專利名稱：一種逆變式CO₂/MAG/MIG焊機(jī)電弧控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電源控制電路，尤其是一種逆變式C02/MAG/MIG焊機(jī)電弧控 制電路，具體地說是一種確保輸出弧壓穩(wěn)定，響應(yīng)速度快及安全可靠的焊機(jī)電源控制電路， 屬于焊機(jī)電弧控制的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
C02/MAG (metal active-gas welding) /MIG (metal inert-gas welding)各類 氣體保護(hù)焊機(jī)廣泛應(yīng)用于各種金屬材料焊接，是一種高效節(jié)能環(huán)保焊接方法。目前，上述焊 機(jī)的焊接電源通常采用晶閘管控制弧焊電源或采用場效管、IGBT逆變式弧焊電源；上述得 到電源的輸出為平特性。電源控制技術(shù)主要是如何保證輸出電弧電壓穩(wěn)定，影響電弧電壓 的各類外界因素主要是輸入電網(wǎng)電壓波動及輸出負(fù)載變化包括焊件凹凸不平，焊把抖動等 因素或環(huán)境溫度變化都會影響焊接電源輸出電弧的不穩(wěn)定?？刂齐娀‰妷悍€(wěn)定的方法通常直接采用弧壓反饋控制方法，即弧壓反饋直接取自 焊機(jī)輸出主電路輸出電壓，然后和給定參數(shù)(電壓)進(jìn)行比較、綜合處理后控制PWM輸出，形 成一個閉環(huán)負(fù)反饋，這種方法容易發(fā)生振蕩，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，或系統(tǒng)響應(yīng)速度較慢，另外 由于反饋電弧電壓直接取自主電路輸出，和主電路直接有電的聯(lián)系，對系統(tǒng)的可靠性處理 增加了難度或可靠性不高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種逆變式C02/MAG/MIG 焊機(jī)電弧控制電路，其能確保輸出弧壓穩(wěn)定，響應(yīng)速度快，穩(wěn)定性好，安全可靠。按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述逆變式CO2/MAG/MIG焊機(jī)電弧控制電路，包 括用于為電弧負(fù)載提供工作電源的主電路；還包括驅(qū)動所述主電路的輔助電路；所述輔助 電路包括模擬電弧負(fù)載及PWM控制模塊，所述模擬電弧負(fù)載與電弧負(fù)載的功率相匹配；輔 助電路對模擬電弧負(fù)載兩端電壓采樣，得到模擬負(fù)載電壓Vf ；輔助電路將得到的模擬負(fù)載 電壓Vf與設(shè)定的電壓Vg相比較，并將得到的比較值輸入到PWM控制模塊，PWM控制模塊根 據(jù)所述比較值輸出相應(yīng)的脈沖寬度，分別調(diào)節(jié)主電路中加載于電弧負(fù)載兩端的電壓值及輔 助電路中加載于模擬電弧負(fù)載兩端的電壓值，使電弧負(fù)載及模擬電弧負(fù)載兩端的電壓保持 穩(wěn)定。所述主電路包括用于對電網(wǎng)電壓進(jìn)行整流的一次整流濾波模塊，所述一次整流濾 波模塊將電網(wǎng)電壓整流輸出成直流電壓；一次整流濾波模塊的輸出端與主電路高頻逆變變 換模塊相連，并通過降壓模塊與輔助電路高頻逆變變換模塊相連，所述降壓模塊將一次整 流濾波模塊輸出的直流電壓降低后輸入到輔助電路高頻逆變變換模塊；主電路高頻逆變變 換模塊通過主電路二次整流模塊為電弧負(fù)載提供工作電源；輔助電路高頻逆變變換模塊通 過輔助電路二次整流模塊為模擬電弧負(fù)載提供工作電源，輔助電路高頻逆變變換模塊的輸 出端與主電路高頻逆變變換模塊相連；PWM控制模塊的輸出端與輔助電路高頻逆變變換模塊相連，并調(diào)節(jié)輔助電路高頻逆變變換模塊輸出的電壓值及主電路高頻逆變變換模塊輸出 的電壓值。所述主電路高頻逆變變換模塊包括主電路高頻逆變模塊及主電路高頻變壓器變 換模塊；所述主電路高頻逆變模塊的輸入端與一次整流濾波模塊相連，主電路高頻逆變模 塊的輸出端與主電路高頻變壓器變換模塊相連；主電路高頻逆變模塊將一次整流濾波模塊 輸出的直流電逆變成交流電，并輸入到主電路高頻變壓器變換模塊。