升壓激光焊接電源系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種升壓激光焊接電源系統，包括交流電源電路、第一整流電路和第一儲能電路，所述升壓激光焊接電源系統還包括逆變電路、升壓電路、第二整流電路、第二儲能電路、中央控制單元和升壓驅動單元，所述交流電源電路、第一整流電路、第一儲能電路、逆變電路、升壓電路、第二整流電路和第二儲能電路依次電性連接，所述中央控制單元與所述升壓驅動單元電性連接，所述升壓驅動單元進一步與所述逆變電路電性連接。與現有技術相比，本發明所述升壓電路能夠增大所述升壓激光焊接電源系統的輸出電壓，提高氙燈功率，增大單點激光能量；所述逆變電路能夠隔離所述交流電源電路，提高了輸出電壓的穩定性，從而提高了激光能量的穩定性。
【專利說明】升壓激光焊接電源系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電源系統，尤其涉及一種升壓激光焊接電源系統。
【背景技術】
[0002]激光焊接電源是一種為激光焊接器提供電能的數控電源，其內部采用微處理器控制，使用時可以對激光脈沖波形進行設置，使焊接參數與焊接要求相匹配，以達到最佳的焊接效果。
[0003]目前市場上的激光焊接電源基本都是將三相電整流，再通用IGBT對氙燈進行發電控制，但由于氙燈內阻比較大，而現有的激光焊接電源輸出電壓較小，導致氙燈的工作效率小，想要得到很大的激光能量非常困難，不能充分發揮氙燈的優勢。
[0004]因此，有必要提供一種新的激光焊接電源來解決上述問題。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種輸出電壓大、能夠提高氙燈工作功率、增大激光能量的升壓激光焊接電源系統。
[0006]為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下:
[0007]—種升壓激光焊接電源系統，包括交流電源電路、第一整流電路和第一儲能電路，所述升壓激光焊接電源系統還包括逆變電路、升壓電路、第二整流電路、第二儲能電路、中央控制單元和升壓驅動單元，所述交流電源電路、第一整流電路、第一儲能電路、逆變電路、升壓電路、第二整流電路和第二儲能電路依次電性連接，所述中央控制單元與所述升壓驅動單元電性連接，所述升壓驅動單元進一步與所述逆變電路電性連接。
[0008]優選的，所述交流電源電路包括市電電源、常開觸頭和兩個電阻，所述第一整流電路為單相整流橋，所述單相整流橋包括兩個輸入端，所述市電電源包括火線和零線，所述常開觸頭包括兩個觸點，其中一個所述觸點與一個所述電阻并聯連接后再連接在所述零線與所述單相整流橋的第一輸入端之間，另一個所述觸點與另一個所述電阻并聯連接后再連接在所述火線與所述單相整流橋的第二輸入端之間。
[0009]優選的，所述交流電源電路包括三相電源、常開觸頭和三個電阻，所述第一整流電路為三相整流橋，所述三相整流橋包括三個輸入端，所述三相電源包括三個電源輸出端，所述常開觸頭包括三個觸點，其中，第一個觸點與第一個電阻并聯連接后再連接在所述三相電源的第一個電源輸出端與所述三相整流橋的第一輸入端之間，第二個觸點與第二個電阻并聯連接后再連接在所述三相電源的第二個電源輸出端與所述三相整流橋的第二輸入端之間，第三個觸點與第三個電阻并聯連接后再連接在所述三相電源的第三個電源輸出端與所述三相整流橋的第三輸入端之間。
[0010]優選的，所述第一整流電路包括正輸出端和負輸出端，所述第一儲能電路包括第一至第四電解電容，所述升壓激光焊接電源系統還包括用于將直流脈動電流轉換為直流恒定電流的第一電感，所述第一電感的第一端與所述第一整流電路的正輸出端電性連接，所述第一電感的第二端與所述第一電解電容的正極電性連接，所述第一電解電容與所述第二電解電容并聯連接，第三電解電容與所述第四電解電容并聯連接，其中，所述第一電解電容的正極與所述第二電解電容的正極電性連接，所述第一電解電容的負極、所述第二電解電容的負極、所述第三電解電容的正極和所述第四電解電容的正極電性連接，所述第三電解電容的負極和所述第四電解電容的負極分別與所述第一整流電路的負輸出端電性連接。
