本发明专利技术涉及一种新型交流脉冲电源装置，包括整流滤波电路，高频脉冲电路，低频脉冲电路，以及高压稳弧电路；三相交流电经过整流滤波电路分别输入至低频脉冲电路和高频脉冲电路，高频脉冲电路输出为正负值对称的方波，其频率为5KHZ-40KHZ，低频脉冲电路输出为正负值对称的方波，其频率为0.2HZ-20HZ，高频脉冲电路与低频脉冲电路在负载处叠加，得到一串正值脉冲和一串负值脉冲交替的波形，其频率为0.2HZ-20HZ，每个脉冲的频率为5KHZ-40KHZ；三相交流电经过整流滤波电路输入至高压稳弧电路，高压稳弧电路在叠加电流过零时输出一个方波电流到负载，为负载提供额外电压。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于一种新型交流脉冲电源装置，是一种高频交流脉冲电路与低频交流脉冲电路的新型叠加电路属于现代电力电子
技术介绍
电源是提供电能的装置，在工业领域中得到了广泛的应用。而焊接电源是实现焊接过程的主要设备，焊接电源从上世纪50年代弧焊发电机开始，经历了二极管整流电源、可控硅整流电源向逆变焊接电源发展的过程。随着电子功率器件的发展，功率开关管的开关频率可以达到几十千赫兹以上。在焊接过程中，我们希望在O. 2HZ-20HZ低频状态下实现一个脉冲一个熔滴的控制，而又希望每个低频周期有高频的脉动电流。对于常规的脉冲电源装置，其频率能够达到10KHZ以上，但是即满足焊接工艺中低频一脉一滴的要求又要达到很高的频率，其实很难达到要求的。
技术实现思路
为了解决常规电源装置难以满足焊接工艺性能高频脉冲电流的难题，本专利技术设计了一种可以输出5KHZ-40KHz高频脉冲电流与O. 2HZ-20HZ低频脉冲电流相互叠加的电路拓扑结构。该交流脉冲电源装置由整流滤波电路，高频脉冲电流电路，低频脉冲电流电路，高压稳弧电路组成。三相交流电输入经过整流桥整流与电容滤波后得到540V直流电，得到的直流电为所述的高频电流电路和低频电流电路供电。高频电流电路的输出为5KHZ-40KHz的正负值对称方波电流，低频电流电路输出为O. 2HZ-20HZ正负幅值对称的方波电流。两种电路在负载处进行叠加，当高频电流电路输出正的方波电流时，此方波电流与低频电路输出的方波电流叠加，形成了都为正值脉冲电流。当高频电流电路输出负的方波电流时，此方波电流与低频电流电路输出的方波电流叠加，形成都为负值的脉冲电流。因此，叠加后的电流波形为正值脉冲电流和负值脉冲电流。在本专利技术中，整流滤波电路由整流桥8町，81 2，81 3，滤波电容(1八2，02组成。高频脉冲电流电路由功率开关管Q1-Q4组成的全桥电路、变压器Tl、二极管D1-D4、双胞电感LI，L2、功率开关管Q9，QlO的推挽电路组成。其各端子之间的连接为三相交流电的U端，V端，W端分别与整流桥BRl的I端，2端，3端相连，整流桥BRl的4端，5端之间并联有滤波电容Cl。整流桥的4端与功率开关管Ql的集电极C端、功率开关管Q2的集电极C端相连，整流桥电路的5端与功率开关管Q3的发射极E端、功率开关管Q4的发射极E端相连；功率开关管Ql的发射极E端、功率开关管Q4的集电极C端与变压器Tl原边的I端相连，功率开关管Q2的发射极E端、功率开关管Q3的集电极C端与变压器Tl原边的2端相连；变压器Tl副边的3端与二极管Dl的A端、二极管D2的K端相连，变压器副边的4端与负载的2端相连，变压器副边的5端与二极管D3的A端、二极管D4的K端相连；二极管Dl的K端、二极管D3的K端经双胞电感中的LI与功率开关管Q9的集电极C端相连；二极管D2的A端、二极管D4的A端经双胞电感中的L2与功率开关管QlO的发射极E端相连；功率开关管Q9的发射极E端、功率开关管QlO的集电极C端与负载的I端相连。在本专利技术中，低频电流电路由开关管Q5-Q7构成的全桥电路、变压器T2、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、电感L3、L4、功率开关管Qll、Q12组成。其各端子之间的连接为整流桥电路的4端与功率开关管Q5的集电极C端、功率开关管Q6的集电极C端相连，整流桥电路的5端与功率开关管Q7的发射极E端、功率开关管Q8的发射极E端相 连；功率开关管Q5的发射极E端、功率开关管Q8的集电极C端与变压器T2原边的I端相连，功率开关管Q6的发射极E端、功率开关管Q7的集电极C端与变压器T2原边的2端相连；变压器T2副边的3端与二极管D5的A端、二极管D6的K端相连，变压器副边的4端与负载的2端相连，变压器副边的5端与二极管D7的A端、二极管D8的K端相连；二极管D5的K端、二极管D7的K端经双胞电感中的L3与功率开关管Qll的集电极C端相连；二极管D6的A端、二极管D8的A端经双胞电感中的L4与功率开关管Q12的发射极E端相连；功率开关管Qll的发射极E端、功率开关管Q12的集电极C端与负载的I端相连。