所述輔助電路高頻逆變變換模塊包括輔助電路高頻逆變模塊及輔助電路高頻變 壓器變換模塊，所述輔助電路高頻逆變模塊的輸入端與降壓模塊的輸出端相連，輔助電路 高頻逆變模塊的輸出端與輔助電路高頻變壓器變換模塊相連；輔助電路高頻逆變模塊將降 壓模塊輸出的直流電逆變成交流電，并輸入到輔助電路高頻變壓器變換模塊。所述主電路高頻逆變變換模塊包括由開關(guān)管Ql、開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3及開關(guān)管Q4 組成的橋式逆變電路；其中開關(guān)管Ql與開關(guān)管Q2位于同一橋臂，開關(guān)管Q3及開關(guān)管Q4位 于同一橋臂；開關(guān)管Ql與開關(guān)管Q2相連的一端與高頻變壓器Trl原邊線圈的一端相連，開 關(guān)管Q3與開關(guān)管Q4相連的一端與高頻變壓器Trl原邊線圈的另一端相連；開關(guān)管Q1、開 關(guān)管Q4與用于驅(qū)動開關(guān)管Ql及開關(guān)管Q4導(dǎo)通的脈沖變壓器Tr3的副邊線圈相連，開關(guān)管 Q2、開關(guān)管Q3與用于驅(qū)動開關(guān)管Q2及開關(guān)管Q3導(dǎo)通的脈沖變壓器Tr3的另一副邊線圈相 連；所述輔助電路高頻逆變變換模塊包括由開關(guān)管Tl、開關(guān)管T2、開關(guān)管T3及開關(guān)管T4組 成的橋式逆變電路；其中開關(guān)管Tl與開關(guān)管T3位于同一橋臂，開關(guān)管T2與開關(guān)管T4位于 同一橋臂；開關(guān)管Tl、開關(guān)管T4與用于驅(qū)動開關(guān)管Tl及開關(guān)管T4導(dǎo)通的PWM控制模塊的 輸出端相連，開關(guān)管T2、開關(guān)管T3與用于驅(qū)動開關(guān)管T2及開關(guān)管T3導(dǎo)通的PWM控制模塊 的另一輸出端相連；開關(guān)管Tl對應(yīng)于與開關(guān)管T3相連的一端與脈沖變壓器Tr3原邊線圈 的一端相連，開關(guān)管T2對應(yīng)于與開關(guān)管T4相連的一端與脈沖變壓器Tr3原邊線圈的另一 端相連；脈沖變壓器Tr3原邊線圈的兩端分別與高頻變壓器Tr2的原邊線圈相連。所述開關(guān)管Q1、開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3及開關(guān)管Q4均為IGBT ；所述開關(guān)管Ql的發(fā) 射極與開關(guān)管Q2的集電極相連，開關(guān)管Q3的發(fā)射極與開關(guān)管Q4的集電極相連，所述開關(guān) 管Q4的發(fā)射極與開關(guān)管Q2的發(fā)射極相連，開關(guān)管Q3與開關(guān)管Ql的集電極相連；開關(guān)管 Q1、開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3及開關(guān)管Q4的柵極通過脈沖變壓器Tr3的副邊線圈與開關(guān)管Ql 的發(fā)射極相連，其中，開關(guān)管Ql與開關(guān)管Q4的柵極與集電極間通過脈沖變壓器Tr3的同一 副邊線圈相連，開關(guān)管Q2與開關(guān)管Q3的柵極與集電極間通過脈沖變壓器Tr3的同一副邊 線圈相連。所述開關(guān)管Tl、開關(guān)管T2、開關(guān)管T3及開關(guān)管T4均為MOS管；開關(guān)管Tl的源極 端與開關(guān)管T3的漏極端相連，開關(guān)管T2的源極端與開關(guān)管T4的漏極端相連，開關(guān)管Tl與 開關(guān)管T2的漏極端相連，開關(guān)管T4與開關(guān)管T3的源極端相連；開關(guān)管Tl與開關(guān)管T4的 柵極端均與PWM控制模塊輸出端相連，開關(guān)管T2與開關(guān)管T3的柵極端均與PWM控制模塊 的另一輸出端相連。