[0011]優選的，所述升壓激光焊接電源系統還包括常閉觸頭和第四電阻，所述常閉觸頭與所述第四電阻串聯連接以后再與所述第一儲能電路并聯連接。
[0012]優選的，所述逆變電路包括第一 IGBT、第二 IGBT、第一二極管、第二二極管、第五電阻、第六電阻、第一電容和第二電容，所述第一 IGBT的集電極分別與所述第二電解電容的正極、所述第一電容的第一端電性連接，所述第一 IGBT的發射極與所述第一二極管的陰極電性連接，所述第一二極管的陽極與所述第一電容的第二端電性連接，所述第一二極管與所述第五電阻并聯連接；所述第二 IGBT的集電極分別與所述第二電解電容的正極、所述第二電容的第一端電性連接，所述第一 IGBT的發射極與所述第二二極管的陰極電性連接，所述第二二極管的陽極與所述第二電容的第二端電性連接，所述第二二極管與所述第六電阻并聯連接。
[0013]優選的，所述升壓驅動單元包括第一驅動信號輸出端和第二驅動信號輸出端，所述第一驅動信號輸出端與所述第一 IGBT的門極電性連接，所述第二驅動信號輸出端與所述第二 IGBT的門極電性連接。
[0014]優選的，所述升壓電路包括變壓器，所述變壓器包括初級線圈和次級線圈，所述升壓激光焊接電源系統還包括第三電容、電流傳感器、第二電感，所述第三電容、電流傳感器、第二電感和初級線圈串聯連接在所述第一 IGBT的發射極和所述第二 IGBT的發射極之間。
[0015]優選的，所述升壓激光焊接電源系統還包括第四電容，所述第二整流電路為單相整流橋，所述第二整流電路包括兩個輸入端、正輸出端和負輸出端，所述第二整流電路的一個輸入端與所述次級線圈的第一端電性連接，所述第二整流電路的另一個輸入端與所述次級線圈的第二端電性連接，所述第二整流電路的正輸出端和負輸出端之間連接所述第四電容。
[0016]優選的，所述第二儲能電路包括第五至第八電解電容，所述第五電解電容與第六電解電容串聯連接，所述第七電解電容與第八電解電容串聯連接，其中，所述第五電解電容的正極與所述第二整流電路的正輸出端電性連接，所述第五電解電容的負極與第六電解電容的正極電性連接，第六電解電容的負極與所述第二整流電路的負輸出端電性連接，所述第七電解電容的正極與所述第二整流電路的正輸出端電性連接，所述第七電解電容的負極與第八電解電容的正極電性連接，第八電解電容的負極與所述第二整流電路的負輸出端電性連接。
[0017]與現有技術相比，本發明升壓激光焊接電源系統的有益效果在于:所述升壓電路能夠增大所述升壓激光焊接電源系統的輸出電壓，提高氙燈功率，增大單點激光能量；所述逆變電路能夠隔離所述交流電源電路，使所述升壓激光焊接電源系統的輸出電壓不受交流電源電路電壓波動的影響，提高了輸出電壓的穩定性，從而提高了激光能量的穩定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明升壓激光焊接電源系統的電路原理圖。
[0019]圖中各標記如下:1、交流電源電路；2、第一整流電路；3、第一儲能電路；4、逆變電路；5、升壓電路；6、第二整流電路；7、第二儲能電路；J1、常開觸頭；J2、常閉觸頭；L1、第一電感；L2、第二電感；C1、第一電解電容；C2、第二電解電容；C3、第三電解電容；C4、第四電解電容；C5、第五電解電容；C6、第六電解電容；C7、第七電解電容；C8、第八電解電容；C21、第一電容；C22、第二電容；C23、第三電容；D1、第一二極管；D2、第二二極管；LEM、電流傳感器；R1、第一電阻；R2、第二電阻；R3、第三電阻；R4、第四電阻；R5、第五電阻；R6、第六電阻。
【具體實施方式】
[0020]下面結合具體實施例對本發明進一步進行描述。
