CN204089599U - 一种逆变电源的脉宽限制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种逆变电源的脉宽限制电路，包括主逆变电路、整流输出电路、驱动电路、电流取样电路、电源IC1，还包括第一分压电路、电压跟随电路、积分电路、第二分压电路、运算放大器IC2、运算放大器IC3。该逆变电源的脉宽限制电路能有效调节输出脉冲宽度，使电路始终工作在安全电流范围内，有效地避免了偏磁现象的发生，且电路结构简单，无需降低功率管的开关速度以及增加功率管吸收回路的吸收能量，大大减小了功率管的开通与关断损耗，降低了生产成本。

Description

一种逆变电源的脉宽限制电路

技术领域

本实用新型涉及逆变电源，尤其涉及一种逆变电源的脉宽限制电路。

背景技术

逆变式焊接电源简称逆变电源，有着效率高、重量轻的优点，目前国内年产量已经达千万台，开始为越来越多的家庭与单位所使用。逆变电源行业有着广阔的前景，导致越来越多的企业开始涉足该领域，在新的发展形式下，逆变电源的功能越来越强而价格越来越低，造成企业的各项成本不断提高，利润变得越来越微薄。因此，对于如何降低产品售后成本、如何提高产品可靠性、如何在不降低产品可靠性的情况下降低产品生产成本成为了重中之重。

目前逆变电源的主控制芯片在工作时，当逆变电源脉宽最宽并出现不对称现象即占空比最大时，由于此时脉冲宽度达到最宽，主控制芯片无法再增加脉宽来调整不对称现象，导致主逆变电路容易出现偏磁现象，即桥式电路的两桥臂电流大小不对称，其中一桥臂电流偏大，另一桥臂电流偏小，如不及时调整，电流偏大的一侧的功率管将发热严重，在长时间多周期偏磁后，主变压器可能会进入饱和状态，此时就有烧坏的危险。而目前抗偏磁的方式，主要是通过降低功率管的开关速度，增加功率管吸收回路的吸收能量来有效降低偏磁，但此种方式也增加了功率管的开通与关断损耗，导致吸收回路的功率增大，造成机内热量加大，因此需要更大的散热器与散热风速，导致出现产品成本升高、机器效率降低等一系列问题。

发明内容

本实用新型针对现有技术中存在的机内热量大、产品成本高、机器效率低等缺陷，提供了一种新的逆变电源的脉宽限制电路。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种逆变电源的脉宽限制电路，包括主逆变电路、整流输出电路、驱动电路、电流取样电路、电源IC1，所述的整流输出电路、驱动电路分别与主逆变电路连接，所述的主逆变电路通过电流取样电路与电源IC的电流反馈端连接，所述的电源IC1的输出端OUTA与输出端OUTB分别与驱动电路连接，还包括第一分压电路、电压跟随电路、积分电路、第二分压电路、运算放大器IC2、运算放大器IC3，所述的第一分压电路一路通过电压跟随电路、限流电阻R16与电源IC1的PWM调节端连接，另一路与电源IC1的基准电压端连接，所述的电源IC1的输出端OUTA通过二极管D2与积分电路连接，所述的电源IC1的输出端OUTB通过二极管D1与积分电路连接，所述的积分电路与运算放大器IC2的同相输入端连接，所述的运算放大器IC2的输出端一路与运算放大器IC2的反相输入端连接，另一路通过电阻R12与运算放大器IC3的反相输入端连接，所述的运算放大器IC3的同相输入端通过第二分压电路与电源IC1的VC端连接，运算放大器IC3的输出端一路通过电阻R13与运算放大器IC3的反相输入端连接，另一路通过电阻R14、二极管D5与电源IC1的PWM调节端连接。