所述PWM控制模塊的輸入端與運(yùn)算放大器IC2的輸出端相連，所述運(yùn)算放大器IC2 的同相端接地，運(yùn)算放大器IC2的反相端分別與電阻R9、電阻R7及電阻R8相連；電阻R9 的另一端與運(yùn)算放大器IC2的輸出端相連，電阻R7的另一端與運(yùn)算放大器ICl的輸出端相 連，電阻R8的另一端與滑動變阻器VRl相連，所述滑動變阻器VRl的一端接地，另一端與電源Vc相連；運(yùn)算放大器ICl的反相端與輸出端相連，運(yùn)算放大器ICl的同相端與電阻R5及 電阻R6相連，電阻R6的另一端接地；運(yùn)算放大器ICl通過電阻R5對模擬電弧負(fù)載兩端的 電壓采樣。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)輔助電路包括模擬電弧負(fù)載，模擬電弧負(fù)載與電弧負(fù)載的功 率相匹配，輔助電路對模擬電弧負(fù)載的電壓進(jìn)行采樣，并將采樣得到的模擬負(fù)載電壓Vf與 設(shè)定的電壓Vg相比較，并通過PWM控制模塊控制輔助電路高頻逆變模塊導(dǎo)通的脈沖寬度， 輔助電路高頻逆變模塊通過脈沖變壓器Tr3與主電路高頻逆變模塊相連，從而能夠調(diào)整主 電路中主電路高頻逆變模塊輸出的交流電值，使主電路與輔助電路輸出的電壓值保持穩(wěn) 定，輔助電路不對主電路的電弧負(fù)載進(jìn)行直接采樣，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，避免了系統(tǒng)的 振蕩，安全可靠。

圖1為本實(shí)用新型的變換原理框圖。圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。圖3為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖廣圖所示本實(shí)用新型包括一次整流濾波模塊1、降壓模塊2、主電路高頻逆 變變換模塊3、輔助電路高頻逆變變換模塊4、主電路二次整流模塊5、輔助電路二次整流模 塊6、電弧負(fù)載7、模擬電弧負(fù)載8、PWM控制模塊9、輔助電路10、主電路11、主電路高頻逆 變模塊12、主電路高頻變壓器變換13、輔助電路高頻變壓器變換14及輔助電路高頻逆變模 塊15。如圖廣圖2所示所述主電路11包括一次整流濾波模塊1，所述一次整流濾波模 塊1的輸出端與主電路高頻逆變模塊12相連，一次整流濾波模塊1將網(wǎng)壓輸入整流成直流 輸出，主電路高頻逆變模塊12將一次整流濾波模塊1輸出的直流電逆變成交流電。主電路 高頻逆變模塊12的輸出端與主電路高頻變壓器變換模塊13相連，所述主電路高頻變壓器 變換模塊13采用高頻變壓器Trl ；高頻變壓器Trl的原邊線圈與主電路高頻逆變模塊12的 輸出端相連，高頻變壓器Trl的副邊線圈通過主電路二次整流5模塊輸出相應(yīng)的電壓值，并 通過電感Ll與電弧負(fù)載7相連，用于為電弧負(fù)載7提供工作電源；主回路11采用開環(huán)系 統(tǒng)，響應(yīng)速度快。輔助電路10包括降壓模塊2，所述降壓模塊2將一次整流濾波模塊1輸出的直流 電降壓后輸入到輔助電路高頻逆變模塊15內(nèi)，輔助電路高頻逆變模塊15將直流電逆變成 交流電。輔助電路高頻逆變模塊15的輸出端與輔助電路高頻變壓器變換模塊14相連，所 述輔助電路高頻變壓器變換模塊14采用高頻變壓器Tr2，所述高頻變壓器Tr2的原邊線圈 與輔助電路高頻逆變模塊15相，高頻變壓器Tr2的副邊線圈與輔助電路二次整流模塊6相 連，二次整流模塊6通過電感L2與模擬電弧負(fù)載8相連，模擬電弧負(fù)載8與電弧負(fù)載7的 功率相匹配；根據(jù)焊機(jī)輸出功率的大小，一般情況下，模擬電弧負(fù)載8與焊機(jī)實(shí)際電弧負(fù)載 功率的千分之一，確保輔助電路10的功率消耗不影響整個電路的功率，從而模擬電弧負(fù)載8兩端電壓的波動值，來調(diào)整電弧負(fù)載7間的電壓值。輔助電路10將模擬電弧負(fù)載8兩端 的電壓進(jìn)行采樣，得到模擬負(fù)載電壓Vf，所述模擬負(fù)載電壓Vf與設(shè)定電壓Vg進(jìn)行比較，所 述設(shè)定電壓Vg的值與模擬負(fù)載電壓Vf的值相關(guān)，當(dāng)電弧負(fù)載7確定時，所述設(shè)定電壓Vg 的值與模擬負(fù)載電壓Vf的值應(yīng)取自相應(yīng)的值。