逆變式埋弧焊電源雙逆變器均流控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出了一種逆變式埋弧焊電源雙逆變器均流控制系統(tǒng)，包括：雙路逆變主電路和與三相交流電連接的輔助電源、主控板和驅(qū)動(dòng)板，每路逆變主電路均包括與交流電連接的EMI濾波器、整流器、逆變器和變壓器，第一逆變主電路中的變壓器TF1的原邊與第一原邊峰值電流采樣電路連接，第二逆變主電路中的變壓器TF2的原邊與第二原邊峰值電流采樣電路連接，第一和第二原邊峰值電流采樣電路與驅(qū)動(dòng)板連接，驅(qū)動(dòng)板分別與第一逆變主電路和第二逆變主電路連接。本實(shí)用新型將兩塊驅(qū)動(dòng)板合二為一，只保留一套PWM控制系統(tǒng)，并將該系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，經(jīng)同樣的變壓器脈沖隔離驅(qū)動(dòng)電路分別送給兩組逆變器主電路，從而非常好的解決雙逆變器均流問(wèn)題，安全可靠，成本低。
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及逆變焊機(jī)或開(kāi)關(guān)型直流電源的均流控制系統(tǒng)，特別是指一種逆變 式埋弧焊電源雙逆變器均流控制系統(tǒng)。 逆變式埋弧焊電源雙逆變器均流控制系統(tǒng)
【背景技術(shù)】
[0002] 逆變式埋弧自動(dòng)焊需要兩個(gè)逆變器并聯(lián)工作，才能輸出足夠大的功率供焊接用， 現(xiàn)有的逆變式埋弧自動(dòng)焊存在兩個(gè)問(wèn)題：
[0003] 1、由于兩個(gè)逆變器是完全獨(dú)立的，兩路逆變器擁有各自獨(dú)立的PWM產(chǎn)生及控制系 統(tǒng)，在同樣一個(gè)調(diào)整控制信號(hào)下（非驅(qū)動(dòng)信號(hào)），非同步PWM占空比調(diào)整，因?yàn)槠骷胁町悾?導(dǎo)致工作電流有一定差異。
[0004] 2、在輸出功率比較小時(shí)，輸出電感電流工作在斷續(xù)模式，兩路輸入輸出與非同步 占空比是線性關(guān)系，即可以均流控制，如果負(fù)載繼續(xù)增大，輸出電感電流工作在連續(xù)模式， 兩路輸入輸出與非同步PWM占空比之間不再是線性關(guān)系，系統(tǒng)的唯一調(diào)整方式調(diào)節(jié)占空 t匕，就不能線性比列分配兩個(gè)逆變器之間的電流了。
[0005] 傳統(tǒng)做法是兩路逆變器各自進(jìn)行獨(dú)立的PWM占空比調(diào)節(jié)，檢測(cè)兩個(gè)逆變器之間的 電流差異，差異在30%以內(nèi)不干涉，在30%以上關(guān)閉逆變器。因此兩個(gè)逆變器在工作時(shí)不 均流，影響焊接電源的可靠性，偏流嚴(yán)重時(shí)逆變器無(wú)法工作，焊接電源不能使用。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 本實(shí)用新型提出一種逆變式埋弧焊電源雙逆變器均流控制系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù) 中的多逆變器間因電流差異造成焊接電源無(wú)法工作的問(wèn)題。
[0007] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0008] 逆變式埋弧焊電源雙逆變器均流控制系統(tǒng)，包括：三相交流電、雙路逆變主電路和 與三相交流電連接的輔助電源、主控板和驅(qū)動(dòng)板，雙路逆變主電路包括第一逆變主電路和 第二逆變主電路，每路逆變主電路均包括與交流電連接的EMI濾波器、整流器、逆變器和變 壓器，第一逆變主電路中的變壓器TF1的原邊與第一原邊峰值電流采樣電路連接，第二逆 變主電路中的變壓器TF2的原邊與第二原邊峰值電流采樣電路連接，第一原邊峰值電流采 樣電路和第二原邊峰值電流采樣電路與驅(qū)動(dòng)板連接，驅(qū)動(dòng)板分別與第一逆變主電路和第二 逆變主電路連接。