[0021]一種升壓激光焊接電源系統，包括交流電源電路1、第一整流電路2、第一儲能電路3、逆變電路4、升壓電路5、第二整流電路6、第二儲能電路7、中央控制單元和升壓驅動單元，所述交流電源電路1、第一整流電路2、第一儲能電路3、逆變電路4、升壓電路5、第二整流電路6和第二儲能電路7依次電性連接，所述中央控制單元與所述升壓驅動單元電性連接，所述升壓驅動單元進一步與所述逆變電路4電性連接。
[0022]在本發明一較佳實施例中，所述交流電源電路I包括市電電源、常開觸頭Jl和兩個電阻，所述第一整流電路2為單相整流橋，單相整流橋由兩對反串聯的二極管并聯組成，所述單相整流橋包括兩個輸入端，所述市電電源包括火線和零線，所述常開觸頭Jl包括兩個觸點，其中一個所述觸點與一個所述電阻并聯連接后再連接在所述零線與所述單相整流橋的第一輸入端之間，另一個所述觸點與另一個所述電阻并聯連接后再連接在所述火線與所述單相整流橋的第二輸入端之間。
[0023]在本發明另一較佳實施例中，如圖1所示，所述交流電源電路I包括三相電源、常開觸頭Jl和三個電阻，所述第一整流電路2為三相整流橋，三相整流橋由三對反串聯的二極管并聯組成，所述三相整流橋包括三個輸入端，所述三相電源包括三個電源輸出端，所述常開觸頭Jl包括三個觸點，其中，第一個觸點與第一個電阻Rl并聯連接后再連接在所述三相電源的第一個電源輸出端與所述三相整流橋的第一輸入端之間，第二個觸點與第二個電阻R2并聯連接后再連接在所述三相電源的第二個電源輸出端與所述三相整流橋的第二輸入端之間，第三個觸點與第三個電阻R3并聯連接后再連接在所述三相電源的第三個電源輸出端與所述三相整流橋的第三輸入端之間。
[0024]所述第一整流電路2包括正輸出端和負輸出端，所述第一儲能電路3包括第一至第四電解電容，所述升壓激光焊接電源系統還包括用于將直流脈動電流轉換為直流恒定電流的第一電感LI，所述第一電感LI的第一端與所述第一整流電路2的正輸出端電性連接，所述第一電感LI的第二端與所述第一電解電容Cl的正極電性連接,所述第一電解電容Cl與所述第二電解電容C2并聯連接，第三電解電容C3與所述第四電解電容C4并聯連接，其中，所述第一電解電容Cl的正極與所述第二電解電容C2的正極電性連接，所述第一電解電容Cl的負極、所述第二電解電容C2的負極、所述第三電解電容C3的正極和所述第四電解電容C4的正極電性連接，所述第三電解電容C3的負極和所述第四電解電容C4的負極分別與所述第一整流電路2的負輸出端電性連接。
[0025]所述升壓激光焊接電源系統還包括常閉觸頭J2和第四電阻R4，所述常閉觸頭J2與所述第四電阻R4串聯連接以后再與所述第一儲能電路3并聯連接。
[0026]所述逆變電路4包括第一 IGBT、第二 IGBT、第一二極管D1、第二二極管D2、第五電阻R5、第六電阻R6、第一電容C21和第二電容C22，所述第一 IGBT的集電極分別與所述第二電解電容C2的正極、所述第一電容C21的第一端電性連接，所述第一 IGBT的發射極與所述第一二極管Dl的陰極電性連接，所述第一二極管Dl的陽極與所述第一電容C21的第二端電性連接，所述第一二極管Dl與所述第五電阻R5并聯連接；所述第二 IGBT的集電極分別與所述第二電解電容C2的正極、所述第二電容C22的第一端電性連接，所述第一 IGBT的發射極與所述第二二極管D2的陰極電性連接，所述第二二極管D2的陽極與所述第二電容C22的第二端電性連接，所述第二二極管D2與所述第六電阻R6并聯連接。
[0027]所述升壓驅動單元包括第一驅動信號輸出端和第二驅動信號輸出端，所述第一驅動信號輸出端與所述第一 IGBT的門極電性連接，所述第二驅動信號輸出端與所述第二IGBT的門極電性連接。
[0028]所述升壓電路5包括變壓器，所述變壓器包括初級線圈和次級線圈，所述升壓激光焊接電源系統還包括第三電容C23、電流傳感器LEM、第二電感L2，所述第三電容C23、電流傳感器LEM、第二電感L2和初級線圈串聯連接在所述第一 IGBT的發射極和所述第二IGBT的發射極之間。
