一種用於交直流氬弧焊機二次逆變驅動電路的製造方法與工藝
2023-05-02 06:16:39
本發明涉及一種交直流氬弧焊技術領域，尤其涉及一種用於交直流氬弧焊機二次逆變驅動電路。
背景技術：
氬弧焊即鎢極惰性氣體保護弧焊，指用工業鎢或活性鎢作不熔化電極，惰性氣體（氬氣）作保護的焊接方法。氬弧焊的起弧採用高壓擊穿的起弧方式，先在電極針（鎢針）與工件間加以高頻高壓，擊穿氬氣，使之導電，然後供給持續的電流，保證電弧穩定。交直流氬弧焊機最容易發生的故障之一就是交流逆變迴路IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor絕緣柵雙極型電晶體)上下橋臂直通。當交流逆變迴路的上下橋直通時電源短路容易造成炸機，並且在進行交流焊接時每次交流換向IGBT的開關損耗很大，不但影響焊機的效率而且降低了暫載率。
技術實現要素：
為了克服現有技術中存在的缺陷，本發明提供一種用於交直流氬弧焊機的二次逆變驅動電路，既可以實現對交流逆變迴路IGBT的保護，又可以有效降低IGBT換向時的損耗。為了實現上述發明目的，本發明公開一種用於交直流氬弧焊機的二次逆變驅動電路，該二次逆變驅動電路包括：三角波發生電路，用於產生一三角波；斬波電路，該斬波電路連接該三角波發生電路的輸出端，用於輸出一輸出佔空比可調的方波；延時電路，該延時電路連接該斬波電路的輸出端，用於產生具有一死區時間的兩路驅動信號。更進一步地，該二次逆變驅動電路還包括一反向判斷拉低給定電路，該反向判斷拉低給定電路連接該斬波電路的輸出端，用於使該方波的電平變化時，減少輸出電流。更進一步地，該二次逆變驅動電路還包括一過流保護電路，該過流保護電路與該延時電路的輸出端連接，當該交直流氬弧焊機出現過流時，該驅動信號被鎖住。更進一步地，該延時電路通過阻容二極體調節該死區時間。更進一步地，該三角波發生電路包括運算放大器U3B、U3C，電容C23，電阻R34、R32、R33以及穩壓管ZD2、ZD3，該運算放大器U3B的正輸入端接地，負輸入端連接該電阻R34、電容C23,輸出端與穩壓管ZD2以及該斬波電路連接，該穩壓管ZD3的一端連接穩壓管ZD2，另一端連接該運算放大器U3C的正輸入端，該運算放大器U3C的正輸入端經過電阻R32、R33與其輸出端連接，該運算放大器U3C的負輸入端接地。更進一步地，該斬波電路包括電阻R37、R38，可變電阻R2，運算放大器U3A，電容C24，該可變電阻R2用於輸入該交流氬弧焊機的清理效果，該可變電阻R2的調節端連接電阻R37，該電容C24的一端連接電阻R37及該運算放大器U3A的正輸入端，該電容C24的另一端接地，該運算放大器U3A的負輸入端連接該三角波發生電路，其輸出端連接電阻R38，該電阻R38的另一端連接延時電路。更進一步地，該延時電路包括反相器U4F、U4C、U4D，二極體D2、D4、D11、D12，電阻R32、R33、R36、R37以及電容C25、C26；該二極體D2、D12和電阻R32、R36及電容C26組成第一阻容二極體，該二極體D4、D11和電阻R33、R37及電容C25組成第二阻容二極體，該電容C24、C25接地；該第一阻容二極體的輸入端連接該反相器U4F，輸出端連接該反相器U4D；該第二阻容二極體的輸入端連接該斬波電路的輸出端，輸出端連接該反相器U4DC。更進一步地，該反向判斷拉低給定電路包括與非門U9，反相器U2E,二極體D6、D8、D9，電阻R22、R30以及電容C28、C43；該電阻R22連接該二極體D6；述電阻R30連接該二極體D9；該二極體D9的另一端與電容C28、C43串並聯；該與非門U9的第一輸入端連接該延時電路的輸出端，第二端與二極體D6連接，輸出端連接該反相器U2E；該反相器U2E的另一端連接該二極體D8。更進一步地，該過流保護電路為一反相器。與現有技術相比較，本發明提供一種用於交直流氬弧焊機的二次逆變驅動電路通過確定死區時間，可以防止IGBT上下橋臂直通，並在交直流每次換向時將電流給定減小到最低。既可以實現對交流逆變迴路IGBT的保護，又可以有效降低IGBT換向時的損耗以及噪聲。附圖說明關於本發明的優點與精神可以通過以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的了解。圖1是本發明所涉及的二次逆變驅動電路的結構示意圖；圖2是本發明所涉及的二次逆變驅動電路的電路示意圖；圖3是本發明所涉及的二次逆變驅動電路的三角波發生電路產生的波形圖；圖4是本發明所涉及的二次逆變驅動電路的斬波後的波形圖；圖5是本發明所涉及的二次逆變驅動電路的部分節點的波形圖。主要圖示說明10-三角波發生電路20-斬波電路30-過流保護電路40-延時電路50-反向判斷拉低電路具體實施方式下面結合附圖詳細說明本發明的具體實施例。