出驱动电压信号。

请参阅图6，在其中一个实施例中，驱动开关单元161包括：第五电阻R7、第六电阻R8、第七电阻R9、第三二极管D9、第一场效应管VT1、第三三极管Q3以及第二光电耦合器U2；其中，第三二极管D9的阳极与第二直流电端连接，第三二极管D9的阴极与第一场效应管VT1的漏极连接，第一场效应管VT1的源极和第五电阻R7的第一端共接于功率校正电路16，第一场效应管VT1的栅极与第七电阻R9的第一端连接，第七电阻R9的第二端和第五电阻R7的第二端与第二光电耦合器U2的集电极端连接，第二光电耦合器U2的发射极端与电源地连接，第二光电耦合器U2的阳极端与第六电阻R8的第二端连接，第六电阻R8的第一端与第一直流电端连接，第二光电耦合器U2的阴极端与第三三极管Q3的集电极连接，第三三极管Q3的发射极与电源地连接，第三三极管Q3的基极与控制电路12连接。

具体实施中，第二直流电端输出第二直流电，第二直流电的电压为+15V。第三二极管D9的阳极接入第二直流电，并能对第二直流电进行整流后输出，第一场效应管VT1的源极和第五电阻R7的第一端共接于校正控制单元162，从第一场效应管VT1的源极输出整流后的第二直流电对校正控制单元162供电。第三三极管Q3的基极串接电阻R01之后再与控制电路12连接，且第三三极管Q3的基极与电阻R01的第一端和电阻R02的第一端连接，电阻R01的第二端与控制电路12连接，电阻R02的第二端与电源地连接，通过电阻R01和电阻R02能够对第三三极管Q3进行分压限流保护。

在其中一个实施例中，校正控制单元162包括PFC控制芯片，例如ICE3PCS03G，能够在第二直流电的供电下生成校正控制信号，通过校正控制信号控制功率校正单元163对整流电压信号进行功率因数校正等处理以生成校正电压信号。

在其中一个实施例中，请参阅图6，功率校正单元163包括：第一电感L1、升压二极管D2、电阻R1、电阻R2以及第一IGBT管G3和第二IGBT管G4；其中，第一IGBT管G3和第二IGBT管G4作为功率校正开关管，第一IGBT管G3的控制端和第二IGBT管G4的控制端与功率校正控制单元162连接，根据校正控制信号对流经第一电感L1之后的整流电压信号进行功率因数校正等处理以生成原始校正电压信号，原始校正电压信号经升压二极管D2进行升压处理后生成校正电压信号并输出至逆变整流电路17。

可选的，升压二极管D2可由多个二极管并联构成的升压二极管组替代。

请参阅图6，在其中一个实施例中，输入电压检测电路11包括：第四二极管D10、第五二极管D11、第八电阻R10以及第九电阻R11；其中，第四二极管D10的阳极和第五二极管D11阴极共接于辅助电源电路19，第四二极管D10的阴极与第八电阻R10的第一端连接，第八电阻R10的第二端和第九电阻R11的第一端共接于控制电路12，第九电阻R11的第二端与电源地连接。

具体实施中，第四二极管D10的阳极和第五二极管D11阴极共同构成为输入电压检测电路11的反馈电压信号输入端，第四二极管D10和第五二极管D11对反馈电压信号进行整流以生成整流正负电压，第八电阻R10和第九电阻R11对整流正电压进行限流和分压以生成输入电压检测信号，并使得输入电压检测信号都在控制电路12的允许电压范围内。

请参阅图6，在其中一个实施例中，逆变整流电路17包括滤波储能电容C1、逆变IGBT管(例如IGBT管G1、IGBT管G2、IGBT管G5以及IGBT管G6)、变压器T1以及整流二极管D4和整流二极管D6，各组成部分之间的连接关系请参见图6；其中，滤波储能电容C1为大电容容量的电解电容。具体实施中，控制电路12可通过总线通信方式，例如I2C总线等，将逆变控制信号发送至各个逆变IGBT管的控制端，以控制逆变IGBT管对校正电压信号进行逆变处理。

