用于焊机电源的脉宽调制电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于焊机电源的脉宽调制电路，包括电压型的脉宽调制集成单元以及外围电路、电压保护单元、电流限制单元和短路保护单元，电压保护单元的输出端和短路保护单元的输出端接脉宽调制集成单元的复位端RST，电流限制单元的输出端接脉宽调制集成单元的输出关断端SD，所述的外围电路包括电阻R8、R10、R14、R16和可调电阻P2以及电容C4、C5、C6、C7和C9。本实用新型专利技术采用电压型的脉宽调制集成单元前提下，能有效实现电压、电流限制以及短路保护，提高了焊接电源的可靠性和使用寿命。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于焊机电源的脉宽调制电路，属于逆变焊接电源脉宽调制控制

技术介绍
直流逆变电焊机为了满足焊接工艺过程的动特性和静特性的要求，需要适当的焊接电源，通常采用IGBT作为电力电子器件组成单端正激式逆变主电路，利用小功率的IGBT 并联型式、两路逆变弧焊电源并联来满足大容量输出的要求，该焊接电源的控制电路采用脉宽调制技术，在空载时通过电压反馈控制使脉宽调制器间断地输出脉冲，间歇振荡的频率低而脉冲宽度窄，不但空载损耗小，而且使变压器不易饱和，使焊接容易起弧、焊弧稳定、 焊接特性好。目前现有脉宽调制控制技术存在以下问题1、电压型脉宽调制集成电路不能有效的实现电流限制和短路保护。2、电流型脉宽调制集成电流能有效的实现电流保护，但设计复杂，不能有效实现电压保护。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种采用电压型的脉宽调制集成单元前提下，能有效实现电压、电流限制以及短路保护的用于焊机电源的脉宽调制电路。本技术为达到上述目的的技术方案是一种用于焊机电源的脉宽调制电路， 其特征在于包括电压型的脉宽调制集成单元以及外围电路、电压保护单元、电流限制单元和短路保护单元，所述的电压保护单元的输出端和短路保护单元的输出端接脉宽调制集成单元的复位端RST，电流限制单元的输出端接脉宽调制集成单元的输出关断端SD，所述的外围电路包括电阻R8、RIO、R14、R16和可调电阻P2以及电容C4、C5、C6、C7和C9，脉宽调制集成单元的误差放大器同相端EA+经电阻R8接地、电流限制感应负端ISNS+经并联的电阻RlO和电容C5接地、误差放大器补偿端COMP经电容C5接地、软起动电容端CSS经电容 C6接地、定时电阻端RT经串接的电阻R16和可调电阻p2接地、定时电容端CT经电容C7接地、死区调节RD端经电阻R14接地、输出级电源正极端VC和电源正极端+VIN接电源并经电容C9接地，脉宽调制集成单元的误差放大器反相端EA-接收给定调节信号、基准输出端 VREF输出基准电压信号、输出驱动A端和输出驱动B端输出脉宽调节信号。本技术采用电压型的脉宽调制集成单元，通过连接其外围电路以及电压保护单元、电流限制单元和短路保护单元，通过电压和电流保护模式，对开关电源的电压和焊接电源的输出电压进行实时信号采样，并对处理判断信号控制脉宽调制集成单元的驱动输出，实现监控电路的电压保护。通过电流限制单元和短路保护单元，对实时采样的焊接电源逆变器的电流信号，经处理判断输出信号以控制脉宽调制单元的驱动输出，从而可以实现焊机电源的电压和电流检测，实现对功率开关器件的电流限制以及电源系统短路保护，提高焊接电源的可靠性和使用寿命。以下结合附图对本技术的实施例作进一步的详细描述。附图说明图1是本技术用于焊机电源的脉宽调制电路的结构框图。图2是本技术的用于焊机电源的脉宽调制电路原理图。图3是本技术的电压保护单元的结构框图。图4是本技术的电压保护单元的电原理图。图5是本技术的电流限制单元的结构框图。图6是本技术的电流限制单元的电原理图。图7是本技术的短路保护单元的结构框图。图8是本技术的短路保护单元的电原理图。其中1-脉宽调制集成单元，2-电压保护单元，21-开关电源电压检测支路，22-输出电压检测支路，23-运算保护支路，3-电流限制单元，31-基准电压信号支路，32-电流限制信号支路，33-电流限制信号运算支路，34-电流限制钳位支路，4-短路保护单元，41-短路保护信号支路，42-短路保护信号运算支路，43-短路保护钳位支路。具体实施方式见图1、2所示，本技术的用于焊机电源的脉宽调制电路，包括电压型的脉宽调制集成单元1以及外围电路、电压保护单元2、电流限制单元3和短路保护单元4，该电压保护单元2的输出端和短路保护单元4的输出端接脉宽调制集成单元1的复位端RST，实现电压保护功能和短路时电流保护功能，电流限制单元3的输出端接脉宽调制集成单元1的输出关断端SD，实现过电流限制功能。