电源IC1的基准电压端通过第一分压电路分压后到电源IC1的PWM调节端，给电源IC1的PWM调节端预置一个电平，通过调节电源IC1的PWM调节端的电压，可控制电源IC1的输出端OUTA与输出端OUTB的脉冲大小，当主逆变电路脉冲宽度较窄时，通过电流取样电路到电源IC的电流反馈端，使得电源IC1的输出端OUTA以及输出端OUTB输出窄脉冲，在经过积分电路分压并经过运算放大器IC2后到达运算放大器IC3的反相输入端，若此时运算放大器IC3的同相输入端电压低于反相输入端，则运算放大器IC3的输出端输出高电平，若运算放大器IC3输出的高电平高于电源IC1的PWM调节端电压，则此时二极管D5截止，电阻R14、二极管D5上没有电流流过，即运算放大器IC3的输出端电压对电源IC1不造成任何影响，电路工作的完成取决于第一分压电路的分压；当主逆变电路脉冲很宽时，则电源IC1的输出端OUTA以及输出端OUTB的输出脉冲变宽，则最终到达运算放大器IC3的同相输入端电压较高，此时运算放大器IC3的同相输入端电压高于反相输入端电压，则运算放大器IC3的输出端输出低电平，如果此时运算放大器IC3的输出端电压低于电源IC1的PWM调节端电压，则此时二极管D5导通，电阻R14、二极管D5上有电流流过从而将电源IC1的PWM调节端电压拉低，进而使电源IC1的输出端OUTA以及输出端OUTB的输出脉冲宽度变窄，使电路始终工作在安全电流范围内，有效地避免了偏磁现象的发生，且电路结构简单，无需降低功率管的开关速度以及增加功率管吸收回路的吸收能量，大大减小了功率管的开通与关断损耗，降低了生产成本。

作为优选，上述所述的一种逆变电源的脉宽限制电路，还包括三极管Q1、运算放大器IC4，所述的三极管Q1的基极一路通过分压电阻R6与电源IC1的输出端OUTA连接，另一路通过分压电阻R7与地连接，所述的三极管Q1的集电极与VCC连接，所述的三极管Q1的发射极通过二极管D3与运算放大器IC4的同相输入端连接，所述的二极管D3两端并联有电阻R9，所述的运算放大器IC4的反相输入端与第二分压电路连接，所述的运算放大器IC4的输出端通过二极管D4、电阻R15与电源IC1的PWM调节端连接。

电源IC1的输出端OUTA、输出端OUTB通过驱动电路、主逆变电路、整流输出电路到后级电路，其中主逆变电路还通过电流取样电路到电源IC1的电流反馈端，在使用过程中，若整流输出电路的后级电路有短路或者负载过重现象时，则产生的大电流可能会将主逆变电路烧坏，而该部分电路可限制短路电流，使电流始终在安全范围内，避免了烧坏的可能。

作为优选，上述所述的一种逆变电源的脉宽限制电路，还包括电容C2、电容C5，所述的电容C2并联于分压电阻R7的两端，所述的电容C5一端与运算放大器IC4的同相输入端连接，另一端接地。起到滤波作用，使电路更加稳定。

作为优选，上述所述的一种逆变电源的脉宽限制电路，所述的第一分压电路包括电阻R1、电阻R2、电位器VT1，所述的电阻R2一端接地，另一端通过电位器VT1、电阻R1与电源IC1的基准电压端连接，所述的电压跟随电路与电位器VT1连接。

电阻R1、电阻R2 与电位器VT1组成的串联分压电路，使得通过调节电位器VT1就可以改变电位器VT1的中心抽头电压，进而输送到后级从而改变电源IC的预置电压。

作为优选，上述所述的一种逆变电源的脉宽限制电路，所述的第二分压电路包括电阻R8、电阻R10、电阻R11，所述的运算放大器IC3的同相输入端通过电阻R8与电源IC1的VC端连接，所述的电阻R8的a端通过电阻R10、电阻R11与地连接。

经电阻R8、电阻R10、电阻R11组成的分压电路分压后，电阻R10与电阻R11的连接点的电压作为后级运算放大器IC4的反相输入端的输入电压，经电阻R8与电阻R10的连接点的电压作为后级运算放大器IC3的同相输入端的输入电压。

