CN203056975U - 一种等离子切割机的电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种等离子切割机的电源电路，属于电子技术领域。它解决了现有的电源电路输出端高频电压容易损坏元器件的存在安全隐患。本等离子切割机的电源电路，包括全桥整流电路、电容滤波电路、逆变电路、变压器和半桥整流电路，全桥整流电路与电容滤波电路连接，电容滤波电路与逆变电路连接，逆变电路与变压器连接，变压器与半桥整流电路连接，半桥整流电路的输出端为本电源电路的正极输出端，在半桥整流电路的输出端上并联有压敏电阻Rv和双向二极管D，双向二极管D的两个正极引脚与压敏电阻Rv并联，双向二极管D的负极引脚为本电源电路的负极输出端。该等离子切割机的电源电路可有效抵消高频电压保护元器件，使机械性能更加稳定。

Description

一种等离子切割机的电源电路

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，涉及一种等离子切割机的电源电路。

背景技术

等离子切割机是借助等离子切割技术对金属材料进行加工的机械，是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属部分或局部熔化和蒸发，并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法。等离子是加热到极高温度并被高度电离的气体，它将电弧功率将转移到工件上，高热量使工件熔化并被吹掉，形成等离子弧切割的工作状态。

等离子切割机的原理：压缩空气进入割炬后由气室分配两路，即形成等离子气体及辅助气体。等离子气体弧起熔化金属作用，而辅助气体则冷却割炬的各个部件并吹掉已熔化的金属。切割电源包括主电路及控制电路两部分，电气原理：主电路包括接触器，高漏抗的三相电源变压器，三相桥式整流器，高频引弧线圈等组成。由高漏抗引成陡将的电源外特性，主电路的供电由接触器控制；气体的通短由电磁阀控制；由控制电路控制高频振荡器引燃电弧，并在电弧建立后使高频停止工作。

等离子切割机输出电压高，引弧高频瞬间电压达到15KV以上，而现有的切割机电源在输出端基本没采取保护措施，高频电压产生的大电流存在安全隐患，对电源电路内部元件造成损坏。中国专利公开一种新型等离子切割机电源，其包括有顺次连接的整流电路、电容滤波电路、逆变电路、电感滤波电路、输出电路以及与你变电路连接的隔离驱动电路、与隔离驱动电路连接的控制电路、与输出电路连接的起弧电路。本实用新型目的在于提供一种工作效率高、控制简化、体积小的新型等离子切割机电源。

上述专利提供了一种工作效率高、控制简化、体积小的新型等离子切割机电源，但是输出端高频电压易损坏元器件且存在安全隐患。

发明内容

本实用新型针对现有的技术存在上述问题，提出了一种等离子切割机的电源电路，该等离子切割机的电源电路可有效抵消高频电压保护元器件，使机械性能更加稳定。

本实用新型通过下列技术方案来实现：一种等离子切割机的电源电路，包括全桥整流电路、电容滤波电路、逆变电路、变压器和半桥整流电路，其特征在于，所述的全桥整流电路的输出端与电容滤波电路的输入端连接，所述电容滤波电路的输出端与逆变电路的输入端连接，逆变电路的输出端与变压器的输入端连接，所述变压器的输出端与半桥整流电路的输入端连接，所述半桥整流电路的输出端为本电源电路的正极输出端，在半桥整流电路的输出端上并联有压敏电阻Rv和双向二极管D，所述双向二极管D的两个正极引脚与压敏电阻Rv并联，双向二极管D的负极引脚为本电源电路的负极输出端。