PWM控制模塊9接收設(shè)定電壓Vg的值與模 擬負(fù)載電壓Vf的比較值，并根據(jù)所述比較值輸出相應(yīng)的脈沖寬度，PWM控制模塊9的輸出端 與輔助電路高頻逆變模塊15相連，PWM控制模塊9輸出的脈沖寬度不同時，輔助電路高頻 逆變模塊15逆變得到的電壓值不同，從而能夠調(diào)節(jié)加載于模擬電弧負(fù)載8兩端的電壓值。 輔助電路高頻逆變模塊15通過脈沖變壓器Tr3與主電路高頻逆變模塊12相連，從而能夠 調(diào)整主電路高頻逆變模塊12逆變得到的電壓值，從而達(dá)到調(diào)節(jié)電弧負(fù)載7兩端的電壓值， 從而確保了調(diào)節(jié)電弧負(fù)載7兩端的電壓值保持穩(wěn)定的狀態(tài)。所述輔助電路高頻逆變模塊 15與輔助電路高頻變壓器變換模塊14間構(gòu)成輔助電路高頻逆變變換模塊4，主電路高頻逆 變模塊12與主電路高頻變壓器變換模塊13間構(gòu)成主電路高頻逆變變換模塊3。如圖3所示所述網(wǎng)壓輸入經(jīng)過一次整流濾波模塊1，所述一次整流濾波模塊1包 括二極管D4、D5、D6、D7、D8及D9構(gòu)成的整流電路，所述一次整流濾波模塊1輸出相應(yīng)的直 流電壓值。所述二極管D6的陰極端與電容Cl相連，電容Cl的另一端分別與電容C2相連， 電容Cl的兩端并聯(lián)有電阻Rl，電容C2的兩端并聯(lián)有電阻R2 ；電阻R2與電阻C2的兩端同 時與二極管D9的陽極端相連，能夠?qū)敵龅闹绷麟娺M(jìn)行濾波。所述主電路高頻逆變模塊12 包括由開關(guān)管Q1、開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3及開關(guān)管Q4構(gòu)成的橋式逆變電路；所述開關(guān)管Q1、 開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3及開關(guān)管Q4均為IGBT (絕緣柵極雙極型晶體管)；所述開關(guān)管Ql的 發(fā)射極與開關(guān)管Q2的集電極相連，開關(guān)管Q3的發(fā)射極與開關(guān)管Q4的集電極相連，所述開 關(guān)管Q4的發(fā)射極與開關(guān)管Q2的發(fā)射極相連，開關(guān)管Q3與開關(guān)管Ql的集電極相連；開關(guān) 管Q1、開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3及開關(guān)管Q4的柵極通過脈沖變壓器Tr3的副邊線圈與開關(guān)管 Ql的發(fā)射極相連，其中，開關(guān)管Ql與開關(guān)管Q4的柵極與集電極間通過脈沖變壓器Tr3的同 一副邊線圈相連，開關(guān)管Q2與開關(guān)管Q3的柵極與集電極間通過脈沖變壓器Tr3的同一副 邊線圈相連，因此，開關(guān)管Ql與開關(guān)管Q4同時導(dǎo)通或關(guān)斷，開關(guān)管Q2與開關(guān)管Q3同時導(dǎo) 通或關(guān)斷。開關(guān)管Ql的發(fā)射極與開關(guān)管Q3的發(fā)射極分別與高頻變壓器Trl的原邊線圈相 連。高頻變壓器Trl的副邊線圈與主電路二次整流電路5相連，高頻變壓器Trl的副邊有 三組并聯(lián)分布的線圈，主電路二次整流電路5包括二極管D1-1、二極管D1-2、二極管D2-1、 二極管D2-2、二極管D3-1及二極管D3-2，經(jīng)過主電路二次整流電路5后輸出直流電壓，主 電路二次整流電路5的結(jié)構(gòu)能夠增大輸出電流值，并經(jīng)過電感Ll后為電弧負(fù)載7提供工作 電源。降壓模塊2包括電阻R3及電阻R4，所述電阻R3的一端與二極管D6的陰極端相 連，另一端與電阻R4相連；電阻R4對應(yīng)于與電阻R3相連的另一地與二極管D9的陽極端 相連。