作为优选，上述所述的一种逆变电源的脉宽限制电路，还包括电容C3、电容C4、电容C6，所述的电阻R8的a端、b端分别通过电容C4、电容C3与地连接，所述的电阻R11的两端并联有电容C6。起到滤波作用，使电路更加稳定。

作为优选，上述所述的一种逆变电源的脉宽限制电路，所述的积分电路包括电阻R4、电阻R5、电容C1，所述的二极管D1的阳极与二极管D2的阳极分别与电阻R4连接，所述的电阻R4一路通过电阻R5与地连接，另一路与运算放大器IC2的同相输入端连接，所述的电容C1并联于电阻R5的两端。

电阻R4、电阻R5、电容C组成的积分电路中，电阻R4与电阻R5组成分压电路，但由于有电容C1的作用，使得电容两端电压也就是电阻R5两端电压不能突变，使得电容C1与电阻R5两端电压呈现一种缓慢上升过程与缓慢下降过程。

作为优选，上述所述的一种逆变电源的脉宽限制电路，所述的电阻R13两端还并联有电容C6。起到滤波作用，使电路更加稳定。

附图说明

图1为本实用新型一种逆变电源的脉宽限制电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述，但它们不是对本实用新型的限制：

实施例1

如图1所示，一种逆变电源的脉宽限制电路，包括主逆变电路2、整流输出电路1、驱动电路3、电流取样电路8、电源IC1，所述的整流输出电路1、驱动电路3分别与主逆变电路2连接，所述的主逆变电路2通过电流取样电路8与电源IC的电流反馈端连接，所述的电源IC1的输出端OUTA与输出端OUTB分别与驱动电路3连接，其特征在于：还包括第一分压电路7、电压跟随电路6、积分电路4、第二分压电路5、运算放大器IC2、运算放大器IC3，所述的第一分压电路7一路通过电压跟随电路6、限流电阻R16与电源IC1的PWM调节端连接，另一路与电源IC1的基准电压端连接，所述的电源IC1的输出端OUTA通过二极管D2与积分电路4连接，所述的电源IC1的输出端OUTB通过二极管D1与积分电路4连接，所述的积分电路4与运算放大器IC2的同相输入端连接，所述的运算放大器IC2的输出端一路与运算放大器IC2的反相输入端连接，另一路通过电阻R12与运算放大器IC3的反相输入端连接，所述的运算放大器IC3的同相输入端通过第二分压电路5与电源IC1的VC端连接，运算放大器IC3的输出端一路通过电阻R13与运算放大器IC3的反相输入端连接，另一路通过电阻R14、二极管D5与电源IC1的PWM调节端连接。

工作时，电源IC1的基准电压端通过第一分压电路7分压后到电源IC1的PWM调节端，给电源IC1的PWM调节端预置一个电平，通过调节电源IC1的PWM调节端的电压，可控制电源IC1的输出端OUTA与输出端OUTB的脉冲大小，其中输出端OUTA与输出端OUTB为对称互补输出，即宽度相同，方向相反的脉冲，输出端OUTA输出的脉冲经二极管D2到达积分电路4，输出端OUTB输出的脉冲经二极管D1到达积分电路4，经积分电路4处理后到达运算放大器IC2的同相输入端，由于运算放大器IC2的输出端与反相输入端连接，使得运算放大器IC2的放大倍数等于1，即运算放大器IC2为电压跟随器，因此运算放大器IC2的同相输入端输入的电压被输出到运算放大器IC3的反相输入端，运算放大器IC3的同相输入端通过第二分压电路5与电源IC1的VC端连接。因运算放大器IC3为差分放大器，则当主逆变电路2脉冲宽度较窄时，通过电流取样电路8到电源IC的电流反馈端，使得输出端OUTA与输出端OUTB输出窄脉冲，则到达运算放大器IC3的反相输入端的电压较低，若此时运算放大器IC3的同相输入端电压高于反相输入端电压，则运算放大器IC3的输出端输出高电平，将高于电源IC1的PWM调节端电压，导致二极管D5无法导通，因此此时二极管D5与电阻R14无电流流过，即运算放大器IC3的电压对电源IC1不造成任何影响，电路工作的完成取决于第一分压电路7的分压；反之，当脉冲宽度较宽时，输出端OUTA与输出端OUTB输出脉冲也随之变宽，则最终到达运算放大器IC3的反相输入端的电压较高，若此时运算放大器IC3的反相输入端电压高于同相输入端电压，则运算放大器IC3的输出端输出低电平，若此时运算放大器IC3的输出端电压低于电源IC1的PWM调节端电压，则二极管D5导通，此时二极管D5与电阻R14上有电流流过，并将电源IC1的PWM调节端电压拉低，从而降低电源IC1的输出端OUTA与输出端OUTB的输出脉冲宽度，使电路始终工作在安全电流范围内，有效地避免了偏磁现象的发生。