在其中一个实施例中，控制电路12可为单片机或PLC可编程控制器等，能够对输入电压检测信号进行计算、分析、比较及判断等处理，并根据输入电压检测信号和其他控制信号生成开关控制信号、校正使能信号以及逆变控制信号，以对正常工作状态、过压异常状态等进行相关控制，同时对过压等异常状态进行显示控制以报警提示。

以下将结合图6对逆变焊机保护电路的工作原理做简单说明：

启动时，由于第一继电器RLY1的继电器线圈RLY1A未通电故而继电器常开开关RLY1B为断开状态，使得输入电压信号对应的电流先流过电流调节电路14中的热敏电阻(RT1、RT2、RT3)，通过热敏电阻对输入的电流进行限制，抑制浪涌电流，减小流经整流桥BR1和整流桥BR2的电流，对应减小流经第一电感L1、升压二极管D1以及功率校正开关管(即第一IGBT管G3和第二IGBT管G4)的电流，保护交流整流电路15、功率校正单元163以及逆变整流电路17中的元器件不被过流或浪涌电流损坏。

当启动过程结束后，由单片机输出第一开关控制信号控制第一三极管Q1和第二三极管Q2导通，第一继电器RLY1的继电器线圈RLY1A导通第一直流电，使得继电器常开开关RLY1B闭合，从而短路热敏电阻(RT1、RT2、RT3)，进入正常工作状态。启动后的正常工作过程中，单片机根据输入电压检测信号小于第二电压阈值(也即不过压)生成第一开关控制信号、第一校正使能信号以及第一逆变使能信号；第一开关控制信号用于控制继电器线圈RLY1A得电(即导通第一直流电)以使继电器常开开关RLY1B闭合，从而短路热敏电阻(RT1、RT2、RT3)；第一校正使能信号使能第三三极管Q3导通，从而通过第二光电耦合器U2驱动第一场效应管VT1导通第二直流电(+15V)至校正控制单元162，以对校正控制单元162(如PFC控制芯片)供电，校正控制单元162根据第二直流电的供电生成功率校正控制信号，以控制功率校正开关管(即第一IGBT管G3和第二IGBT管G4)对流经第一电感L1之后的整流电压信号进行功率因数校正等处理以生成原始校正电压信号，原始校正电压信号经升压二极管D2进行升压处理后生成校正电压信号；第一逆变使能信号用于控制逆变IGBT管(即IGBT管G1、IGBT管G2、IGBT管G5以及IGBT管G6)对校正电压信号进行逆变处理以生成逆变电压信号，逆变电压信号经变压器T1进行变压，再经整流二极管D4和整流二极管D6进行整流后输出驱动电压信号。

启动后的正常工作过程中，当输入电压信号大于第一电压阈值，即过压时，压敏RV1导通，此时第一光电耦合器U1的原边发光二极管导通，从第一光电耦合器U1的集电极端输出第一保护信号，第一保护信号快速拉低第一三极管Q1的基极电平，使得第一三极管Q1和第二三极管Q2截止，从而快速断开第一直流电与电源地之间的连接，使得第一继电器RLY1的继电器线圈RLY1A掉电，继电器常开开关RLY1B断开，输入电压信号对应的电流流经热敏电阻(RT1、RT2、RT3)，由于热敏电阻随着温度上升而电阻增大，通过热敏电阻将极大的减缓充电速度，当热敏电阻阻值到达百兆级别，变压整流电路15可视为开路，此时后级的电路(例如功率校正电路16和逆变整流电路17等)不会被损坏，实现硬件过压保护；同时，控制电路12根据输入电压检测信号大于或等于第二电压阈值，判断输入电压信号过大(即过压)时，生成并输出第二开关控制信号、第二校正使能信号以及第二逆变控制信号；第二开关控制信号拉低第一三极管Q1的基极电平，控制继电器线圈RLY1A掉电以使继电器常开开关RLY1B断开，从而使得输入电压信号对应的电流流经热敏电阻(RT1、RT2、RT3)，通过热敏电阻对电流进行限制，从而对整流电压信号对应的电流进行调节；第二校正使能信号使能第三三极管Q3截止，从而通过第二光电耦合器U2使得第一场效应管VT1截止，断开第二直流电(+15V)对校正控制单元162(如PFC控制芯片)的供电，校正控制单元162掉电后停止生成功率校正控制信号，停止对流经第一电感L1之后的整流电压信号进行功率因数校正等处理，从而停止生成校正电压信号；第二逆变控制信号控制逆变IGBT管(即IGBT管G1、IGBT管G2、IGBT管G5以及IGBT管G6)停止对校正电压信号进行逆变处理而停止输出驱动电压信号，实现软件控制的过压保护。

