[发明专利]用于电弧焊接的高频方波直流脉冲耦合电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电弧焊接的直流脉冲耦合电源装置，尤其涉及一种用于电弧焊接的高频方波直流脉冲耦合电源装置。

背景技术

在电弧焊机领域，方波直流脉冲电流焊机得到广泛应用，如脉冲MIG焊接（即熔化极惰性气体保护焊接）、脉冲TIG焊接（即惰性气体钨极保护焊接）等。方波直流焊接与传统焊接相比有显著的特点，如控制熔滴过渡、焊缝成型，减少气孔等等，特别是高频脉冲电流对熔池的搅拌作用，使得焊缝中的气孔减少，变小。传统的直流脉冲TIG、直流脉冲MIG，其频率较低，一般在几赫兹到几百赫兹，其基本原理是通过电流反馈信号与电压给定信号闭环负反馈实现的。然而由于原理限制，及其线路电感的作用，使得该电源不具备输出大于20KHz的高频脉冲电流的能力，而且其电流上升率、下降率、电流幅值及波形可控性差。其次，若把高频方波直流脉冲产生电源部分与基值电流产生电源部分构成系统，联动控制，这样控制系统复杂，而且内部干扰严重，不易于控制。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种可控性强的用于电弧焊接的高频方波直流脉冲耦合电源装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种用于电弧焊接的高频方波直流脉冲耦合电源装置，包括整流滤波电路和峰值电流产生电路，所述峰值电流产生电路包括前置峰值电流产生电路和脉冲峰值电流产生电路，所述前置峰值电流产生电路包括第一功率开关管～第四功率开关管、第一电容、第二电容、谐振电容、饱和电感、续流电感、变压器、第一二极管、第二二极管、第一电流传感器、闭环PWM控制电路和初级驱动电路，所述脉冲峰值电流产生电路包括第五功率开关管、第六功率开关管、第三三极管、接触器、脉冲产生电路和次级驱动电路，所述电源装置还包括基值电流检测电路，所述基值电流检测电路包括交直流弧焊电源、第二电流传感器和基值电流处理电路，所述整流滤波电路的正极输出端分别与所述第一功率开关管的集电极、所述第三功率开关管的集电极和所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端分别与所述第一功率开关管的发射极、所述第二功率开关管的集电极、所述第二电容的第一端和所述谐振电容的第一端连接，所述第三功率开关管的发射极分别与所述第四功率开关管的集电极和所述变压器的初级绕组的第一端连接，所述变压器的初级绕组的第二端与所述饱和电感串联后与所述谐振电容的第二端连接，所述整流滤波电路的负极输出端分别与所述第二功率开关管的发射极、所述第二电容的第二端和所述第四功率开关管的发射极连接，所述变压器的次级绕组的第一端与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极分别与所述第二二极管的负极和所述续流电感的第一端连接，所述第二二极管的正极与所述变压器的次级绕组的第二端连接，所述变压器的次级绕组的中段引出抽头并与所述第五功率开关管的发射极连接，所述第一电流传感器套装于所述变压器的次级绕组中段引出的抽头与所述第五功率开关管的发射极之间的导线上，所述续流电感的第二端分别与所述第五功率开关管的集电极和所述第三二极管的正极连接，所述第三二极管的负极与所述交直流弧焊电源的正极输出端连接并作为所述电源装置的正极输出端，所述第六功率开关管的集电极与所述接触器的常开触点的第一端连接，所述接触器的常开触点的第二端与所述交直流弧焊电源的负极输出端连接并作为所述电源装置的负极输出端，所述第二电流传感器套装于所述第三二极管的负极与所述交直流弧焊电源的正极输出端之间的导线上，所述第二电流传感器的电流输出端与所述基值电流处理电路的输入端连接，所述基值电流处理电路的电流反馈输出端与所述脉冲产生电路的反馈信号输入端连接，所述脉冲产生电路的驱动脉冲信号输出端与所述次级驱动电路的输入端连接，所述脉冲产生电路的控制信号输出端与所述接触器的控制输入端连接，所述次级驱动电路的两个信号输出端分别与所述第五功率开关管的基极和所述第六功率开关管的基极连接，所述基值电流处理电路的电压反馈输出端与所述闭环PWM控制电路的反馈电压信号输入端连接，所述第一电流传感器的电流输出端与所述闭环PWM控制电路的反馈电流信号输入端连接，所述闭环PWM控制电路的驱动脉冲信号输出端与所述初级驱动电路的输入端连接，所述初级驱动电路的四个信号输出端分别与所述第一功率开关管的基极、所述第二功率开关管的基极、所述第三功率开关管的基极和所述第四功率开关管的基极连接。