交流电输入后，全桥整流电路将交流电整流成直流电，并通过电容滤波电路对整流后的直流电进行滤波处理，处理后的直流电信号经逆变电路处理将直流电信号重新整流处理成为所需频率的交流电信号，对电源信号进行调频便于变压器对电源信号进行升压处理，该交流电信号经变压器变压，将电压提升至所需的伏值后通过半桥式整流电路将输出的电源处理为直流电信号，从交流电信号到直流电信号再变回到交流电信号，使得到的电源信号更加稳定；当输出电压过高时，此时压敏电阻Rv的阻值就会增大，双向二极管D呈高阻态，从而实现对整个电源电路元件的过压保护，同时双向二极管D能够抵消半桥整流电路输入的部分高频电压，从而保护电源电路中的各元器件。

在上述的等离子切割机的电源电路中，所述的逆变电路包括场效应管Q1、场效应管Q2、场效应管Q3、场效应管Q4和控制器，所述电容滤波电路的正极输出端与场效应管Q2和场效应管Q4的漏极连接，场效应管Q2和场效应管Q4的源极与场效应管Q1和场效应管Q2的漏极连接，场效应管Q1和场效应管Q2的源极与容滤波电路的负极输出端连接，所述场效应管Q1、场效应管Q2、场效应管Q3和场效应管Q4的栅极与控制器连接。四个场效应管实现电流的整流，通过控制器的调节，从而控制调节输出电压的频率，从而稳定输出的电压。

在上述的等离子切割机的电源电路中，所述的变压器包括初级线圈和次级线圈，所述初级线圈的两端分别与场效应管Q2和场效应管Q4的源极连接，所述的次级线圈两端与半桥整流电路连接，在次级线圈中引出变压器的负极，所述变压器的负极与压敏电阻Rv和双向二极管D连接。逆变电路对输出的电流高频话，便于变压器的变压，且使输出的电压更加稳定。

在上述的等离子切割机的电源电路中，所述半桥整流电路包括两个二极管，所述变压线圈的次级线圈两端各与一个二极管正极连接，所述两个二极管的负极相连接，为本电源电路的正极输出端。将交流电的一个方向的电流进行过滤，从而得到直流电。

在上述的等离子切割机的电源电路中，所述的电容滤波电路包括四个电容，所述的电容并联连接。电容并联实现滤波作用。

在上述的等离子切割机的电源电路中，所述的电容为电解电容C。电解电容的容量更大，效果更好。

与现有技术相比，本等离子切割机的电源电路通过设置压敏电阻和双向二极管可以实现过压保护，抵消瞬间高频电流，使等离子切割机的机械性能更加稳定。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中，1、全桥整流电路；2、电容滤波电路；3、逆变电路；3a、控制器；4、半桥整流电路。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，一种等离子切割机的电源电路，包括全桥整流电路1、电容滤波电路2、逆变电路3、变压器、半桥整流电路4、压敏电阻Rv和双向二极管D，全桥整流电路1的输出端与电容滤波电路2的输入端连接，电容滤波电路2的输出端与逆变电路3的输入端连接，逆变电路3的输出端与变压器的输入端连接，变压器的输出端与半桥整流电路4的输入端连接，半桥整流电路4的输出端为本电源电路的正极输出端，在半桥整流电路4的输出端上并联压敏电阻Rv和双向二极管D，双向二极管D的负极引脚为本电源电路的负极输出端。

电容滤波电路2包括四个并联连接的电解电容C，逆变电路3包括四个场效应管，分别是场效应管Q1、场效应管Q2、场效应管Q3、场效应管Q4和控制器3a，电解电容C的正极与场效应管Q2和场效应管Q4的漏极连接，场效应管Q2和场效应管Q4的源极与场效应管Q1和场效应管Q2的漏极连接，场效应管Q1和场效应管Q2的源极与电解电容C的负极连接，场效应管Q1、场效应管Q2、场效应管Q3和场效应管Q4的栅极与控制器3a连接。变压器包括初级线圈和次级线圈，初级线圈的两端分别与场效应管Q2和场效应管Q4的源极连接，双向二极管D包括两个正极引脚和一个负极引脚，次级线圈两端与半桥整流电路4连接，在次级线圈中引出变压器的负极，变压器的负极与压敏电阻Rv和双向二极管D的一个正极引脚连接，半桥整流电路4的输出端与压敏电阻Rv和双向二极管D的另一正极引脚连接，半桥整流电路4包括两个二极管，变压线圈的次级线圈两端各与一个二极管正极连接，两个二极管的负极相连接，为本电源电路的正极输出端，将交流电的一个方向的电流进行过滤，从而得到本电源电路所需要的直流电信号。