本申请的第二方面提供了一种电焊机，电焊机包括如上述任一项所述的逆变焊机保护电路。

具体实施中，电焊机可为逆变电焊机，能够对输入的市电进行处理以生成低压大电流直流电，从而加载于被焊接设备上进行焊接。

本申请实施例能够实现对开机浪涌进行保护以防止开机浪涌损坏电路元器件，有效避免上电时序不当或控制不及时导致的电路损坏，还能够实现硬件和软件双重过压保护，不需要使用保护二极管，提高了过压保护的稳定性和安全可靠性。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块、电路的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块、电路完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块或电路，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块、电路可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块、电路的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种逆变焊机保护电路，与输入电源连接，其特征在于，所述逆变焊机保护电路包括：

交流整流电路，与所述输入电源连接，配置为对所述输入电源提供的输入电压信号进行整流以生成整流电压信号；

输入电压检测电路，与所述输入电源连接，配置为对所述输入电压信号进行检测以生成输入电压检测信号；

控制电路，与所述输入电压检测电路连接，配置为根据所述输入电压检测信号生成开关控制信号、校正使能信号以及逆变控制信号；

过压保护电路，与所述输入电源、所述控制电路以及所述交流整流电路连接，配置为检测所述输入电压信号，并根据所述输入电压信号大于第一电压阈值时生成第一保护信号以断开第一直流电，且根据所述开关控制信号控制所述第一直流电的通断状态；

电流调节电路，与所述输入电源、所述过压保护电路以及所述交流整流电路连接，配置为根据所述第一直流电的断开状态对所述整流电压信号对应的电流进行调节；

功率校正电路，与所述交流整流电路和所述控制电路连接，配置为根据所述校正使能信号和第二直流电对所述整流电压信号进行功率因数校正以生成校正电压信号；

逆变整流电路，与所述控制电路和所述功率校正电路连接，配置为根据所述逆变控制信号对所述校正电压信号进行逆变和整流处理以生成驱动电压信号。

2.如权利要求1所述的逆变焊机保护电路，其特征在于，所述控制电路还配置为根据所述输入电压检测信号生成报警提示信号，所述逆变焊机保护电路还包括：

显示报警电路，与所述控制电路连接，配置为根据所述报警提示信号进行显示以报警提示。

3.如权利要求1所述的逆变焊机保护电路，其特征在于，所述逆变焊机保护电路还包括：

辅助电源电路，与所述输入电源、所述输入电压检测电路、所述过压保护电路以及所述功率校正电路连接，配置为根据所述输入电压信号生成反馈电压信号、所述第一直流电以及所述第二直流电；所述输入电压检测电路还配置为对所述反馈电压信号进行检测以生成所述输入电压检测信号。