作为优选，还包括三极管Q1、运算放大器IC4，所述的三极管Q1的基极一路通过分压电阻R6与电源IC1的输出端OUTA连接，另一路通过分压电阻R7与地连接，所述的三极管Q1的集电极与VCC连接，所述的三极管Q1的发射极通过二极管D3与运算放大器IC4的同相输入端连接，所述的二极管D3两端并联有电阻R9，所述的运算放大器IC4的反相输入端与第二分压电路5连接，所述的运算放大器IC4的输出端通过二极管D4、电阻R15与电源IC1的PWM调节端连接。

工作时，电源IC1的输出端OUTA输出的电压通过分压电阻R6以及分压电阻R7分压后到达三极管Q1的基极，由于三极管Q1为射级跟随器，因此三极管Q1的发射极的电压与基极的电压相等，三极管Q1的发射极的电压经电阻R9、二极管D3后到运算放大器IC4的同相输入端，运算放大器IC4的反相输入端通过第二分压电路5与电源IC1的VC端连接，因运算放大器IC4为电压比较器，当电路正常工作时，即运算放大器IC4的同相输入端电压高于反相输入端电压时，运算放大器IC4的输出端输出高电平，高于电源IC1的PWM调节端电压，此时二极管D4无法导通，二极管D4以及电阻R15上无电流流过，因此此时运算放大器IC4对电源IC1不造成任何影响；反之，当整流输出电路1的后级电路出现短路时，主逆变电路2的电流将增大，并通过电流取样电路8到电源IC的电流反馈端，使得电源IC1的输出端OUTA输出的脉冲变窄，最终到达运算放大器IC4的反相输入端的电压较低，使得此时运算放大器IC4的同相输入端电压低于反相输入端电压时，运算放大器IC4的输出端输出低电平，并低于电源IC1的PWM调节端电压，此时二极管D4导通，二极管D4以及电阻R15上有电流流过，进而拉低电源IC1的PWM调节端电压，使得电源IC1的输出端OUTA以及输出端OUTB的脉冲宽度更窄，从而使得主逆变电路2以及整流输出电路1工作电流变小，并使工作电流始终保持在安全范围内，避免了主逆变电路2烧坏的危险。

作为优选，还包括电容C2、电容C5，所述的电容C2并联于分压电阻R7的两端，所述的电容C5一端与运算放大器IC4的同相输入端连接，另一端接地。

作为优选，所述的第一分压电路7包括电阻R1、电阻R2、电位器VT1，所述的电阻R2一端接地，另一端通过电位器VT1、电阻R1与电源IC1的基准电压端连接，所述的电压跟随电路6与电位器VT1连接。

作为优选，所述的第二分压电路5包括电阻R8、电阻R10、电阻R11，所述的运算放大器IC3的同相输入端通过电阻R8与电源IC1的VC端连接，所述的电阻R8的a端通过电阻R10、电阻R11与地连接。

作为优选，还包括电容C3、电容C4、电容C6，所述的电阻R8的a端、b端分别通过电容C4、电容C3与地连接，所述的电阻R11的两端并联有电容C6。

作为优选，所述的积分电路4包括电阻R4、电阻R5、电容C1，所述的二极管D1的阳极与二极管D2的阳极分别与电阻R4连接，所述的电阻R4一路通过电阻R5与地连接，另一路与运算放大器IC2的同相输入端连接，所述的电容C1并联于电阻R5的两端。