[0009] 優(yōu)選的，逆變器包括4個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件VT1、VT2、VT3和VT4, VT1和VT4為一個(gè)橋 臂，VT2和VT3為另一個(gè)橋臂，VT1與電容C3并聯(lián)，VT3與電容C4并聯(lián)。
[0010] 優(yōu)選的，變壓器的一個(gè)原邊與隔直電容Cb和飽和電感Lr串聯(lián)后連接VT1的發(fā)射 極E，變壓器的另一原邊與原邊峰值電流采樣電路連接，變壓器的兩個(gè)副邊分別連接二極管 D7和二極管D8的陽(yáng)極，二極管D7和二極管D8的陰極連接輸出端01，變壓器的中心抽頭與 電感器的一端連接，電感器的另一端連接電阻，電阻的一端連接輸出端02。
[0011] 優(yōu)選的，原邊峰值電流采樣電路包括繞組在變壓器原邊上的電感L3、串聯(lián)的二極 管D19、D20和串聯(lián)的二極管D21、D22,電感L3的一端連接在二極管D19和D20之間，電感 L3的另一端連接在二極管D21和D22之間，二極管D21的負(fù)極和二極管D22的正極之間連 接有電阻R8,電阻R8的兩端與驅(qū)動(dòng)板連接。
[0012] 優(yōu)選的，驅(qū)動(dòng)板包括與主控板連接的焊機(jī)特性控制電路，焊機(jī)特性控制電路的輸 出端與PWM控制器連接，PWM控制器分別與斜坡補(bǔ)償電路和有限雙極性驅(qū)動(dòng)波形生成電路 連接，第一原邊峰值電流采樣電路和第二原邊峰值電流采樣電路分別經(jīng)由二極管D17和二 極管D18與電阻R6的一端連接，電阻R6的另一端連接斜坡補(bǔ)償電路。
[0013] 優(yōu)選的，PWM控制器為UC3846或UC3825控制芯片。
[0014] 本實(shí)用新型的兩路逆變器的控制信號(hào)同步，采用一個(gè)PWM控制芯片產(chǎn)生的控制脈 沖，改進(jìn)前的兩路驅(qū)動(dòng)板含有兩個(gè)PWM控制芯片，兩路驅(qū)動(dòng)。各自的PWM信號(hào)不同步。本實(shí)用 新型的驅(qū)動(dòng)板將兩塊驅(qū)動(dòng)板合二為一，只保留一套PWM控制系統(tǒng)，并將該系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)， 經(jīng)同樣的變壓器脈沖隔離驅(qū)動(dòng)電路分別送給兩組逆變器主電路，可以非常好的解決雙逆變 器均流問(wèn)題。本實(shí)用新型將兩路原邊峰值電流采樣板的峰值電流信號(hào)各自經(jīng)二極管D17和 D18加到R6端，此時(shí)電流控制型PWM控制電路的受兩路逆變器中原邊峰值電流的最大值。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0015] 為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅 是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前 提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016] 圖1為本實(shí)用新型的電路原理圖；
[0017] 圖2為圖1中驅(qū)動(dòng)板的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的 實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下 所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0019] 如圖1所示，本實(shí)用新型的逆變式埋弧焊電源雙逆變器均流控制系統(tǒng)包括三相工 頻交流電、EMI濾波器、整流器、DC-AC逆變器和變壓器，三相工頻交流電的三個(gè)相線端通過(guò) 開(kāi)關(guān)分別與EMI濾波器1和EMI濾波器2連接，EMI濾波器是一種由電感和電容組成的低 