死區時間（DeadZone）是PWM輸出時，為了使H橋或半H橋的上下管不會因為開關速度問題發生同時導通而設置的一個保護時段，所以在這個時間，上下管都不會有輸出。本發明的原理在於通過延時電路來確定死區時間，可以防止IGBT上下橋臂直通。本發明同時通過反向判斷拉低電路在交直流每次換向時將電流給定減小到最低，實現小電流換向，有效減小噪聲和換向時的損耗。如圖1所示，圖1是本發明所涉及的二次逆變驅動電路的結構示意圖。該二次逆變驅動電路包括三角波發生電路10，用於產生一三角波。斬波電路20，該斬波電路20連接該三角波發生電路10的輸出端，用於輸出一輸出佔空比可調的方波。延時電路40，該延時電路40連接該斬波電路20的輸出端，用於產生具有一死區時間的兩路驅動信號。該二次逆變驅動電路還包括一反向判斷拉低給定電路50反向判斷拉低給定電路連接該斬波電路20出端，用於使該方波的電平變化時，減少輸出電流。該二次逆變驅動電路還包括一過流保護電路30，該過流保護電路50與該斬波電路20的輸出端連接，當該交直流氬弧焊機出現過流時，該驅動信號被鎖住。首先三角波發生電路產生三角波，可調電阻R2是清理效果調節的電位器，通過U3A斬波選擇方波的佔空比。通過延時電路中的RCD（阻容二極體）來調節兩路驅動電路的死區時間,當驅動脈衝出現電平變化即高低沿翻轉時，因為與非門U9的兩路輸入中有一路是經過延時的，故翻轉瞬間與非門U9輸出高電平，經過非門U2E後為低電平輸出，經過二極體D8後，將給定AC20點的電平拉低到0.5V，故實現換向時的小電流翻轉。圖2是本發明所涉及的二次逆變驅動電路的電路示意圖。如圖2所示，三角波發生電路包括運算放大器U3B、U3C，電容C23，電阻R34、R32、R33以及穩壓管ZD2、ZD3，該運算放大器U3B的正輸入端接地，負輸入端連接該電阻R34、電容C23,輸出端與穩壓管ZD2以及該斬波電路連接，該穩壓管ZD3的一端連接穩壓管ZD2，另一端連接該運算放大器U3C的正輸入端，該運算放大器U3C的正輸入端經過電阻R32、R33與其輸出端連接，該運算放大器U3C的負輸入端接地。該斬波電路包括電阻R37、R38，可變電阻R2，運算放大器U3A，電容C24，該可變電阻R2用於輸入該交流氬弧焊機的清理效果，該可變電阻R2的調節端連接電阻R37，該電容C24的一端連接電阻R37及該運算放大器U3A的正輸入端，該電容C24的另一端接地，該運算放大器U3A的負輸入端連接該三角波發生電路，其輸出端連接電阻R38，該電阻R38的另一端連接延時電路。該延時電路包括反相器U4F、U4C、U4D，二極體D2、D4、D11、D12，電阻R32、R33、R36、R37以及電容C25、C26；該二極體D2、D12和電阻R32、R36及電容C26組成第一阻容二極體，該二極體D4、D11和電阻R33、R37及電容C25組成第二阻容二極體，該電容C24、C25接地；該第一阻容二極體的輸入端連接該反相器U4F，輸出端連接該反相器U4D；該第二阻容二極體的輸入端連接該斬波電路的輸出端，輸出端連接該反相器U4DC。該反向判斷拉低給定電路包括與非門U9，反相器U2E,二極體D6、D8、D9，電阻R22、R30以及電容C28、C43；該電阻R22連接該二極體D6；述電阻R30連接該二極體D9；該二極體D9的另一端與電容C28、C43串並聯；該與非門U9的第一輸入端連接該延時電路的輸出端，第二端與二極體D6連接，輸出端連接該反相器U2E；該反相器U2E的另一端連接該二極體D8。過流保護由反相器U4E組成。圖5是本發明所涉及的二次逆變驅動電路的部分節點的波形圖。如圖5所示，21是輸出的電流波形圖；22是二次逆變的驅動波形；23為與非門U9輸出的波形；24是一次逆變電流給定的驅動波形。由上述波形可以看出在驅動波形24換向之前，與非門輸出23反向，電流給定22AC20降到0.5V，實際輸出電流21也由200A降到最小電流輸出，這樣可以達到在最小電流輸出時完成換向。與現有技術相比較，本發明提供一種用於交直流氬弧焊機的二次逆變驅動電路通過確定死區時間，可以防止IGBT上下橋臂直通，並在交直流每次換向時將電流給定減小到最低。既可以實現對交流逆變迴路IGBT的保護，又可以有效降低IGBT換向時的損耗以及噪聲。本說明書中所述的只是本發明的較佳具體實施例，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對本發明的限制。凡本領域技術人員依本發明的構思通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在本發明的範圍之內。