等離子切割電源上電電路的製作方法

2023-09-20 14:02:00

專利名稱：等離子切割電源上電電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電源上電電路，尤其是涉及一種用於等離子切割設備上的電源上電電路。
背景技術：
對於某些帶有大的輸入電容的電路模塊或上電時有大衝擊電流的電路，如等離子切割電源電路，在上電時存在大電流衝擊，如果不加抑制，會造成保險燒斷、迴路中器件損壞等問題。因此穩定性好、安全係數高的限流電路需求越來越旺盛，要求也越來越高。等離子切割電源上電電路具體包括限流電路、變壓器電路、整流電路和控制電路。為了完成高壓交流電輸入-低壓交流電輸出環節，採用兩個變壓器串聯，每個變壓器承受輸出電壓的一半。對於限流電路一般米用在電路中串聯一個NCTR熱敏電阻來降低衝擊電流。但該方案只能在小功率時應用，NTCR串聯產生功耗，效率較低。經過對現有適合中高功率應用場合的電源上電電路的檢索發現，「一種用於線性穩壓器的限流電路」(微處理器，2010年第5期衝描述的應用電流採樣電路、電流比較電路和基準源電路的限流，結構複雜，設計難度大，功能和性能較差，實現起來較為困難；中國專利號:201120005492.5，專利名稱:一種抑制顯示器開關電源開機瞬間衝擊電流電路，描述的限流電路採用了功率開關管與限流電阻並聯，成本較高，且其拓撲和工作原理都較為複雜，應用難度非常高。為了完成大功率限流電路的要求，採用大阻抗與繼電器工作原理相結合，限制電流，電路拓撲簡單，控制方便，易於實現。綜上所述，現有的中高功率電源限流電路，結構和控制比較複雜，均不適用於等離子切割電源高穩定性與安全性場合。隨著實踐應用的擴大，設計一種結構簡單、控制簡便、成本低廉、限流電路已成為本領域技術人員的當務之急。
發明內容本實用新型的目的在於克服上述不足，提供一種能夠限制電路衝擊電流且結構簡單、控制簡便、成本低廉的等離子切割電源上電電路。本實用新型的目的是這樣實現的:一種等離子切割電源上電電路，所述電路包含有限流電路、變壓器、整流電路和控制電路，三相交流電經限流電路、變壓器和整流電路後接入負載，整流電路經控制電路與限流電路相連。本實用新型等離子切割電源上電電路，整流電路包含有第一整流電路和第二整流電路，所述限流電路由三個相同的限流子模塊構成，限流子模塊包含有變壓器TR1、繼電器RLl和二極體D1，所述變壓器TRl原邊的一端接入三相交流電的一相，另一端接入變壓器，所述變壓器TRl的副邊上並聯有電阻Rl和電容Cl，所述二極體Dl的負極與一 +12V電壓源相連，所述二極體Dl的正極接入控制電路的輸出端；所述二極體Dl與繼電器RLl的控制部分相併聯，所述繼電器RLl的被控制部分與變壓器TRl原邊相併聯；[0010]所述變壓器的兩路輸出分別接入第一整流電路和第二整流電路，所述第一整流電路包含有與變壓器相連的三相整流橋BI，所述三相整流橋BI的輸出端並聯有電容E2，所述三相整流橋BI的輸出端並聯有由電阻R2和電阻R3構成的分壓取樣電路；所述第二整流電路包含有與變壓器相連的三相整流橋B2，所述三相整流橋B2的輸出端並聯有電容E3，所述三相整流橋B2的輸出端並聯有由電阻R4和電阻R5構成的分壓取樣電路；所述三相整流橋B2的輸出端分別接入三相整流橋BI的輸出端；所述電阻R2和電阻R3之間的連接點接入控制電路的取樣信號輸入端，所述電阻R4和電阻R5之間的連接點接入控制電路的取樣信號輸入端。本實用新型等離子切割電源上電電路，三相整流橋B2的輸出端的一端經電感L2後接入三相整流橋BI上串聯有電感LI的輸出端。本實用新型等離子切割電源上電電路，所述控制電路通過電流驅動器與限流電路相連。