[0029]所述升壓激光焊接電源系統還包括第四電容，所述第二整流電路6為單相整流橋，所述第二整流電路6包括兩個輸入端、正輸出端和負輸出端，所述第二整流電路6的一個輸入端與所述次級線圈的第一端電性連接，所述第二整流電路6的另一個輸入端與所述次級線圈的第二端電性連接，所述第二整流電路6的正輸出端和負輸出端之間連接所述第四電容。
[0030]所述第二儲能電路7包括第五至第八電解電容，所述第五電解電容C5與第六電解電容C6串聯連接，所述第七電解電容C7與第八電解電容C8串聯連接，其中，所述第五電解電容C5的正極與所述第二整流電路6的正輸出端電性連接，所述第五電解電容C5的負極與第六電解電容C6的正極電性連接，第六電解電容C6的負極與所述第二整流電路6的負輸出端電性連接，所述第七電解電容C7的正極與所述第二整流電路6的正輸出端電性連接，所述第七電解電容C7的負極與第八電解電容C8的正極電性連接，第八電解電容C8的負極與所述第二整流電路6的負輸出端電性連接。
[0031]本發明的工作原理為:所述交流電源電路I為整個電路系統提供交流電，所述第一整流電流將交流電轉換成直流電，所述直流電經過所述逆變電路4后形成交流電，所述逆變電路4隔離了所述交流電源電路1，使所述升壓激光焊接電源系統的輸出電壓不受交流電源電路I電壓波動的影響，提高了輸出電壓的穩定性，從而提高了激光能量的穩定性；所述升壓電路5將逆變形成的交流電進行升壓處理，增大了所述升壓激光焊接電源系統的輸出電壓，從而提高氙燈功率，增大單點激光能量。
[0032]在具體應用時，本發明輸出電壓可達700V，比普通電源高出100?150V，使用同型號氙燈，電源輸出至氙燈的放電電流可提高150?200A，具備真實放出450A以上電流的能力，大幅度提高激光輸出峰值功率。
[0033]以上示意性的對本發明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發明的實施方式之一，實際的結構并不局限于此。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本發明創造宗旨的情況下，不經創造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬于本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種升壓激光焊接電源系統，包括交流電源電路、第一整流電路和第一儲能電路，其特征在于:所述升壓激光焊接電源系統還包括逆變電路、升壓電路、第二整流電路、第二儲能電路、中央控制單元和升壓驅動單元，所述交流電源電路、第一整流電路、第一儲能電路、逆變電路、升壓電路、第二整流電路和第二儲能電路依次電性連接，所述中央控制單元與所述升壓驅動單元電性連接，所述升壓驅動單元進一步與所述逆變電路電性連接。
2.如權利要求1所述的升壓激光焊接電源系統，其特征在于:所述交流電源電路包括市電電源、常開觸頭和兩個電阻，所述第一整流電路為單相整流橋，所述單相整流橋包括兩個輸入端，所述市電電源包括火線和零線，所述常開觸頭包括兩個觸點，其中一個所述觸點與一個所述電阻并聯連接后再連接在所述零線與所述單相整流橋的第一輸入端之間，另一個所述觸點與另一個所述電阻并聯連接后再連接在所述火線與所述單相整流橋的第二輸入端之間。
3.如權利要求1所述的升壓激光焊接電源系統，其特征在于:所述交流電源電路包括三相電源、常開觸頭和三個電阻，所述第一整流電路為三相整流橋，所述三相整流橋包括三個輸入端，所述三相電源包括三個電源輸出端，所述常開觸頭包括三個觸點，其中，第一個觸點與第一個電阻并聯連接后再連接在所述三相電源的第一個電源輸出端與所述三相整流橋的第一輸入端之間，第二個觸點與第二個電阻并聯連接后再連接在所述三相電源的第二個電源輸出端與所述三相整流橋的第二輸入端之間，第三個觸點與第三個電阻并聯連接后再連接在所述三相電源的第三個電源輸出端與所述三相整流橋的第三輸入端之間。
