一種具有大電流逆變電路的焊機及其電路的製作方法
2023-12-01 00:10:21 2
專利名稱：一種具有大電流逆變電路的焊機及其電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種逆變電路，尤其涉及一種具有大電流逆變電路的焊機及 其電路。
背景技術：
目前逆變電路作為工業電源廣泛應用於各種行業，如電鍍、電解和電焊
等行業。現有逆變電路通常採用絕緣斥冊雙極電晶體(IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor )逆變電路來實現。現有技術逆變電路原理電路圖如圖l所示 將三相工頻交流電(50/60Hz)依次經過整流濾波電路10和絕緣柵雙極電晶體 電路20,由絕緣柵雙極電晶體電路20轉變成1000HZ的中頻方波電流，再經輸 出電路30中的中頻焊接變壓器降壓後，由輸出電路30中的大功率整流二極體 整流后豐命出直流電流。
為了獲得更大的電流輸出，通常在逆變電路並聯3個IGBT (絕緣柵雙極晶 體管)，如圖2所示三相工頻交流電(50/60他)依次經過整流濾波電路ll 整流濾波、並聯的3個IGBT (絕緣柵雙極電晶體)電路21後，由輸出電路31 輸出直流電流。3個IGBT的驅動端與驅動板41連接，主控板51生成的脈沖驅動 信號PWM通過驅動板41驅動3個IGBT。
上述方法由於受到以下兩個因素制約而不能無限並聯IGBT:
1、 一組脈沖驅動信號PWM的驅動功率有限，不能驅動過多的IGBT。目 前最大的驅動只可驅動3個400A/1200V的IGBT;
2、 IGBT並聯後，由於元器件本身固有的參數，每路IGBT阻值各不相同， 這就會導致每個IGBT電流不均，並聯越多IGBT這種現象就越明顯。因為並聯越多的IGBT，整個並聯迴路的功率就越大，如果其中個另'JIGBT的阻值偏小， 則流過該IGBT的電流就會增大，很容易擊穿IGBT。
因此，最多只能並聯3個IGBT,不能並聯再多的IGBT，所以按照上述方 法不能獲得更大的直流電流，不能滿足技術發展的要求。
發明內容
為克服現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種產生大電流、可靠 性高的逆變電路。
本發明的另1個目的在於提供一種具有大阻焊電流、可靠性高的逆變電 阻焊機。
為實現上述目的，本發明的技術方案提供了一種大電流逆變電路，包括 提供三相輸入正弦波的輸入電源、主控板和輸出電路，還包括信號驅動單元 和至少1個將所述三相輸入正弦波轉換成大電流中頻方波的波形轉換單元， 該主控板通過所述信號驅動單元將驅動信號分配給相應的所述波形轉換單 元，並控制其工作。
上述波形轉換單元包括依次電連接的整流濾波電路、絕緣柵雙極電晶體 和驅動板，該驅動板將驅動信號傳送給絕緣柵雙極電晶體。
優選地，該波形轉換單元包括數目不多於3個的絕緣^P又極電晶體。
優選地，該波形轉換單元包括2個或3個並聯連接的絕緣柵雙極電晶體。
上述輸出電路包括至少1個變壓器和與其耦合的2個整流二極體，上述 輸出電路與波形轉換單元連接。輸出電路中變壓器的數目根據實際輸出電流 的大小而定，如果輸出的電流較大，那麼相應的變壓器數目相對較多。
本發明還提供了一種逆變電阻焊機，包括焊機主體、正電極輸出端、負 電極輸出端和工作電路，所述控制電路是上述大電流逆變電路，其設置在焊 機主體內，並為正電極輸出端和負電極輸出端提供焊接電流。
上述大電流逆變電路中的波形轉換單元包括依次電連接的整流濾波電路、絕緣柵雙極電晶體和驅動板，所述驅動板將驅動信號傳送給所述絕緣柵 雙極電晶體，並控制其工作。
優選地，該波形轉換單元包括數目不多於3個的絕糹彖^t雙極電晶體。 優選地，該波形轉換單元包括2個或3個並聯連接的絕緣柵雙極電晶體。 本發明和現有技術相比，由於信號驅動單元將驅動信號分為相應的驅動 信號後驅動相應的波形轉換單元，使得每個波形轉換單元具有獨立的驅動信 號，解決了現有技術採用1組驅動信號導致驅動功率限制的問題。根據實際 需要增加波形轉換單元的數目，從而獲得較大的電流。另外，由于波形轉換 單元包括依次電連接的整流濾波電路、絕緣柵雙極電晶體和驅動板，每個波 形轉換單元迴路只有不多於3個的絕緣柵雙極電晶體，使得波形轉換單元的 整體功率較小，不易在阻值較小的絕緣柵雙極電晶體上形成較大的電流，避 免了因需要增大輸出電流並聯多於3個的絕緣柵雙極電晶體而擊穿絕緣柵雙 極電晶體情況，提高了逆變電路的可靠性。
