[实用新型]一种基于LLC谐振变换器的并联式大功率焊接电源系统

说明书

本实用新型公开了一种基于LLC谐振变换器的并联式大功率焊接电源系统，包括三相交流输入电网、焊接电源、电弧负载和人机界面模块；焊接电源由若干个子系统并联而成，所述子系统包括主电路、驱动模块、故障保护模块、电压电流检测模块和控制模块，所述控制模块包括DSP数字化控制模块，所述DSP数字化控制模块分别与故障保护模块、驱动模块和电压电流检测模块相连接，所述故障保护模块及电压电流检测模块分别与主电路的输入端及输出端连接；主电路包括依次连接的输入整流滤波模块、LLC谐振模块、功率变压器模块和输出整流滤波模块，所述输入整流滤波模块与三相交流输入电网连接，所述输出整流滤波模块与电弧负载连接。

技术领域

本实用新型涉及焊接电源技术领域，具体涉及一种基于LLC谐振变换器的并联式大功率焊接电源系统。

背景技术

随着国民经济的快速发展，焊接技术在大型金属构件的建造上得到广泛的应用。在现有焊接技术中，厚大结构往往需要几至几十道、层焊缝才能填满焊接坡口，从使用性能和效果上来看，存在着不少问题。尤其在造船业、管道、大型钢结构等行业对大厚板要求往往较难以较少的层次、道数较快地填满坡口，而且焊缝长达十多米、几十米，这样迫切要求进一步实现更高速、高熔敷率的焊接工艺和大功率高效、节能的焊接电源。

由于传统的基于移相技术的焊接电源存在以下问题：1.轻载时滞后臂MOSFET开关管难以实现零电压开通；2.副边整流二极管存在反向恢复问题并导致振铃电压尖峰难以处理，恶化整机可靠性；3.当重载时，原边电流过大导致的副边占空比丢失更加严重，使得电源能量没有得到充分的利用，并使得电压振铃进一步加剧。这使得电源效率没有得到充分利用，大大增加电能的损耗，愈发跟不上当前市场上要求越来越高的节能化需求。

所以要实现中厚板的高效化焊接，关键在于焊接电源输出功率的进一步提高。目前市面上缺乏一种能够增大焊接电源输出功率的同时实现焊接电源原边功率开关管零电压开通和副边整流二极管零电流关断，从而减少开关损耗，提高电源效率的焊接电源。

由此可见，现有的焊接电源技术，主要有以下几个方面的缺点：(1)电源效率低。(2)电源输出功率小。(3)对于大厚板，难以一次性实现成型的高效高速化焊接。(4)生产效率低。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本实用新型提供一种基于LLC谐振变换器的并联式大功率焊接电源系统。

本实用新型采用如下技术方案：

一种基于LLC谐振变换器的并联式大功率焊接电源系统，包括三相交流输入电网、焊接电源、电弧负载和人机界面模块；

所述焊接电源由若干个子系统并联而成，所述子系统包括主电路、驱动模块、故障保护模块、电压电流检测模块和控制模块，所述控制模块包括DSP数字化控制模块，所述DSP数字化控制模块分别与故障保护模块、驱动模块和电压电流检测模块相连接，所述故障保护模块及电压电流检测模块分别与主电路的输入端及输出端连接；

所述主电路包括依次连接的输入整流滤波模块、LLC谐振模块、功率变压器模块和输出整流滤波模块，所述输入整流滤波模块与三相交流输入电网连接，所述输出整流滤波模块与电弧负载连接；

若干个子系统中的控制模块通过CAN总线与人机界面模块连接。

所述DSP数字化控制模块采用TMS320F28335的数字信号处理器，所述数字信号处理器内嵌事件管理器，所述事件管理器具有脉冲频率调制单元。

所述LLC谐振模块由逆变网络和LLC谐振网络构成，所述逆变网络由四个功率开关管和第一电容构成；

所述LLC谐振网络包括谐振电感、励磁电感和谐振电容，所述谐振电感、励磁电感、谐振电容和等效负载一起构成谐振腔，所述等效负载是由功率变压器模块、输出整流滤波模块和电弧负载构成。