電阻R3與電阻R4相連的一端與開關(guān)管Tl及開關(guān)管T2相連，并通過電容C3與開關(guān) 管T3及開關(guān)管T4相連。所述開關(guān)管Tl、開關(guān)管T2、開關(guān)管T3及開關(guān)管T4均為MOS管；開 關(guān)管Tl的源極端與開關(guān)管T3的漏極端相連，開關(guān)管T2的源極端與開關(guān)管T4的漏極端相 連，開關(guān)管Tl與開關(guān)管T2的漏極端相連，開關(guān)管T4與開關(guān)管T3的源極端相連；開關(guān)管Tl 與開關(guān)管T4的柵極端均與PWM控制模塊9輸出端相連，開關(guān)管T2與開關(guān)管T3的柵極端均 與PWM控制模塊9的另一輸出端相連。開關(guān)管Tl與開關(guān)管T2的源極端分別與脈沖變壓器Tr3的原邊線圈相連，所述脈沖變壓器Tr3的原邊線圈與高頻變壓器Tr2的原邊線圈相連。 高頻變壓器Tr2的副邊線圈通過輔助電路二次整流模塊6整流后輸出直流電，輔助電路二 次整流模塊6包括二極管DlO與二極管D11，所述二極管DlO與二極管Dll的陰極端相連， 二極管DlO與二極管Dll的陽極端分別與高頻變壓器Tr2的副邊線圈相連。二極管DlO的 陰極端通過電感L2與電弧模擬負(fù)載R 8的一端相連，高頻變壓器Tr2副邊線圈的中間點(diǎn)與 電弧模擬負(fù)載R 8的另一端相連，并接地。PWM控制模塊9的輸入端與運(yùn)算放大器IC2的輸 出端相連，所述運(yùn)算放大器IC2的同相端接地，運(yùn)算放大器IC2的反相端分別與電阻R9、電 阻R7及電阻R8相連；電阻R9的另一端與運(yùn)算放大器IC2的輸出端相連，電阻R7的另一端 與運(yùn)算放大器ICl的輸出端相連，電阻R8的另一端與滑動變阻器VRl相連，所述滑動變阻 器VRl的一端接地，另一端與電源Vc相連；運(yùn)算放大器ICl的反相端與輸出端相連，運(yùn)算放 大器ICl的同相端與電阻R5及電阻R6相連，電阻R6的另一端接地；運(yùn)算放大器ICl通過 電阻R5對模擬電弧負(fù)載8兩端的電壓采樣。所述電源Vc提供負(fù)電壓，運(yùn)算放大器ICl構(gòu) 成電壓跟隨器，運(yùn)算放大器ICl輸出與模擬電弧負(fù)載8兩端相應(yīng)的電壓值，通過運(yùn)算放大 器IC2后輸入到PWM控制模塊9內(nèi)，PWM控制模塊9根據(jù)比較輸入值，確定驅(qū)動開關(guān)管Tl、 開關(guān)管T2、開關(guān)管T3及開關(guān)管T4的脈沖寬度，進(jìn)而調(diào)整輔助電路高頻逆變模塊15的輸出 電壓及脈沖變壓器Tr3的原邊電壓值，當(dāng)脈沖變壓器Tr3原邊線圈的電壓值不同時，其驅(qū)動 開關(guān)管Ql、開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3及開關(guān)管Q4的脈沖寬度不同，從而調(diào)節(jié)主電路高頻逆變模 塊12的逆變輸出電壓值。所述電阻R8的兩端通過滑動變阻器VRl及電源Vc形成了設(shè)定 電壓Vgo如圖廣圖3所示工作時，網(wǎng)壓輸入加載于一次整流濾波模塊1上，一次整流濾波 模塊ι輸出相應(yīng)的直流電壓值，輔助電路10通過降壓模塊2將相應(yīng)的直流電壓值輸出到輔 助電路高頻逆變模塊15上。由于初始時，模擬電弧負(fù)載8兩端的電壓值為0，因此運(yùn)算放 大器IC2輸出相應(yīng)的比較值到PWM控制模塊9，PWM控制模塊9根據(jù)相應(yīng)的比較值輸出相應(yīng) 的脈寬，驅(qū)動開關(guān)管Tf T4，并使脈沖變壓器Tr3的原邊線圈具有相應(yīng)的寬度值。當(dāng)輔助電 路高頻逆變模塊15通道后，高頻變壓器Tr2通過輔助電路二次整流模塊6對模擬電弧負(fù)載 8提供電源。同時由于脈沖變壓器Tr3的原邊線圈具有相應(yīng)的電壓值，因此脈沖變壓器Tr3 的副邊線圈就有驅(qū)動相應(yīng)的開關(guān)管Ql、4，使開關(guān)管QfQ4導(dǎo)通，并通過高頻變壓器Trl對 電弧負(fù)載7提供工作電源，達(dá)到整個電路的開啟工作。