專利名稱：電焊機高頻諧振軟開關(guān)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電焊機，具體說是一種電焊機高頻諧振軟開關(guān)電路。
背景技術(shù)：
目前常用的電焊機使用50HZ低頻交流電源，這種電焊機的缺點是體積大，重量大浪費原材料，使用不方便，控制不精確，耗電多，散熱效果差，效率低，工作周期小，電功率小，輸出電流不穩(wěn)定，常發(fā)生斷弧現(xiàn)象，使用上成本高，焊接效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種耗損小，發(fā)熱小，噪聲低，功率高的電焊機高頻諧振軟開關(guān)電路。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種電焊機高頻諧振軟開關(guān)電路，其技術(shù)特點是所述高頻諧振軟開關(guān)電路由四只IGBT功率管Ql、Q2、Q3、Q4、兩只諧振電感Li、L2、高頻變壓器 Tl、兩只快恢復(fù)二極管D1、D2、輸入濾波電容Cl、諧振電容C2、輸出濾波電容C3和鐵氧體電抗器L3組成，四只IGBT功率管Ql、Q2、Q3、Q4組成H全橋高頻變換電路，輸入濾波電容Cl 并聯(lián)H全橋高頻變換電路輸入側(cè)，H全橋高頻變換電路輸出側(cè)串聯(lián)高頻變壓器Tl 一側(cè)線圈和第一諧振電感Li，高頻變壓器Tl另一側(cè)線圈的一接頭上依次連接第二諧振電感L2和第一快恢復(fù)二極管Dl，高頻變壓器Tl另一側(cè)線圈的另一接頭上連接第二快恢復(fù)二極管D2，第二快恢復(fù)二極管D2上并聯(lián)諧振電容C2，第一、二快恢復(fù)二極管D1、D2接合后依次經(jīng)鐵氧體電抗器L3和輸出濾波電容C3連接至高頻變壓器Tl另一側(cè)線圈上的中間接頭；所述外殼內(nèi)由屏蔽層分隔成上、下兩部分，CPU控制線路板安裝于外殼內(nèi)的上部分，散熱器呈豎直狀態(tài)安裝于外殼內(nèi)的下部分，散熱器背面安裝有對應(yīng)外殼后面板進風(fēng)口的風(fēng)扇，散熱器的正面上安裝上述高頻變壓器、輸入模塊、上述四只IGBT功率管、上述兩只快恢復(fù)二極管和控制變壓器。所述輸入濾波電容Cl兩端分別連接電源電壓正極和負極；所述輸出濾波電容C3 兩端分別連接輸出電壓正極和負極。所述高頻變壓器采用薄銅皮分段繞制。電焊機工作時，由4個IGBT管組成H全橋高頻變換電路在調(diào)制頻率下輪換工作， 在一時間IGBT功率管Ql先導(dǎo)通，IGBT功率管Q3經(jīng)過一定的移相角后導(dǎo)通，電流方向由電源正極一IGBT功率管Ql—高頻變壓器Tl一IGBT功率管Q3—電源負極，此過程是電焊機向負載輸出能量；IGBT功率管Q1、Q3關(guān)斷后，此時屬于續(xù)電流階段，接下來IGBT功率管Q2先導(dǎo)通，IGBT功率管Q4經(jīng)過一定的移相角后導(dǎo)通，電流方向由電源正極一IGBT功率管Q4— 高頻變壓器Tl一IGBT功率管Q2—電源負，此過程是電焊機向負載輸出能量；IGBT功率管 Q2、Q4關(guān)斷后，此時屬于續(xù)電流階段，調(diào)節(jié)功率輸出，是通過調(diào)節(jié)橋臂的驅(qū)動脈沖相位來實現(xiàn)的，具體實現(xiàn)過程為=IGBT功率管Ql、Q3的導(dǎo)通時刻不變，控制IGBT功率管Ql、Q3的導(dǎo)通時刻，使導(dǎo)通時刻相位差為0° —180°，IGBT功率管Q2、Q4類似，當IGBT功率管Q1、Q3