本實用新型等離子切割電源上電電路，變壓器為雙輸出變壓器，且上述變壓器與第一整流電路相連的一路為採用Y-Y連接，變壓器與第二整流電路相連的一路為採用Y-A連接。本實用新型等離子切割電源上電電路，所述控制電路的型號為DSP F28035。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型採用變壓器串聯結構分壓，實現由高壓交流電變換為低壓交流電，經兩級整流電路並聯後，輸出直流電壓。限流電路與電源串聯，電路上電時瞬時電流過大，子電路產生高阻抗限制衝擊電流。該電路結構簡單，設計新穎，採用整流橋與電容濾波電路保證了供電質量，限流電路限制衝擊電流，提高了工作穩定性和安全係數，控制器設計也並不複雜，已獲得仿真分析和實驗初步驗證。

圖1為本實用新型等離子切割電源上電電路的電路圖。圖2為本實用新型等離子切割電源上電電路中的限流子模塊的電路圖。其中:限流電路1、變壓器2、第一整流電路3、第二整流電路4、控制電路5。
具體實施方式
參見圖1和圖2，本實用新型涉及的一種等離子切割電源上電電路，所述電路包含有限流電路1、變壓器2、整流電路和控制電路5，三相交流電經限流電路1、變壓器2和整流電路後接入負載，整流電路經控制電路5與限流電路I相連；具體的，整流電路包含有第一整流電路3和第二整流電路4所述，變壓器2為雙輸出變壓器，且上述變壓器2與第一整流電路3相連的一路為採用Y-Y連接，變壓器2與第二整流電路4相連的一路為採用Y- A連接，所述限流電路I由三個相同的限流子模塊構成，限流子模塊包含有變壓器TRl、繼電器RLl和二極體Dl，所述變壓器TRl原邊的一端(Ti端)接入三相交流電的一相，另一端(To端)接入變壓器2，所述變壓器TRl的副邊上並聯有電阻Rl和電容Cl，所述二極體Dl的負極(Ts端)與一+12V電壓源相連，所述二極體Dl的正極(Tc端)接入控制電路5的輸出端；所述二極體Dl與繼電器RLl的控制部分相併聯，所述繼電器RLl的被控制部分與變壓器TRl原邊相併聯；所述變壓器2的兩路輸出分別接入第一整流電路3和第二整流電路4，所述第一整流電路3包含有與變壓器2相連的三相整流橋BI，所述三相整流橋BI的輸出端並聯有電容E2，所述三相整流橋BI的輸出端並聯有由電阻R2和電阻R3構成的分壓取樣電路；所述第二整流電路4包含有與變壓器2相連的三相整流橋B2，所述三相整流橋B2的輸出端並聯有電容E3，所述三相整流橋B2的輸出端並聯有由電阻R4和電阻R5構成的分壓取樣電路；所述三相整流橋B2的輸出端分別接入三相整流橋BI的輸出端(即三相整流橋BI和三相整流橋B2並聯供電)(具體的，所述三相整流橋B2的輸出端的一端經電感L2後接入三相整流橋BI上串聯有電感LI的輸出端)；所述電阻R2和電阻R3之間的連接點接入控制電路5的取樣信號輸入端，所述電阻R4和電阻R5之間的連接點接入控制電路5的取樣信號輸入端，所述控制電路5的三個輸出端分別與三個限流子模塊的二極體的正極相連。所述控制電路5的型號為DSP F28035。本實用新型的工作原理為:三相電源輸出與限流電路I相連，限流電路I限制電源上電時的衝擊電流；當Ti端流過瞬時電流過大時，Tc端電壓高於+12V，二極體Dl將繼電器RLl短路，繼電器RLl被控制端的開關釋放(即開關斷開)，此時變壓器TRl副邊的電阻Rl與電容Cl並聯產生較大阻抗，通過變壓器TRl阻礙電流流過，起限流作用。當電流趨於平穩時，Ts端電壓高於Tc端，電流流經繼電器，使開關吸合，將變壓器短路。變壓器2通過Y-Y和Y- Λ降壓輸出到第一整流電路3和第二整流電路4的三相整流橋的輸入端，經過整流橋整流後，經過電容濾波電路濾波，輸出直流電壓；控制電路5通過測量分壓電阻電壓值，判斷是否瞬時電流過大，經過晶片DSP F28035發出控制信號，控制Tc端電壓。