作为优选，所述的电阻R13两端还并联有电容C6。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利的范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种逆变电源的脉宽限制电路，包括主逆变电路（2）、整流输出电路（1）、驱动电路（3）、电流取样电路（8）、电源IC1，所述的整流输出电路（1）、驱动电路（3）分别与主逆变电路（2）连接，所述的主逆变电路（2）通过电流取样电路（8）与电源IC的电流反馈端连接，所述的电源IC1的输出端OUTA与输出端OUTB分别与驱动电路（3）连接，其特征在于：还包括第一分压电路（7）、电压跟随电路（6）、积分电路（4）、第二分压电路（5）、运算放大器IC2、运算放大器IC3，所述的第一分压电路（7）一路通过电压跟随电路（6）、限流电阻R16与电源IC1的PWM调节端连接，另一路与电源IC1的基准电压端连接，所述的电源IC1的输出端OUTA通过二极管D2与积分电路（4）连接，所述的电源IC1的输出端OUTB通过二极管D1与积分电路（4）连接，所述的积分电路（4）与运算放大器IC2的同相输入端连接，所述的运算放大器IC2的输出端一路与运算放大器IC2的反相输入端连接，另一路通过电阻R12与运算放大器IC3的反相输入端连接，所述的运算放大器IC3的同相输入端通过第二分压电路（5）与电源IC1的VC端连接，运算放大器IC3的输出端一路通过电阻R13与运算放大器IC3的反相输入端连接，另一路通过电阻R14、二极管D5与电源IC1的PWM调节端连接。

2.根据权利要求1所述的一种逆变电源的脉宽限制电路，其特征在于：还包括三极管Q1、运算放大器IC4，所述的三极管Q1的基极一路通过分压电阻R6与电源IC1的输出端OUTA连接，另一路通过分压电阻R7与地连接，所述的三极管Q1的集电极与VCC连接，所述的三极管Q1的发射极通过二极管D3与运算放大器IC4的同相输入端连接，所述的二极管D3两端并联有电阻R9，所述的运算放大器IC4的反相输入端与第二分压电路（5）连接，所述的运算放大器IC4的输出端通过二极管D4、电阻R15与电源IC1的PWM调节端连接。

3.根据权利要求2所述的一种逆变电源的脉宽限制电路，其特征在于：还包括电容C2、电容C5，所述的电容C2并联于分压电阻R7的两端，所述的电容C5一端与运算放大器IC4的同相输入端连接，另一端接地。

4.根据权利要求1所述的一种逆变电源的脉宽限制电路，其特征在于：所述的第一分压电路（7）包括电阻R1、电阻R2、电位器VT1，所述的电阻R2一端接地，另一端通过电位器VT1、电阻R1与电源IC1的基准电压端连接，所述的电压跟随电路（6）与电位器VT1连接。

5.根据权利要求1所述的一种逆变电源的脉宽限制电路，其特征在于：所述的第二分压电路（5）包括电阻R8、电阻R10、电阻R11，所述的运算放大器IC3的同相输入端通过电阻R8与电源IC1的VC端连接，所述的电阻R8的a端通过电阻R10、电阻R11与地连接。

6.根据权利要求5所述的一种逆变电源的脉宽限制电路，其特征在于：还包括电容C3、电容C4、电容C6，所述的电阻R8的a端、b端分别通过电容C4、电容C3与地连接，所述的电阻R11的两端并联有电容C6。

7.根据权利要求1所述的一种逆变电源的脉宽限制电路，其特征在于：所述的积分电路（4）包括电阻R4、电阻R5、电容C1，所述的二极管D1的阳极与二极管D2的阳极分别与电阻R4连接，所述的电阻R4一路通过电阻R5与地连接，另一路与运算放大器IC2的同相输入端连接，所述的电容C1并联于电阻R5的两端。

8.根据权利要求1所述的一种逆变电源的脉宽限制电路，其特征在于：所述的电阻R13两端还并联有电容C6。