4.如权利要求1所述的逆变焊机保护电路，其特征在于，所述过压保护电路包括：

防反接单元，与所述输入电源和所述交流整流电路连接，配置为防止所述输入电压信号反接；

过压检测单元，与所述防反接单元连接，配置为对所述输入电压信号进行检测，并根据所述输入电压信号大于所述第一电压阈值时导通所述输入电压信号；

隔离开关单元，与所述过压检测单元、所述输入电源、所述电流调节电路、所述控制电路以及所述交流整流电路连接，配置为根据所述输入电压信号生成所述第一保护信号以断开所述第一直流电。

5.如权利要求1所述的逆变焊机保护电路，其特征在于，所述功率校正电路包括：

驱动开关单元，与所述控制电路连接，配置为根据所述校正使能信号控制所述第二直流电的导通与断开状态；

校正控制单元，与所述驱动开关单元连接，配置为根据所述第二直流电生成校正控制信号；

功率校正单元，与所述交流整流电路、所述校正控制单元以及所述逆变整流电路连接，配置为根据所述校正控制信号对所述整流电压信号进行功率因数校正以生成校正电压信号。

6.如权利要求1所述的逆变焊机保护电路，其特征在于，所述电流调节电路包括：至少一个热敏电阻；其中，所述至少一个热敏电阻的第一端与所述过压保护电路和所述输入电源连接，所述至少一个热敏电阻的第二端与所述过压保护电路和所述交流整流电路连接。

7.如权利要求4所述的逆变焊机保护电路，其特征在于，所述隔离开关单元包括：第一光电耦合器、第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一二极管、第二二极管、第一三极管、第二三极管以及第一继电器；其中，所述第一电容的第一端、所述第一二极管的阴极以及所述第一光电耦合器的阳极端共接于所述过压检测单元，所述第一电容的第二端、所述第一二极管的阳极以及所述第一光电耦合器的阴极端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述电流调节电路连接，所述第一光电耦合器的发射极端与电源地连接，所述第一光电耦合器的集电极端与所述第三电阻的第一端和所述第一三极管的基极连接，所述第三电阻的第二端、所述第四电阻的第一端以及所述第二电容的第一端共接于所述功率校正电路，所述第四电阻的第二端和所述第二电容的第二端与电源地连接，所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的基极连接，所述第一三极管的集电极与所述第一继电器的继电器线圈的第一端、所述第二二极管的阳极以及所述第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的发射极与电源地连接，所述继电器线圈的第二端和所述第二二极管的阴极共接于第一直流电端，所述第一继电器的继电器常开开关的第一端与所述第二电阻的第二端连接，所述继电器常开开关的第二端与所述交流整流电路连接。

8.如权利要求5所述的逆变焊机保护电路，其特征在于，所述驱动开关单元包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻、第三二极管、第一场效应管、第三三极管以及第二光电耦合器；其中，所述第三二极管的阳极与第二直流电端连接，所述第三二极管的阴极与所述第一场效应管的漏极连接，所述第一场效应管的源极和所述第五电阻的第一端共接于所述功率校正电路，所述第一场效应管的栅极与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端和所述第五电阻的第二端与所述第二光电耦合器的集电极端连接，所述第二光电耦合器的发射极端与电源地连接，所述第二光电耦合器的阳极端与所述第六电阻的第二端连接，所述第六电阻的第一端与第一直流电端连接，所述第二光电耦合器的阴极端与所述第三三极管的集电极连接，所述第三三极管的发射极与电源地连接，所述第三三极管的基极与所述控制电路连接。

9.如权利要求3所述的逆变焊机保护电路，其特征在于，所述输入电压检测电路包括：第四二极管、第五二极管、第八电阻以及第九电阻；其中，所述第四二极管的阳极和所述第五二极管阴极共接于所述辅助电源电路，所述第四二极管的阴极与所述第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端和所述第九电阻的第一端共接于所述控制电路，所述第九电阻的第二端与电源地连接。

10.一种电焊机，其特征在于，所述电焊机包括如权利要求1至9任一项所述的逆变焊机保护电路。

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