3的移相角為0°時，輸出最大，當IGBT功率管Q1、Q3移相角為180°時，輸出最小，移相角的大小與諧振有密切關(guān)系。本發(fā)明為諧振電焊機，其組成主功率部分和普通的逆變電焊機相似，所不同是諧振電焊機功率電路是諧振變換器，控制電路采用是頻率調(diào)制而不是脈寬調(diào)制，另外諧振電焊機比普通電焊機多了一個零檢測環(huán)節(jié)，以實現(xiàn)零電壓或零電流軟開關(guān)。零電流諧振的工作原理為L1，L2為諧振電感，C2是諧振電容，鐵氧體電抗器L3>諧振電感L2，則濾波部分及負載可以看成恒流源，電路的工作過程可以分成四個階段，分別為電感充電階段、諧振階段、電容放電階段和續(xù)流階段，在諧振階段中，諧振電感與電容發(fā)生諧振，使流過諧振電感 Ll和諧振電感L2的電流按照正弦波規(guī)律變化，這就為IGBT功率管Ql、Q3和IGBT功率管 Q2、Q4的零電流開關(guān)提供了條件，同時開關(guān)電流與開關(guān)電壓沒有重疊部分，從而實現(xiàn)軟開關(guān)，高頻變壓器Tl的繞組對電焊機性能的影響較大，因為變壓器漏感就是諧振電感L1L2， 變壓器漏感參與諧振過程，因此影響電焊機的諧振頻率，諧振電感與電容不但決定諧振頻率，還決定電焊機的特征阻抗，由于采用高頻諧振軟開關(guān)技術(shù)，因此開關(guān)頻率比普通電焊機高很多，效率也提高，普通電焊機效率一般為60%左右，高頻諧振電焊機的平均效率為91%， 開關(guān)頻率達到500KHZ以上。采用以上技術(shù)方案后，本發(fā)明達到的有益效果是采用高頻諧振軟開關(guān)技術(shù)，實現(xiàn)零電流開關(guān)和零電壓開關(guān)的原理進行工作的，它可減少由電焊機IGBT功率管開關(guān)帶來的損耗，應(yīng)力，溫度，噪聲，能提高本電焊機頻率，功率密度，降低溫度，減少噪聲等方面獲得優(yōu)良的性能，采用的方法是用諧振電感，諧振電容，高頻諧振電路把IGBT功率管開關(guān)電流或電壓變?yōu)檎也ㄐ?，使電壓和電流的重疊小，以減少IGBT功率管開關(guān)損耗，用這個方法因為不會引起電壓和電流的急劇變化，故能做到耗損小，溫度低，噪聲低，減少散熱器面積，提高電焊機整體性能；
本發(fā)明電焊機調(diào)節(jié)IGBT功率管的開關(guān)控制高頻變壓器高頻做功，通過快恢復(fù)二極管整流，諧振電感和諧振電容實現(xiàn)諧振頻率和能量反饋作用，最終由鐵氧體電抗器輸出，電焊機集中控制，故障率低，節(jié)能降耗，抗干擾，溫度低，噪聲低，生產(chǎn)、使用成本低，壽命長。


圖1為本發(fā)明高頻諧振軟開關(guān)電路示意圖。圖中四只1681~功率管01、02、03、04，兩只諧振電感1^1兒2，高頻變壓器11，兩只快恢復(fù)二極管Ql、Q2、Q3、Q4，輸入濾波電容Cl，諧振電容C2，輸出濾波電容C3，鐵氧體電抗
L3 ο