當(dāng)電網(wǎng)電源波動時，假設(shè)電網(wǎng)電壓升 高時，通過一次整流濾波模塊1輸出的電壓值就升高，通過降壓模塊2加在輔助電路高頻逆 變模塊15的電壓值就升高，從而模擬電弧負(fù)載8兩端的電壓值也相應(yīng)升高。PWM控制模塊 9根據(jù)模擬電弧負(fù)載8兩端的電壓與設(shè)定電壓Vg間的比較值，能夠使輸出的脈沖調(diào)制寬度 變窄，調(diào)整輔助電路高頻逆變模塊15的逆變輸出電壓值，降低模擬電弧負(fù)載8兩端的電壓 值。同時，PWM控制模塊9輸出的脈沖調(diào)制寬度變窄后，脈沖變壓器Tr3原邊線圈的驅(qū)動電 壓寬度變窄，從而脈沖變壓器Tr3副邊線圈驅(qū)動開關(guān)Qf Q4的電壓變窄，達(dá)到調(diào)整電弧負(fù)載 7兩端電壓的目的，穩(wěn)定了電弧負(fù)載7兩端的電壓。當(dāng)電弧負(fù)載7的環(huán)境溫度或其他工作 條件波動是，輔助電路10的PWM控制模塊9會根據(jù)波動得到的比較值進(jìn)行調(diào)整相應(yīng)的脈沖 寬度值，輔助電路10與主電路11構(gòu)成閉合回路，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。所述控制電路全然沒有對主電路輸出電壓進(jìn)行采樣，由于模擬電弧負(fù)載8閉環(huán)反 饋間接作用，可獲得與直接取自主電路輸出電弧電壓反饋相同的穩(wěn)壓效果，而又不受實(shí)際
8負(fù)載電弧變化的影響。同時主電路11還仍保持開環(huán)電路一樣的響應(yīng)速度快、系統(tǒng)不會振蕩 等優(yōu)點(diǎn)，焊接電弧電壓、電流等焊接參數(shù)保持穩(wěn)定，不受負(fù)載變化影響，同時對電網(wǎng)電壓具 有較強(qiáng)補(bǔ)償能力。 本實(shí)用新型輔助電路10包括模擬電弧負(fù)載8，模擬電弧負(fù)載8與電弧負(fù)載7的 功率相匹配，輔助電路10對模擬電弧負(fù)載8的電壓進(jìn)行采樣，并將采樣得到的模擬負(fù)載電 壓Vf與設(shè)定的電壓Vg相比較，并通過PWM控制模塊9控制輔助電路高頻逆變模塊15導(dǎo)通 的脈沖寬度，輔助電路高頻逆變模塊通過脈沖變壓器Tr3與主電路高頻逆變模塊12相連， 從而能夠調(diào)整主電路中主電路高頻逆變模塊12輸出的交流電值，使主電路11與輔助電路 10輸出的電壓值保持穩(wěn)定，輔助電路10不對主電路的電弧負(fù)載7進(jìn)行直接采樣，提高了系 統(tǒng)的響應(yīng)速度，避免了系統(tǒng)的振蕩，安全可靠。
權(quán)利要求1.一種逆變式C02/MAG/MIG焊機(jī)電弧控制電路，包括用于為電弧負(fù)載(7)提供工作電 源的主電路(11)；其特征是還包括驅(qū)動所述主電路(11)的輔助電路(10)；所述輔助電路(10)包括模擬電弧負(fù)載(8)及PffM控制模塊(9)，所述模擬電弧負(fù)載(8)與電弧負(fù)載(7)的 功率相匹配；輔助電路(10)對模擬電弧負(fù)載(8)兩端電壓采樣，得到模擬負(fù)載電壓Vf ；輔 助電路(10)將得到的模擬負(fù)載電壓Vf與設(shè)定的電壓Vg相比較，并將得到的比較值輸入到 PWM控制模塊(9)，PWM控制模塊(9)根據(jù)所述比較值輸出相應(yīng)的脈沖寬度，分別調(diào)節(jié)主電路(11)中加載于電弧負(fù)載(7)兩端的電壓值及輔助電路(10)中加載于模擬電弧負(fù)載(8)兩 端的電壓值，使電弧負(fù)載(7)及模擬電弧負(fù)載(8)兩端的電壓保持穩(wěn)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變式C02/MAG/MIG焊機(jī)電弧控制電路，其特征是所述主 電路(11)包括用于對電網(wǎng)電壓進(jìn)行整流的一次整流濾波模塊(1 )，所述一次整流濾波模塊 (1)將電網(wǎng)電壓整流輸出成直流電壓；一次整流濾波模塊(1)的輸出端與主電路高頻逆變 