见图2所示，本技术的脉宽调制集成单元1采用UC35^集成芯片，本技术的外围电路包括电阻R8、RIO、R14、R16和可调电阻P2以及电容C4、C5、C6、C7和C9，脉宽调制集成单元1的误差放大器同相端EA+经电阻R3接地、 电流限制感应负端ISNS+经并联的电阻RlO和电容C5接地、误差放大器补偿端COMP经电容C5接地、软起动电容端CSS经电容C6接地、定时电阻端RT经串接的电阻R16和可调电阻P2接地、定时电容端CT经电容C7接地、死区调节端RD经电阻R14接地、输出级电源正极端VC和电源正极端+VIN接电源并经电容C9接地，脉宽调制集成单元1的误差放大器反相端EA-接收给定调节信号、基准输出端VREF输出基准电压信号、输出驱动A端和输出驱动B端输出脉宽调节信号，给定制信号为焊机的电流预置值。见图2 4所示，本技术的电压保护单元2包括开关电源电压检测支路21、输出电压检测支路22和运算保护支路23，开关电源电压检测支路21的输入端接输出电压检测信号、输出端接运算保护支路23的信号输入端，输出电压检测支路22的两输入端分别接稳压电源的检测信号以及基准电压信号、输出端接运算保护支路23的信号输入端，运算保护支路23的输出端接脉宽调制集成单元1的复位端RST。本技术的输出电压检测支路22采用运算放大器IClA如LM324，而运算保护支路23采用运算放大器IC2A如LM339， 输出电压检测信号经过电阻Rl和R3以及电容Cl滤波单路后送至运算放大器IC2A的反相输入端，而输出电压检测支路22中运算放大器IClA的正相输入端和反相输入端分别接20V 的稳压电源检测信号和5V的基准电压信号、输出端经三极管Dl接运算放大器IC2A的反相输入端，运算放大器IC2A的正相输入接5V的基准电压信号和电阻R4，其正相输入端与输出端之间接有电阻R2运算放大器IC2A的输出端接脉宽调制集成单元1的复位端RST。当输出电压检测信号大于5V基准电压信号时，脉宽调制集成单元1的复位端RST生效，封锁输出驱动A端和输出驱动B端的输出，开关电源电压保护功能生效；反之，脉宽调制集成单元 1的出驱动A端和输出驱动B端正常输出。见图2、5、6所示，本技术的电流限制单元包括基准电压信号支路31、电流限制信号支路32、电流限制信号运算支路33以及电流限制钳位支路34，基准电压信号支路31 和电流限制信号支路32的输出端分别接电流限制信号运算支路33的两个输入端，电流限制信号支路32输入端接电流限制信号，电流限制信号运算支路33的输出端接电流限制钳位支路34的输入端，电流限制钳位支路34的输出端接脉宽调制集成单元1的输出关断端 SD。技术的电流限制信号运算支路33采用运算放大器U2A，如LM393，5V的基准电压信号经过电阻R19和R23的分压后接运算放大器U2A的正相输入端，而电流限制信号经电阻RM接运算放大器U2A的反相输入端，电容ClO接在运算放大器U2A的反相端输入端与地之间，基准电压信号支路31输出信号作为基准比较电压，而电流限制信号经运算放大器 U2A进行运算处理，通过二极管D4构成的电流限制钳位支路34输出至脉宽调制本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于焊机电源的脉宽调制电路，其特征在于：包括电压型的脉宽调制集成单元（１）以及外围电路、电压保护单元（２）、电流限制单元（３）和短路保护单元（４），所述的电压保护单元（２）的输出端和短路保护单元（４）的输出端接脉宽调制集成单元（１）的复位端ＲＳＴ，电流限制单元（３）的输出端接脉宽调制集成单元（１）的输出关断端ＳＤ，所述的外围电路包括电阻Ｒ８、Ｒ１０、Ｒ１４、Ｒ１６和可调电阻Ｐ２以及电容Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７和Ｃ９，脉宽调制集成单元（１）的误差放大器同相端ＥＡ＋经电阻Ｒ８接地、电流限制感应负端ＩＳＮＳ＋经并联的电阻Ｒ１０和电容Ｃ５接地、误差放大器补偿端ＣＯＭＰ经电容Ｃ５接地、软起动电容端ＣＳＳ经电容Ｃ６接地、定时电阻端ＲＴ经串接的电阻Ｒ１６和可调电阻Ｐ２接地、定时电容端ＣＴ经电容Ｃ７接地、死区调节ＲＤ端经电阻Ｒ１４接地、输出级电源正极端ＶＣ和电源正极端＋ＶＩＮ接电源并经电容Ｃ９接地，脉宽调制集成单元（１）的误差放大器反相端ＥＡ－接收给定调节信号、基准输出端ＶＲＥＦ输出基准电压信号、输出驱动Ａ端和输出驱动Ｂ端输出脉宽调节信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于明，姜庆宝，涂有波，
申请(专利权)人：江苏宏微科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32