通濾波器，它能讓低頻的有用信號(hào)順利通過(guò)，而對(duì)高頻干擾有抑制作用，三相工頻交流電分 別經(jīng)過(guò)EMI濾波器1和EMI濾波器2進(jìn)行濾波，EMI濾波器1與第一整流器連接，EMI濾波 器2與第二整流器連接，第一整流器包括整流二極管D1-D6、串聯(lián)電阻R1和R2和串聯(lián)電容 C1和C2,經(jīng)濾波整流后的直流電輸入至第一 DC-AC逆變器，第一 DC-AC逆變器包括4個(gè)有 功率開(kāi)關(guān)器件IGBT，具體的，包括IGBT模塊VT1、VT2、VT3和VT4, VT1和VT4為一個(gè)橋臂， VT2和VT3為另一個(gè)橋臂，充放電電容C3與VT1并聯(lián)，充放電電容C4與VT3并聯(lián)，變壓器 TF1的原邊11與隔直電容Cb、飽和電感Lr串聯(lián)后連接VT1的發(fā)射極E，變壓器TF1的原邊 12與原邊峰值電流采樣電路1連接，變壓器TF1的副邊13、副邊15分別連接二極管D7、二極 管D8的陽(yáng)極，二極管D7和二極管D8的陰極連接輸出端0/+，電感器L1的一端連接變壓器 TF1的中心抽頭14,電感器L1的另一端連接電阻R3,電阻R3的一端連接輸出端0/-，EMI 濾波器2與第二整流器連接，第二整流器包括整流二極管D9-D14、串聯(lián)電阻R4和R5和串 聯(lián)電容C5和C6,經(jīng)濾波整流后的直流電輸入至第二DC-AC逆變器，第二DC-AC逆變器包括 4個(gè)有功率開(kāi)關(guān)器件IGBT，具體的，包括IGBT模塊VT5、VT6、VT7和VT8, VT5和VT8為一個(gè) 橋臂，VT6和VT7為另一個(gè)橋臂，充放電電容C7與VT5并聯(lián)，充放電電容C8與VT7并聯(lián)，變 壓器TF2的原邊22與隔直電容Cbl、飽和電感Lrl串聯(lián)后連接VT6的發(fā)射極E，變壓器TF2 的原邊21與原邊峰值電流采樣電路2連接，變壓器TF2的副邊23、副邊25分別連接快恢 復(fù)二極管D15、快恢復(fù)二極管D16的陽(yáng)極，快恢復(fù)二極管D15和快恢復(fù)二極管D16的陰極連 接輸出端〇/+，電感器L2的一端連接變壓器TF2的中心抽頭24,電感器L2的另一端連接電 阻R3,電阻R3的一端連接輸出端0/-，原邊峰值電流采樣電路1和原邊峰值電流采樣電路 2的輸出端與驅(qū)動(dòng)板連接，三相工頻交流電的一端依次與輔助電源和和主控板連接，主控板 的一端與驅(qū)動(dòng)板連接。
[0020] 如圖2所示，驅(qū)動(dòng)板包括與主控板連接的焊機(jī)特性控制電路，焊機(jī)特性控制電路 的輸出端與PWM控制器連接，PWM控制器分別與斜坡補(bǔ)償電路和有限雙極性驅(qū)動(dòng)波形生成 電路連接，原邊峰值電流采樣電路1和原邊峰值電流采樣電路2分別經(jīng)由二極管D17和二 極管D18與電阻R6的一端連接，電阻R6的另一端連接斜坡補(bǔ)償電路，優(yōu)選的，PWM控制器 為UC3846或UC3825控制芯片，
[0021] 本實(shí)用新型的兩路逆變器的控制信號(hào)同步，共同采用一個(gè)PWM控制器產(chǎn)生的脈沖 信號(hào)進(jìn)行控制，本實(shí)用新型將現(xiàn)有的兩塊驅(qū)動(dòng)板合二為一，只保留一套PWM控制系統(tǒng)，并將 該系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，經(jīng)同樣的變壓器脈沖隔離驅(qū)動(dòng)電路分別送給兩組逆變器主電路，可以 非常好的解決雙逆變器均流問(wèn)題，兩路逆變電路的原邊采樣信號(hào)不能直接并接到一塊，本 實(shí)用新型將將兩路原邊峰值電流采樣板的峰值電流信號(hào)各自經(jīng)二極管D17和D18加到R6 端，此時(shí)電流控制型PWM控制電路的受兩路逆變器中原邊峰值電流的最大值。