變換模塊(3)相連，并通過降壓模塊(2)與輔助電路高頻逆變變換模塊(4)相連，所述降壓 模塊(2)將一次整流濾波模塊(1)輸出的直流電壓降低后輸入到輔助電路高頻逆變變換模 塊(4)；主電路高頻逆變變換模塊(3)通過主電路二次整流模塊(5)為電弧負(fù)載(7)提供工 作電源；輔助電路高頻逆變變換模塊(4)通過輔助電路二次整流模塊(6)為模擬電弧負(fù)載 (8)提供工作電源，輔助電路高頻逆變變換模塊(4)的輸出端與主電路高頻逆變變換模塊 (3)相連；PWM控制模塊(9)的輸出端與輔助電路高頻逆變變換模塊(4)相連，并調(diào)節(jié)輔助 電路高頻逆變變換模塊(4)輸出的電壓值及主電路高頻逆變變換模塊(3)輸出的電壓值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的逆變式C02/MAG/MIG焊機(jī)電弧控制電路，其特征是所述主 電路高頻逆變變換模塊(3)包括主電路高頻逆變模塊(12)及主電路高頻變壓器變換模塊 (13);所述主電路高頻逆變模塊(12)的輸入端與一次整流濾波模塊(1)相連，主電路高頻逆 變模塊(12)的輸出端與主電路高頻變壓器變換模塊(13)相連；主電路高頻逆變模塊(12) 將一次整流濾波模塊(1)輸出的直流電逆變成交流電，并輸入到主電路高頻變壓器變換模 塊(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的逆變式C02/MAG/MIG焊機(jī)電弧控制電路，其特征是所述輔 助電路高頻逆變變換模塊(4)包括輔助電路高頻逆變模塊(15)及輔助電路高頻變壓器變 換模塊(14)，所述輔助電路高頻逆變模塊(15)的輸入端與降壓模塊(2)的輸出端相連，輔 助電路高頻逆變模塊(15)的輸出端與輔助電路高頻變壓器變換模塊(14)相連；輔助電路 高頻逆變模塊(15)將降壓模塊(2)輸出的直流電逆變成交流電，并輸入到輔助電路高頻變 壓器變換模塊(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的逆變式C02/MAG/MIG焊機(jī)電弧控制電路，其特征是所述主 電路高頻逆變變換模塊(3)包括由開關(guān)管Ql、開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3及開關(guān)管Q4組成的橋 式逆變電路；其中開關(guān)管Ql與開關(guān)管Q2位于同一橋臂，開關(guān)管Q3及開關(guān)管Q4位于同一橋 臂；開關(guān)管Ql與開關(guān)管Q2相連的一端與高頻變壓器Trl原邊線圈的一端相連，開關(guān)管Q3 與開關(guān)管Q4相連的一端與高頻變壓器Trl原邊線圈的另一端相連；開關(guān)管Q1、開關(guān)管Q4與 用于驅(qū)動開關(guān)管Ql及開關(guān)管Q4導(dǎo)通的脈沖變壓器Tr3的副邊線圈相連，開關(guān)管Q2、開關(guān)管 Q3與用于驅(qū)動開關(guān)管Q2及開關(guān)管Q3導(dǎo)通的脈沖變壓器Tr3的另一副邊線圈相連；所述輔 助電路高頻逆變變換模塊(4)包括由開關(guān)管Tl、開關(guān)管T2、開關(guān)管T3及開關(guān)管T4組成的 橋式逆變電路；其中開關(guān)管Tl與開關(guān)管T3位于同一橋臂，開關(guān)管T2與開關(guān)管T4位于同一橋臂；開關(guān)管Tl、開關(guān)管T4與用于驅(qū)動開關(guān)管Tl及開關(guān)管T4導(dǎo)通的PWM控制模塊(9)的 輸出端相連，開關(guān)管T2、開關(guān)管T3與用于驅(qū)動開關(guān)管T2及開關(guān)管T3導(dǎo)通的PWM控制模塊 (9)的另一輸出端相連；開關(guān)管Tl對應(yīng)于與開關(guān)管T3相連的一端與脈沖變壓器Tr3原邊 線圈的一端相連，開關(guān)管T2對應(yīng)于與開關(guān)管T4相連的一端與脈沖變壓器Tr3原邊線圈的 