本等离子切割机的电源电路工作原理如下：由于等离子切割机所需要的电压大于220V却小于380V，因此常规电压无法驱动。接通220V的常规交流电，全桥整流电路1将交流电整流成直流电，四个并联的电解电容C对整流后的直流电进行滤波处理，处理后的直流电输入逆变电路3，四个场效应管进行逆变处理，将直流电重新整流处理成为交流电，并通过控制器3a调节出高频的交流电，而高频该交流便于变压器升压，同时得到的电源信号更加稳定，经逆变电路3处理后的高频交流电源信号电经变压器升压，电压提升至所需的伏值并通过两个二极管进行整流，将交流电一个方向的电流信号过滤从而得到所需的直流电信号。在工作过程中，当输出电压过高时，压敏电阻Rv的阻值就会增大，双向二极管D呈高阻态，从而实现对整个电源电路元件的过压保护，同时双向二极管D能够抵消半桥整流电路4输入的部分高频电压，从而保护电源电路中的各元器件不受损坏，使等离子切割机的机械性能更加稳定。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了全桥整流电路1、电容滤波电路2、逆变电路3、控制器3a、半桥整流电路4等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (6)

1.一种等离子切割机的电源电路，包括全桥整流电路(1)、电容滤波电路(2)、逆变电路(3)、变压器和半桥整流电路(4)，其特征在于，所述的全桥整流电路(1)的输出端与电容滤波电路(2)的输入端连接，所述电容滤波电路(2)的输出端与逆变电路(3)的输入端连接，逆变电路(3)的输出端与变压器的输入端连接，所述变压器的输出端与半桥整流电路(4)(1)的输入端连接，所述半桥整流电路(4)的输出端为本电源电路的正极输出端，在半桥整流电路(4)的输出端上并联有压敏电阻Rv和双向二极管D，所述双向二极管D的两个正极引脚与压敏电阻Rv并联，双向二极管D的负极引脚为本电源电路的负极输出端。

2.根据权利要求1所述的等离子切割机的电源电路，其特征在于，所述的逆变电路(3)包括场效应管Q1、场效应管Q2、场效应管Q3、场效应管Q4和控制器(3a)，所述电容滤波电路(2)的正极输出端与场效应管Q2和场效应管Q4的漏极连接，场效应管Q2和场效应管Q4的源极与场效应管Q1和场效应管Q2的漏极连接，场效应管Q1和场效应管Q2的源极与容滤波电路的负极输出端连接，所述场效应管Q1、场效应管Q2、场效应管Q3和场效应管Q4的栅极与控制器(3a)连接。

3.根据权利要求2所述的等离子切割机的电源电路，其特征在于，所述的变压器包括初级线圈和次级线圈，所述初级线圈的两端分别与场效应管Q2和场效应管Q4的源极连接，所述的次级线圈两端与半桥整流电路(4)连接，在次级线圈中引出变压器的负极，所述变压器的负极与压敏电阻Rv和双向二极管D连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的等离子切割机的电源电路，其特征在于，所述半桥整流电路(4)包括两个二极管，所述变压线圈的次级线圈两端各与一个二极管正极连接，所述两个二极管的负极相连接，为本电源电路的正极输出端。

5.根据权利要求4所述的等离子切割机的电源电路，其特征在于，所述的电容滤波电路(2)包括四个电容，所述的电容并联连接。

6.根据权利要求5所述的等离子切割机的电源电路，其特征在于，所述的电容为电解电容C。

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