低频电流电路施加到负载上的电流为正负幅值对称的脉冲电流，电流方向切换由功率开关管Q11，功率开关管Q12的导通与关断控制。高压稳弧电路由开关管Q13-Q16构成的全桥电路，其输出接到负载。整流桥电路的4端与功率开关管Q13的集电极C端、功率开关管Q14的集电极C端相连，整流桥电路的5端与功率开关管Q15的发射极E端、功率开关管Q16的发射极E端相连；功率开关管Q14的发射极E端、功率开关管Q15的集电极C端与负载I端相连，功率开关管Q13的发射极E端、功率开关管Q16的集电极C端与负载2端相连；图3(a)为功率开关管Ql、Q3和Q5、Q7导通的情况下，功率开关管Q9、Qll导通，Q10、Q12关断时电流的流动方向。高频脉冲电路电流由整流滤波电路4端流出经过Q1，变压器Tl，Q3回到整流桥的5端；变压器Tl的副边由3端流出，经过二极管D1，电感LI，功率开关管Q9，负载，最终流回到变压器Tl的4端。低频脉冲电路电流由整流滤波电路4端流出经过Q5，变压器T2，Q7回到整流桥的5端；变压器T2的副边由3端流出，经过二极管D5，电感L3，功率开关管Q11，负载，最终流回到变压器T2的4端。流经负载的电流的方向为为从I端到2端的正方向。图3(b)为功率开关管Q2、Q4和Q6、Q8导通的情况下，功率开关管Q9、Qll导通，Q10、Q12关断时电流的流动方向。高频脉冲电路电流由整流滤波电路4端流出经过Q2，变压器Tl，Q4回到整流桥的5端；变压器Tl的副边由5端流出，经过二极管D3，电感LI，功率开关管Q9，负载，最终流回到变压器Tl的4端。低频脉冲电路电流由整流滤波电路4端流出经过Q6，变压器T2，Q8回到整流桥的5端；变压器T2的副边由5端流出，经过二极管D7，电感L3，功率开关管Q11，负载，最终流回到变压器T2的4端。流经负载的电流的方向为为从I端到2端的正方向。图3 (C)为功率开关管Q1、Q3和Q5、Q7导通的情况下，功率开关管Q10、Q11导通，Q9、Q12关断时电流的流动方向。高频脉冲电路电流由整流滤波电路4端流出经过Q1，变压器Tl，Q3回到整流桥的5端；变压器Tl的副边由4端流出，经过负载，功率开关管Q10，电感L2，二极管D4，最终流回到变压器Tl的5端。低频脉冲电路电流由整流滤波电路4端流出经过Q5，变压器T2，Q7回到整流桥的5端；变压器T2的副边由3端流出，经过二极管D5，电感L3，功率开关管Q11，负载，最终流回到变压器T2的4端。流经负载的电流的方向为叠5加后电流方向，从I端流向到2端。图3(d)为功率开关管Q2、Q4和Q6、Q8导通的情况下，功率开关管Q10、Q11导通，Q9、Q12关断时电流的流动方向。高频脉冲电路电流由整流滤波电路4端流出经过Q2，变压器Tl，Q4回到整流桥的5端；变压器Tl的副边由4端流出，经过负载，功率开关管Q10，电感L2，二极管D2，最终流回到变压器Tl的3端。低频脉冲电路电流由整流滤波电路4端流出经过Q6，变压器T2，Q8回到整流桥的5端；变压器T2的副边由5端流出，经过二极本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种新型交流脉冲电源装置，其特征在于：包括整流滤波电路，高频脉冲电路，低频脉冲电路，以及高压稳弧电路；三相交流电经过整流滤波电路分别输入至低频脉冲电路和高频脉冲电路，高频脉冲电路输出为正负值对称的方波，其频率为5KHZ？40KHZ，低频脉冲电路输出为正负值对称的方波，其频率为0.2HZ？20HZ，高频脉冲电路与低频脉冲电路在负载处叠加，得到一串正值脉冲和一串负值脉冲交替的波形，其频率为0.2HZ？20HZ，每个脉冲的频率为5KHZ？40KHZ；三相交流电经过整流滤波电路输入至高压稳弧电路，高压稳弧电路在叠加电流过零时输出一个方波电流到负载，为负载提供额外电压。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄鹏飞，卢振洋，卢扬扬，张永刚，白韶军，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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