另一端相連；脈沖變壓器Tr3原邊線圈的兩端分別與高頻變壓器Tr2的原邊線圈相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的逆變式C02/MAG/MIG焊機(jī)電弧控制電路，其特征是所述開 關(guān)管Ql、開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3及開關(guān)管Q4均為IGBT ；所述開關(guān)管Ql的發(fā)射極與開關(guān)管Q2 的集電極相連，開關(guān)管Q3的發(fā)射極與開關(guān)管Q4的集電極相連，所述開關(guān)管Q4的發(fā)射極與 開關(guān)管Q2的發(fā)射極相連，開關(guān)管Q3與開關(guān)管Ql的集電極相連；開關(guān)管Q1、開關(guān)管Q2、開 關(guān)管Q3及開關(guān)管Q4的柵極通過脈沖變壓器Tr3的副邊線圈與開關(guān)管Ql的發(fā)射極相連，其 中，開關(guān)管Ql與開關(guān)管Q4的柵極與集電極間通過脈沖變壓器Tr3的同一副邊線圈相連，開 關(guān)管Q2與開關(guān)管Q3的柵極與集電極間通過脈沖變壓器Tr3的同一副邊線圈相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的逆變式C02/MAG/MIG焊機(jī)電弧控制電路，其特征是所述開 關(guān)管Tl、開關(guān)管T2、開關(guān)管T3及開關(guān)管T4均為MOS管；開關(guān)管Tl的源極端與開關(guān)管T3的 漏極端相連，開關(guān)管T2的源極端與開關(guān)管T4的漏極端相連，開關(guān)管Tl與開關(guān)管T2的漏極 端相連，開關(guān)管T4與開關(guān)管T3的源極端相連；開關(guān)管Tl與開關(guān)管T4的柵極端均與PWM控 制模塊(9)輸出端相連，開關(guān)管T2與開關(guān)管T3的柵極端均與PWM控制模塊(9)的另一輸出 端相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的逆變式C02/MAG/MIG焊機(jī)電弧控制電路，其特征是所述PWM 控制模塊(9)的輸入端與運(yùn)算放大器IC2的輸出端相連，所述運(yùn)算放大器IC2的同相端接 地，運(yùn)算放大器IC2的反相端分別與電阻R9、電阻R7及電阻R8相連；電阻R9的另一端與 運(yùn)算放大器IC2的輸出端相連，電阻R7的另一端與運(yùn)算放大器ICl的輸出端相連，電阻R8 的另一端與滑動變阻器VRl相連，所述滑動變阻器VRl的一端接地，另一端與電源Vc相連； 運(yùn)算放大器ICl的反相端與輸出端相連，運(yùn)算放大器ICl的同相端與電阻R5及電阻R6相 連，電阻R6的另一端接地；運(yùn)算放大器ICl通過電阻R5對模擬電弧負(fù)載(8)兩端的電壓采 樣。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種逆變式CO2/MAG/MIG焊機(jī)電弧控制電路，其包括用于為電弧負(fù)載提供工作電源的主電路；還包括驅(qū)動所述主電路的輔助電路；所述輔助電路包括模擬電弧負(fù)載及PWM控制模塊，所述模擬電弧負(fù)載與電弧負(fù)載的功率相匹配；輔助電路對模擬電弧負(fù)載兩端電壓采樣，得到模擬負(fù)載電壓Vf；輔助電路將得到的模擬負(fù)載電壓Vf與設(shè)定的電壓Vg相比較，并將得到的比較值輸入到PWM控制模塊，PWM控制模塊根據(jù)所述比較值輸出相應(yīng)的脈沖寬度，分別調(diào)節(jié)主電路中加載于電弧負(fù)載兩端的電壓值及輔助電路中加載于模擬電弧負(fù)載兩端的電壓值，使電弧負(fù)載及模擬電弧負(fù)載兩端的電壓保持穩(wěn)定。本實(shí)用新型能確保輸出弧壓穩(wěn)定，響應(yīng)速度快，穩(wěn)定性好，安全可靠。
文檔編號B23K9/073GK201900361SQ20102067159
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者李春光 申請人:無錫市大德科技有限公司