[实用新型]一种IGBT逆变式直流脉冲氩弧焊电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及高频逆变技术领域，具体是指一种IGBT逆变式直流脉冲氩弧焊电源。

背景技术

目前，在焊接电源领域，由于其工艺所需要的大电流、大功率，国内外传统的直流、脉冲氩弧焊电源主要以硅整流和晶闸管整流式为主，整流式电源工作相对可靠，技术上也比较成熟，但设备体积庞大、笨重、能耗高、效率低，且由于其结构原因，动静态特性方面也不够理想。

发明内容

本实用新型的目的就是为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种IGBT逆变式直流脉冲氩弧焊电源。该电源结构简单，体积小，质量小，节能，具有良好的动特性。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：所述一种IGBT逆变式直流脉冲氩弧焊电源，包括机箱和内置电路，所述内置电路包括主电路、电流反馈控制电路，所述主电路包括整流滤波模块、高频逆变模块、功率变压模块和整流平滑模块依次连接组成，所述整流滤波模块外接三相交流输入电源，所述整流平滑模块外接负载；所述电流反馈控制电路(即外环均值电流闭环控制电路)包括电流电压检测模块、脉冲参数给定模块、比较器、单片机控制模块、脉宽调制模块和高频驱动模块组成，所述电流电压检测模块的一端与负载相连接，另一端与比较器的输入端相连接，所述脉冲参数给定模块与比较器的另一输入端相连接，所述比较器的输出端分别与单片机控制模块、脉宽调制模块相连接，所述单片机控制模块与脉宽调制模块相连接，所述脉宽调制模块与高频驱动模块相连接，所述高频驱动模块与高频逆变模块相连接；所述单片机控制模块分别连接有高频引弧模块和人机对话面板。

为了更好地实现本实用新型，所述主电路包括安全保护电路，所述安全保护电路包括网压检测模块、电压保护模块、温度检测模块、过热保护模块组成；所述网压检测模块一端与三相交流电源相连接，另一端与电压保护模块相连接，所述电压保护模块分别与脉宽调制模块、单片机控制模块相连接；所述温度检测模块一端与高频逆变模块相连接，另一端与过热保护模块相连接，过热保护模块与脉宽调制模块相连接；所述单片机控制模块主要由单片机PALCE22V10H、逻辑电路芯片ULN2003A及其外围电路组成；所述脉宽调制模块主要由误差放大电路、集成控制芯片SG3525及其外围电路组成。

本实用新型的设计原理如下：本实用新型采用逆变技术，大幅度的提高电源的频率，使得电源中的主变压器的体积、质量得到大幅度的减小，同时还由于电子功率器件工作于开关状态，变压器等可以采用铁损很小的磁芯材料，所于效率很高。主电路中由于存在电容，功率因数得到很大提高，节能效果明显。又由于工作频率很高，主电路中滤波电感值小，电磁惯性小，易于获得良好的动特性。此外，逆变切割电源由于采用逆变技术，从而使其反应灵敏，可控性好。本实用新型为逆变式直流、脉冲氩弧焊电源，主电路采用半桥式拓扑或全桥逆变式拓扑，视功率而定。而引弧采用高频引弧。脉宽调制是通过误差放大器放大，再与基准给定值进行比较，而产生两组相互推挽的驱动信号，来控制功率逆变开关管IGBT按照一定的时序导通与关闭，实现直流交流转变。电流反馈是在负载电流输出端用霍尔元件检测输出电流，得到采样信号，经过放大、比较，再输送到脉宽调制模块，来改变功率管的导通与截至时间，实现占空比的调节以及功率调节的目的，使输出能量稳定。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型采用单片机进行检测反馈，并用来实现外围监控与人机对话，使得电源的面板操作更方便，更人性化。

2、本实用新型采用高频引弧模块控制引弧，实现非接触引弧。

3、本实用新型采用高功率开关管与脉宽调制芯片来实现直流与交流的转变，使得电流频率大幅度提高，变压器体积、质量得到大幅度减小，控制也变得更加灵敏，动特性得到很大改善。总之，使焊接电源的整体性能发生了质的飞跃。

附图说明

图1是本实用新型的内置电路方框图；

图2是本实用新型的主电路原理图；

图3是本实用新型的脉宽调制模块和高频驱动模块的电路原理图；

图4是本实用新型的单片机控制模块的电路原理图；

图5是本实用新型的高频引弧模块的电路原理图；

图6是本实用新型的高频逆变模块的电路原理图；

图7是本实用新型的整流滤波模块的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细说明，但本实用新型的实现方式并不限于此。