[发明专利]交流换向维弧电路及交流焊接电源

说明书

本发明提供一种交流换向维弧电路及交流焊接电源，交流换向维弧电路连接于交流焊接电源的主电路且包括维弧交流输入、第一电容、整流滤波电路以及输出回路。第一电容串联连接于维弧交流输入的输出端，限制维弧交流输入电路的输出电流。整流滤波电路包括整流器和第二电容，维弧交流输入经第一电容和整流器对第二电容充电。输出回路包括连接于整流滤波电路输出的正接控制开关，所述正接控制开关被配置为将交流换向维弧电路接入或切出主电路的电极正接回路。当主电路从电极负接换向至电极正接时，正接控制开关导通，被充电的第二电容为电极正接回路提供维弧电压和维弧脉冲电流，维弧输入电路向电极正接回路提供维持电流。

技术领域

本发明涉及焊接领域，且特别涉及一种交流换向维弧电路及交流焊接电源。

背景技术

在现代化工业建设进程中，基于铝采用的广泛应用以及交流氩弧焊接电源在铝及其合金加工过程中的优势，交流氩弧焊接电源成为了铝及其合金在焊接加工设备方面的理想选择。然而，交流氩弧焊在电流过零点或小电流焊接时，由于电弧空间的温度较低，残余的电离度较小；再引燃存在困难，容易造成断弧的现象；如TIG焊中钨极接负（DCEN）到钨极接正（DCEP）的极性切换过程。

在现有的半桥结构的二次逆变拓扑焊接电源中，为确保电弧的稳定性，通常在逆变主电路的输出正负端及主变压器中心抽头增加电阻、电容等功率器件来储存电压，在DCEN到DCEP的极性切换过程时，该电压可通过限流电阻或电感叠加到焊接回路中，从而实现换向的再燃弧。在该电路结构中，需要较大容量的第二电容来储存维弧能量，同时在维弧回路中需要功率较大的电阻来限制维弧电流的大小。当交流逆变频率变大（如500HZ）时，维弧装置的工作频率也会随着增大，为保证维弧的稳定性，存储维弧能量的器件容量和限流电阻的功率都要成倍的增加，不仅维弧电路成本高、体积大，同时还存在器件功率大，发热大等问题。基于上述问题，现有维弧电路很难实现高频交流焊接。

发明内容

本发明为了克服现有技术的至少一个不足，提供一种用于高频交流焊接且器件容量小的交流换向维弧电路及交流焊接电源。

为了实现上述目的，本发明提供一种交流换向维弧电路，其连接于交流焊接电源的主电路且包括维弧交流输入、第一电容、整流滤波电路以及输出回路。第一电容串联连接于维弧交流输入的输出端，限制维弧交流输入电路的输出电流。整流滤波电路包括整流器和第二电容，维弧交流输入经第一电容和整流器对第二电容充电。输出回路包括连接于整流滤波电路输出的正接控制开关，所述正接控制开关被配置为将交流换向维弧电路接入或切出主电路的电极正接回路。当主电路从电极负接换向至电极正接时，正接控制开关导通，被充电的第二电容为电极正接回路提供维弧电压和维弧脉冲电流，维弧输入电路向电极正接回路提供维持电流。

根据本发明的一实施例，当主电路从电极负接换向至电极正接时，在换向过零点前开通正接控制开关，预先将交流换向维弧电路接入主电路。

根据本发明的一实施例，辅助变压器基于焊接回路电流参与焊接电源的PI控制，在正接控制开关导通时，辅助变压器的电压以最大状态输出。

根据本发明的一实施例，维弧交流输入为与主电路上的主变压器并联连接于焊接电源一次逆变输出的辅助变压器。

根据本发明的一实施例，交流换向维弧电路还包括连接于整流滤波电路输出端的限流元件，限流元件限制输出的维弧脉冲电流。

根据本发明的一实施例，限流元件为电感，交流换向维弧电还包括连接于电感的放电回路，在正接控制开关关断时，电感的反激电压通过放电回路进行泄放。

根据本发明的一实施例，放电回路为并联于电感两端的续流二极管或并联于电感两端的RC吸收电路。

根据本发明的一实施例，交流换向维弧电路还包括连接于整流滤波电路输出侧的二极管，二极管阻断主电路的电压和电流叠加于交流换向维弧电路。