採用變壓器串聯結構分壓，實現由高壓交流電變換為低壓交流電，經兩級整流電路並聯後，輸出直流電壓。限流電路與電源串聯，電路上電時瞬時電流過大，子電路產生高阻抗限制衝擊電流。該電路結構簡單，設計新穎，採用整流橋與電容濾波電路保證了供電質量，限流電路限制衝擊電流，提高了工作穩定性和安全係數，控制器設計也並不複雜，已獲得仿真分析和實驗初步驗證。儘管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容後，對於本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護範圍應由所附的權利要求來限定。
權利要求1.一種等離子切割電源上電電路，其特徵在於:所述電路包含有限流電路(I)、變壓器(2)、整流電路和控制電路(5)，三相交流電經限流電路(I)、變壓器(2)和整流電路後接入負載，整流電路經控制電路(5 )與限流電路(I)相連。
2.如權利要求1所述一種等離子切割電源上電電路，其特徵在於:整流電路包含有第一整流電路(3)和第二整流電路(4)，所述限流電路(I)由三個相同的限流子模塊構成，限流子模塊包含有變壓器TRl、繼電器RLl和二極體Dl，所述變壓器TRl原邊的一端接入三相交流電的一相，另一端接入變壓器(2)，所述變壓器TRl的副邊上並聯有電阻Rl和電容Cl，所述二極體Dl的負極與一+12V電壓源相連，所述二極體Dl的正極接入控制電路(5)的輸出端；所述二極體Dl與繼電器RLl的控制部分相併聯，所述繼電器RLl的被控制部分與變壓器TRl原邊相併聯； 所述變壓器(2)的兩路輸出分別接入第一整流電路(3)和第二整流電路(4)，所述第一整流電路(3)包含有與變壓器(2)相連的三相整流橋BI，所述三相整流橋BI的輸出端並聯有電容E2，所述三相整流橋BI的輸出端並聯有由電阻R2和電阻R3構成的分壓取樣電路；所述第二整流電路(4)包含有與變壓器(2)相連的三相整流橋B2，所述三相整流橋B2的輸出端並聯有電容E3，所述三相整流橋B2的輸出端並聯有由電阻R4和電阻R5構成的分壓取樣電路；所述三相整流橋B2的輸出端分別接入三相整流橋BI的輸出端；所述電阻R2和電阻R3之間的連接點接入控制電路(5)的取樣信號輸入端，所述電阻R4和電阻R5之間的連接點接入控制電路(5)的取樣信號輸入端。
3.如權利要求1或2所述一種等離子切割電源上電電路，其特徵在於:所述控制電路(5)通過電流驅動器與限流電路(I)相連。
4.如權利要求1或2所述一種等離子切割電源上電電路，其特徵在於:三相整流橋B2的輸出端的一端經電感L2後接入三相整流橋BI上串聯有電感LI的輸出端。
5.如權利要求1或2所述一種等離子切割電源上電電路，其特徵在於:變壓器(2)為雙輸出變壓器，且上述變壓器(2)與第一整流電路(3)相連的一路為採用Y-Y連接，變壓器(2)與第二整流電路(4)相連的一路為採用Y- A連接。
6.如權利要求1或2所述一種等離子切割電源上電電路，其特徵在於:所述控制電路(5)的型號為 DSP F28035。
專利摘要本實用新型涉及一種等離子切割電源上電電路，所述電路包含有限流電路(1)、變壓器(2)、整流電路和控制電路(5)，三相交流電經限流電路(1)、變壓器(2)和整流電路後接入負載，整流電路經控制電路(5)與限流電路(1)相連。本實用新型等離子切割電源上電電路，能夠限制電路衝擊電流且結構簡單、控制簡便、成本低廉。
文檔編號B23K10/00GK202984896SQ20122043248
公開日2013年6月12日 申請日期2012年8月29日 優先權日2012年8月29日
發明者田威 申請人:江蘇博大數控成套設備有限公司