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。圖1所示，電焊機高頻諧振軟開關(guān)電路由全橋高頻變換電路7、兩只諧振電感Li、 L2、高頻變壓器Tl、輸入濾波電容Cl、諧振電容C2、輸出濾波電容C3和鐵氧體電抗器L3組成，四只IGBT功率管Ql、Q2、Q3、Q4組成H全橋高頻變換電路，輸入濾波電容Cl并聯(lián)H全橋高頻變換電路輸入側(cè)，H全橋高頻變換電路輸出側(cè)串聯(lián)高頻變壓器Tl 一側(cè)線圈和第一諧振電感Li，高頻變壓器Tl另一側(cè)線圈的一接頭上依次連接第二諧振電感L2和第一快恢復(fù)二極管Dl，高頻變壓器Tl另一側(cè)線圈的另一接頭上連接第二快恢復(fù)二極管D2，第二快恢復(fù)二極管D2上并聯(lián)諧振電容C2，第一、二快恢復(fù)二極管D1、D2接合后依次經(jīng)鐵氧體電抗器L3 和輸出濾波電容C3連接至高頻變壓器Tl另一側(cè)線圈上的中間接頭，輸入濾波電容Cl兩端分別連接電源電壓正極和負極；所述輸出濾波電容C3兩端分別連接輸出電壓正極和負極。
電焊機驅(qū)動電路驅(qū)動IGBT功率管做功，高頻整流濾波輸出焊接電流，高頻諧振軟開關(guān)電路參與做功。
權(quán)利要求
1.一種電焊機高頻諧振軟開關(guān)電路，其特征在于所述高頻諧振軟開關(guān)電路由四只 IGBT功率管Q1、Q2、Q3、Q4、兩只諧振電感L1、L2、高頻變壓器Tl、兩只快恢復(fù)二極管D1、D2、 輸入濾波電容Cl、諧振電容C2、輸出濾波電容C3和鐵氧體電抗器L3組成，四只IGBT功率管Ql、Q2、Q3、Q4組成H全橋高頻變換電路，輸入濾波電容Cl并聯(lián)H全橋高頻變換電路輸入側(cè)，H全橋高頻變換電路輸出側(cè)串聯(lián)高頻變壓器Tl 一側(cè)線圈和第一諧振電感Li，高頻變壓器Tl另一側(cè)線圈的一接頭上依次連接第二諧振電感L2和第一快恢復(fù)二極管D1，高頻變壓器Tl另一側(cè)線圈的另一接頭上連接第二快恢復(fù)二極管D2，第二快恢復(fù)二極管D2上并聯(lián)諧振電容C2，第一、二快恢復(fù)二極管D1、D2接合后依次經(jīng)鐵氧體電抗器L3和輸出濾波電容 C3連接至高頻變壓器Tl另一側(cè)線圈上的中間接頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電焊機高頻諧振軟開關(guān)電路，其特征是所述輸入濾波電容 Cl兩端分別連接電源電壓正極和負極；所述輸出濾波電容C3兩端分別連接輸出電壓正極和負極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電焊機高頻諧振軟開關(guān)電路，其特征是所述高頻變壓器采用薄銅皮分段繞制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電焊機高頻諧振軟開關(guān)電路，所述高頻諧振軟開關(guān)電路由四只IGBT功率管Q1、Q2、Q3、Q4、兩只諧振電感L1、L2、高頻變壓器T1、兩只快恢復(fù)二極管D1、D2、輸入濾波電容C1、諧振電容C2、輸出濾波電容C3和鐵氧體電抗器L3組成，四只IGBT功率管Q1、Q2、Q3、Q4組成H全橋高頻變換電路。本發(fā)明調(diào)節(jié)IGBT功率管的開關(guān)控制高頻變壓器高頻做功，通過快恢復(fù)二極管整流，諧振電感和諧振電容實現(xiàn)諧振頻率和能量反饋作用，最終由鐵氧體電抗器輸出，電焊機集中控制，故障率低，節(jié)能降耗，抗干擾，溫度低，噪聲低，生產(chǎn)、使用成本低，壽命長。
文檔編號H02M3/338GK102201740SQ20111015539
公開日2011年9月28日 申請日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者李峰華 申請人:李峰華