[0022] 以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本 實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 逆變式埋弧焊電源雙逆變器均流控制系統(tǒng)，包括：三相交流電、雙路逆變主電路和 與所述三相交流電連接的輔助電源、主控板和驅(qū)動(dòng)板，其特征在于，所述雙路逆變主電路包 括第一逆變主電路和第二逆變主電路，每路所述逆變主電路均包括與所述交流電連接的 EMI濾波器、整流器、逆變器和變壓器，所述第一逆變主電路中的變壓器TF1的原邊與第一 原邊峰值電流采樣電路連接，所述第二逆變主電路中的變壓器TF2的原邊與第二原邊峰值 電流采樣電路連接，所述第一原邊峰值電流采樣電路和第二原邊峰值電流采樣電路與所述 驅(qū)動(dòng)板連接，所述驅(qū)動(dòng)板分別與所述第一逆變主電路和所述第二逆變主電路連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變式埋弧焊電源雙逆變器均流控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述逆變器包括4個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件VT1、VT2、VT3和VT4,所述VT1和所述VT4為一個(gè)橋臂，所 述VT2和所述VT3為另一個(gè)橋臂，所述VT1與電容C3并聯(lián)，所述VT3與電容C4并聯(lián)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的逆變式埋弧焊電源雙逆變器均流控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述變壓器TF1的一個(gè)原邊與隔直電容Cb和飽和電感Lr串聯(lián)后連接所述VT1的發(fā)射極E，所 述變壓器TF1的另一原邊與所述第一原邊峰值電流采樣電路連接，所述變壓器TF1的兩個(gè) 副邊分別連接二極管D7和二極管D8的陽(yáng)極，所述二極管D7和所述二極管D8的陰極連接 輸出端01，所述變壓器TF1的中心抽頭與電感器的一端連接，所述電感器的另一端連接電 阻，所述電阻的一端連接輸出端02。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變式埋弧焊電源雙逆變器均流控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述第二原邊峰值電流采樣電路包括繞組在所述變壓器原邊上的電感L3、串聯(lián)的二極管 D19、D20和串聯(lián)的二極管D21、D22,所述電感L3的一端連接在所述二極管D19和D20之間， 所述電感L3的另一端連接在所述二極管D21和D22之間，所述二極管D21的負(fù)極和所述二 極管D22的正極之間連接有電阻R8,所述電阻R8的兩端與所述驅(qū)動(dòng)板連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的逆變式埋弧焊電源雙逆變器均流控制系統(tǒng)，其特征在 于，所述驅(qū)動(dòng)板包括與主控板連接的焊機(jī)特性控制電路，所述焊機(jī)特性控制電路的輸出端 與PWM控制器連接，所述PWM控制器分別與斜坡補(bǔ)償電路和有限雙極性驅(qū)動(dòng)波形生成電路 連接，所述第一原邊峰值電流采樣電路和所述第二原邊峰值電流采樣電路分別經(jīng)由二極管 D17和二極管D18與電阻R6的一端連接，所述電阻R6的另一端連接所述斜坡補(bǔ)償電路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的逆變式埋弧焊電源雙逆變器均流控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述PWM控制器為UC3846或UC3825控制芯片。
【文檔編號(hào)】H02M7/5387GK203851058SQ201420242160
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】劉寶磊 申請(qǐng)人:濟(jì)南芯馳能源科技有限公司