4.如權利要求1所述的升壓激光焊接電源系統，其特征在于:所述第一整流電路包括正輸出端和負輸出端，所述第一儲能電路包括第一至第四電解電容，所述升壓激光焊接電源系統還包括用于將直流脈動電流轉換為直流恒定電流的第一電感，所述第一電感的第一端與所述第一整流電路的正輸出端電性連接，所述第一電感的第二端與所述第一電解電容的正極電性連接，所述第一電解電容與所述第二電解電容并聯連接，第三電解電容與所述第四電解電容并聯連接，其中，所述第一電解電容的正極與所述第二電解電容的正極電性連接，所述第一電解電容的負極、所述第二電解電容的負極、所述第三電解電容的正極和所述第四電解電容的正極電性連接，所述第三電解電容的負極和所述第四電解電容的負極分別與所述第一整流電路的負輸出端電性連接。
5.如權利要求4所述的升壓激光焊接電源系統，其特征在于:所述升壓激光焊接電源系統還包括常閉觸頭和第四電阻，所述常閉觸頭與所述第四電阻串聯連接以后再與所述第一儲能電路并聯連接。
6.如權利要求4所述的升壓激光焊接電源系統，其特征在于:所述逆變電路包括第一IGBT、第二 IGBT、第一二極管、第二二極管、第五電阻、第六電阻、第一電容和第二電容，所述第一 IGBT的集電極分別與所述第二電解電容的正極、所述第一電容的第一端電性連接，所述第一 IGBT的發射極與所述第一二極管的陰極電性連接，所述第一二極管的陽極與所述第一電容的第二端電性連接，所述第一二極管與所述第五電阻并聯連接；所述第二 IGBT的集電極分別與所述第二電解電容的正極、所述第二電容的第一端電性連接，所述第一 IGBT的發射極與所述第二二極管的陰極電性連接，所述第二二極管的陽極與所述第二電容的第二端電性連接，所述第二二極管與所述第六電阻并聯連接。
7.如權利要求6所述的升壓激光焊接電源系統，其特征在于:所述升壓驅動單元包括第一驅動信號輸出端和第二驅動信號輸出端，所述第一驅動信號輸出端與所述第一 IGBT的門極電性連接，所述第二驅動信號輸出端與所述第二 IGBT的門極電性連接。
8.如權利要求6所述的升壓激光焊接電源系統，其特征在于:所述升壓電路包括變壓器，所述變壓器包括初級線圈和次級線圈，所述升壓激光焊接電源系統還包括第三電容、電流傳感器、第二電感，所述第三電容、電流傳感器、第二電感和初級線圈串聯連接在所述第一 IGBT的發射極和所述第二 IGBT的發射極之間。
9.如權利要求8所述的升壓激光焊接電源系統，其特征在于:所述升壓激光焊接電源系統還包括第四電容，所述第二整流電路為單相整流橋，所述第二整流電路包括兩個輸入端、正輸出端和負輸出端，所述第二整流電路的一個輸入端與所述次級線圈的第一端電性連接，所述第二整流電路的另一個輸入端與所述次級線圈的第二端電性連接，所述第二整流電路的正輸出端和負輸出端之間連接所述第四電容。
10.如權利要求9所述的升壓激光焊接電源系統，其特征在于:所述第二儲能電路包括第五至第八電解電容，所述第五電解電容與第六電解電容串聯連接，所述第七電解電容與第八電解電容串聯連接，其中，所述第五電解電容的正極與所述第二整流電路的正輸出端電性連接，所述第五電解電容的負極與第六電解電容的正極電性連接，第六電解電容的負極與所述第二整流電路的負輸出端電性連接，所述第七電解電容的正極與所述第二整流電路的正輸出端電性連接，所述第七電解電容的負極與第八電解電容的正極電性連接，第八電解電容的負極與所述第二整流電路的負輸出端電性連接。
【文檔編號】H02M7/217GK104242663SQ201410479739
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月18日 優先權日:2014年9月18日
【發明者】顏章健 申請人:蘇州迅鐳激光科技有限公司