由大電流逆變電路為焊槍提供焊接大電流的逆變電阻焊機，由於該大電 流逆變電路能產生較大電流，使逆變電阻焊機的焊接電阻迅速產生大的熱量， 使焊料更容易熔化，達到快速焊接的效果。另外，由於該大電流逆變電路中 波形轉換單元的整體功率較小，不易在阻值較小的絕緣柵雙極電晶體上形成 較大的電流而擊穿波形轉換單元內的絕緣柵雙極電晶體，提高了逆變電阻焊 機的可靠性。
圖1為現有技術逆變電路電路圖2為現有技術並聯3個絕緣柵雙極電晶體的逆變電路圖3為本發明大電流逆變電路原理示意圖4為本發明大電流逆變電路中波形轉換單元原理示意圖；圖5為本發明大電流逆變電路實施例的電路圖6為本發明大電流逆變電路實施例的波形轉換單元的電路圖;
圖7為本發明逆變電阻焊機實施例的剖視圖。
具體實施例方式
下面結合附圖來對本發明的具體實施例進行說明。
如圖3所示，為本發明提供的大電流逆變電路實施例，其包括三相輸入電 源100、主控板500、輸出電路300、信號驅動單元400和波形轉換單元200。三
300輸出直流電流。波形轉換單元200的數目為至少1個，並且可根據實際情況 增加其數目。主控板500通過所述信號驅動單元400將驅動信號分配給相應的 波形轉換單元200，主控板500調製輸出驅動信號的脈寬來控制波形轉換單元 200的導通時間的長短，從而控制輸出電路300的輸出電流大小。主控板500產 生的驅動信號經過信號驅動單元400分成至少1個驅動信號，驅動信號的數目 和波形轉換單元200的數目 一致，每個驅動信號驅動與之對應的波形轉換單元 200。由於信號驅動單元400將驅動信號分為多個驅動信號後分別驅動相應的 波形轉換單元200,使得每個波形轉換單元200都具有獨立的驅動信號，解決 了由一組驅動信號驅動而驅動功率不足而無法實現輸出大電流的問題。所以 根據實際需要，增加波形轉換單元200的數目，從而獲得較大的電流。
如圖4所示，為本發明提供的大電流逆變電路波形轉換單元200的實施例， 其包括依次電連接的整流濾波電路210、不多於3個的絕緣柵雙極電晶體220和 驅動板230,驅動板230將其加強後的驅動信號傳送給絕縛^冊雙極電晶體220， 驅動絕緣柵雙極電晶體220工作。當絕緣柵雙極電晶體220採用2個或3個時， 它們之間通過並聯連4妄。三相輸入電源100經整流濾波電^各210整流濾波後轉 換成直流電，再經過絕緣柵雙極電晶體220後轉換成中頻方波。由于波形轉換單元200包括依次電連接的整流濾波電路210、絕緣柵雙才及電晶體220和驅動板 230，每個波形轉換單元迴路只有不多於3個的絕緣柵雙極電晶體220,使得波 形轉換單元200的整體功率較小，不易在阻值較小的絕緣4冊雙極電晶體220上 形成較大的電流，避免了因需要增大輸出電流而並聯多於3個的絕緣柵雙極晶 體管220而擊穿絕緣柵雙極電晶體220，從而提高了逆變電路的可靠性。
如圖5所示，為本發明提供的大電流逆變電路具體電路連接實施例，其包 括主控板501、輸出電路301、信號驅動單元401和波形轉換單元201。三相輸 入正弦波經過波形轉換單元201轉換成中頻方波，由輸出單元301輸出直流電 流。波形轉換單元201的數目為至少1個，並且可根據實際情況增加其數目。 主控板501通過所述信號驅動單元401將驅動信號PWM分配給相應的波形轉換 單元200，主控板501調製輸出驅動信號PWM的脈寬來控制波形轉換單元201 的導通時間的長短，從而控制輸出電路301的輸出電流大小。主控板501產生 的驅動信號經過信號驅動單元401分成至少1個驅動信號，驅動信號的數目和 波形轉換單元201的數目 一致，每個驅動信號驅動與之對應的波形轉換單元 201。信號驅動單元401通過與波形轉換單元201的驅動並反231將驅動信號傳遞 給波形轉換單元201。
輸出電路301包括至少1個變壓器311和與其耦合的兩個整流二極體321, 輸出電路301與波形轉換單元201連接。由于波形轉換單元201的輸出電流增大 後，輸出電路的變壓器311初級、次級線圈將增大，從而增加了變壓器311初 級、次級線圈的迴路電阻，即增加了輸出迴路的損耗。故通過增加並聯變壓 器311的數目來解決輸出迴路的損耗，即並聯變壓器311的數目根據實際輸出 電流的大小而定，如果輸出的電流較大，那麼相應的變壓器311數目相對較多。
