超音频方波直流脉冲弧焊电源装置

摘要

本发明公开了一种适用于电弧焊接的超音频方波直流脉冲电源装置，它主要包括有整流滤波电路、峰值电流产生电路、脉冲峰值电流切换电路、基值电流产生电路；由基值电流产生电路用于产生基值电流I_b，并作用到功率二极管D_P的阴极端；由峰值电流产生电路用于产生峰值电流I_p，该峰值电流I_p经第五功率开关管T_P、功率二极管D_P后输出脉冲峰值电流I_pp；然后，基值电流I_b与脉冲峰值电流I_pp进行叠加，即得到脉冲电流I_f供给电极和工件。本发明超音频方波直流脉冲电源装置可以实现脉冲电流频率为≥20kHz，脉冲电流幅值为1～300A，脉冲电流上升率为≥50A/μs。

主权项

1、一种适用于电弧焊接的超音频方波直流脉冲弧焊电源装置，包括有整流滤波电路、峰值电流产生电路，其特征在于：还包括有脉冲峰值电流切换电路、基值电流产生电路；三相或单相交流电的U端、V端、W端分别与整流桥电路MD的1端、2端、3端联接，整流桥电路MD的4端、5端之间并联有滤波电容C；整流桥电路MD的4端联接至第一功率开关管T1的集电极C，整流桥电路MD的5端联接至第二功率开关管T2的发射极E；第一功率开关管T1的发射极E与第二功率开关管T2的集电极C相联；第一功率开关管T1的集电极C经第一电容C1后联接在第一变压器B1的A端，第二功率开关管T2的发射极E经第二电容C2后联接在第一变压器B1的A端；第一变压器B1的B端联接在第一功率开关管T1的发射极E与第二功率开关管T2的集电极C之间；第一变压器B1的C端经第一二极管D1后与续流电感LP的1端联接；第一变压器B1的D端经第二二极管D2后与续流电感LP的1端联接；第一变压器B1的E端与第五功率开关管TP的发射极E联接，且第一变压器B1的E端与第五功率开关管TP的发射极E之间套接有第一电流传感器；峰值电流产生电路中第一电流传感器将采集的第一变压器B1上的第一反馈电流信号Ipf输出给第一闭环PWM控制电路，第一闭环PWM控制电路对接收的第一反馈电流信号Ipf与第一给定电流信号Ipg进行差值比较后闭环控制输出第一PWM脉冲，所述第一PWM脉冲经第一驱动电路后分别作用在第一功率开关管T1的栅极G和第二功率开关管T2的栅极G上；所述基值电流产生电路各端子之间的联接为：整流桥电路MD的4端与第三功率开关管T3的集电极C联接，整流桥电路MD的5端与第四功率开关管T4的发射极E联接；第三功率开关管T3的发射极E与第四功率开关管T4的集电极C相联，第三功率开关管T3的集电极C经第三电容C3后联接在第二变压器B2的A端，第四功率开关管T4的发射极E经第四电容C4后联接在第二变压器B2的A端，第二变压器B2的B端联接在第三功率开关管T3的发射极E与第四功率开关管T4的集电极C之间；第二变压器B2的C端经第三二极管D3后与滤波电感Lb的1端联接；第二变压器B2的D端经第四二极管D4后与滤波电感Lb的1端联接；第二变压器B2的E端与第五功率开关管TP的发射极E联接，且第二变压器B2的E端与第五功率开关管TP的发射极E之间套接有第二电流传感器；基值电流产生电路中第二电流传感器将采集的第二变压器B2上的第二反馈电流信号Ibf输出给第二闭环PWM控制电路，第二闭环PWM控制电路对接收的第二反馈电流信号Ibf与第二给定电流信号Ibg进行差值比较后闭环控制输出第二PWM脉冲，所述第二PWM脉冲经第二驱动电路后作用在第三功率开关管T3的栅极G和第四功率开关管T4的栅极G上；所述脉冲峰值电流切换电路各端子之间的联接为：续流电感LP的2端分别与第五功率开关管TP的发射极C和功率二极管DP的阳极连接，功率二极管DP的阴极分别与滤波电感Lb的2端和电极连接，第五功率开关管TP的发射极E与工件连接；电极与工件之间并联有尖峰电压吸收保护电路，尖峰电压吸收保护电路用于吸收电压尖峰，并当尖峰电压超限用于产生作用于第一闭环PWM控制电路、第二闭环PWM控制电路和脉冲发生电路的保护信号US；脉冲发生电路按照外部输入的脉冲频率f和占空比δ生成用于第三驱动电路的脉冲序列，该脉冲序列经第三驱动电路后作用于第五功率开关管TP的栅极G上。