如圖6所示，為本發明提供的大電流逆變電路波形轉換單元201的具體電 路連接實施例，其包括整流濾波電路211、不多於3個的絕緣柵雙極電晶體221 和驅動板231，驅動板231與絕緣柵雙極電晶體221的驅動端連接，驅動絕緣柵雙極電晶體221工作。當絕緣柵雙極電晶體221採用2個或3個時，它們之間通 過並耳關連"l妻。三相4#入正弦波經整流濾波電3各21 l整流濾波後轉換成直流電 流，再經過絕縛^冊雙;f及電晶體221後轉換成中頻方波。
如圖7所示，為本發明提供的逆變電阻焊機實施例，包括焊機主體800、 正電極輸出端801、負電極輸出端802和大電流逆變電路803,大電流逆變電路 803設置在焊機主體800內，大電流逆變電路803的輸出負載分別與正電極輸出 端801和負電極輸出端802連接。當正電極輸出端801和負電極輸出端802之間 放入金屬焊接件時，正電極輸出端801和負電極輸出端802經過金屬焊接件形 成迴路，金屬焊接件相當於迴路的焊接電阻。圖中正電極輸出端801和負電極 輸出端802的位置可互換，不影響逆變電阻焊機的工作。由於大電流逆變電路 803為負載提供了較大的焊接電流，使焊接件與電極接觸位置迅速產生大的熱 量，焊料更容易熔化，達到快速焊接的效果。另外，由於該大電流逆變電路 803中波形轉換單元的整體功率較小，不易在阻值較小的絕緣柵雙極電晶體上 形成較大的電流而擊穿波形轉換單元內的絕緣柵雙極電晶體，提高了逆變電 阻焊機的可靠性。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本 發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在 本發明的保護範圍之內。
權利要求
1、一種大電流逆變電路，包括提供三相輸入正弦波的輸入電源、主控板和輸出電路，其特徵在於，所述大電流逆變電路還包括信號驅動單元和至少1個將所述三相輸入正弦波轉換成大電流中頻方波的波形轉換單元，所述主控板通過所述信號驅動單元將驅動信號分配給相應的所述波形轉換單元，並控制其工作。
2、根據權利要求1所述的大電流逆變電路，其特徵在於，所述波形轉換 單元包括依次電連接的整流濾波電路、絕緣柵雙極電晶體和驅動板，所述驅 動板將驅動信號傳送給所述絕緣柵雙極電晶體。
3、根據權利要求2所述的大電流逆變電路，其特徵在於，所述波形轉換 單元包括數目不多於3個的絕緣柵雙極電晶體。
4、根據權利要求2所述的大電流逆變電路，其特徵在於，所述波形轉換 單元包括2個或3個並聯連接的絕緣柵雙極電晶體。
5、根據權利要求1所述的大電流逆變電路，其特徵在於，所述輸出電路 包括至少1個變壓器和與其耦合的兩個整流二極體，所述輸出電路與波形轉 換單元連接。
6、 一種逆變電阻焊機，包括焊機主體、正電極輸出端、負電極輸出端和 工作電路，其特徵在於，所述工作電路是如權利要求1所述的大電流逆變電
7、 根據權利要求6所述的逆變電阻焊機，其特徵在於，所述的大電流逆 變電路中的波形轉換單元包括依次電連接的整流濾波電路、絕緣柵雙極晶體 管和驅動板，所述驅動板將驅動信號傳送給所述絕緣柵雙極電晶體。
8、 根據權利要求7所述的逆變電阻焊機，其特徵在於，所述波形轉換單 元包括數目不多於3個的絕緣柵雙極電晶體。
9、 根據權利要求7所述的大電流逆變電路，其特徵在於，所述波形轉換 單元包括2個或3個並聯連接的絕緣柵雙極電晶體。
全文摘要
本發明公開了一種大電流逆變電路，包括提供三相輸入正弦波的輸入電源、主控板、輸出電路、信號驅動單元和至少1個將三相輸入正弦波轉換成中頻方波的波形轉換單元，主控板通過信號驅動單元將驅動信號分配給相應的形轉換單元，並控制其工作。本發明大電流逆變電路可獲得較大電流，且逆變電路的可靠性高。本發明還公開了一種具有大電流逆變電路的逆變電阻焊機。
文檔編號B23K11/24GK101442270SQ200810198188
公開日2009年5月27日 申請日期2008年8月29日 優先權日2008年8月29日
發明者鄒春華, 鄒春芽 申請人:廣州(從化)亨龍機電製造實業有限公司