一種鋼軌焊接用電子束焊機(jī)燈絲電源裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于電子束焊機(jī)電路電源領(lǐng)域，尤其涉及一種鋼軌焊接用電子束焊機(jī) 燈絲電源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 電子束焊機(jī)的基本原理是：燈絲加熱發(fā)射的電子，通過(guò)高壓電源產(chǎn)生的高壓電場(chǎng) 加速后，獲得極高的動(dòng)能，通過(guò)偏壓電源和聚焦電源的調(diào)節(jié)形成電子束流，然后去轟擊工 件，電子束的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能使得工件焊接處變?yōu)槿廴跔顟B(tài)而形成焊縫，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件 的焊接。目前國(guó)內(nèi)的電子束焊機(jī)燈絲電源采用的是高頻電源，控制電路采用的專(zhuān)門(mén)的PWM 脈寬調(diào)制技術(shù)。由于頻率高，功率管在開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的功率損耗和電磁干擾，并 且影響了頻率的進(jìn)一步升高。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種鋼軌焊接用電子束焊機(jī)燈絲電源裝置，旨在解決 現(xiàn)有電子束焊機(jī)燈絲電源由于頻率高，功率管在開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的功率損耗和電 磁干擾，并且影響了頻率進(jìn)一步升高的問(wèn)題。
[0004] 本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種鋼軌焊接用電子束焊機(jī)燈絲電源裝置，包括電源 輸入端、第一整流電路，BUCK電路、半橋逆變電路、LLC諧振變換器、第二整流電路、電源輸 出端以及加熱負(fù)載；其中，
[0005] 所述電源輸入端、第一整流電路、BUCK電路、半橋逆變電路、LLC諧振變換器、第二 整流電路、加熱負(fù)載以及電源輸出端依次順序連接；
[0006] 所述第一整流電路將電源輸入端的220V的單相交流電處理為穩(wěn)定的直流電；所 述BUCK電路對(duì)該直流母線電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，該電壓調(diào)節(jié)后的直流電經(jīng)半橋逆變電路處理變 換為高頻的交流電，所述LLC諧振變換器對(duì)半橋逆變電路輸出的交流電進(jìn)行波形的優(yōu)化以 及實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管的軟開(kāi)關(guān)；所述第二整流電路對(duì)電壓變換和隔離后再進(jìn)行整流和濾波后輸出 穩(wěn)定的直流電加載在加熱負(fù)載上。
[0007] 優(yōu)選地，所述鋼軌焊接用電子束焊機(jī)燈絲電源裝置還包括控制電路以及驅(qū)動(dòng)電 路；所述加熱負(fù)載與電源輸出端的連接線路上分出一路與控制電路的輸入端連接；所述控 制電路的的輸出端與驅(qū)動(dòng)電路的輸入端連接；所述驅(qū)動(dòng)電路的第一輸出端與BUCK電路的 輸入端連接，第二輸出端與半橋逆變電路輸入端連接；其中，
[0008] 所述控制電路用于對(duì)BUCK電路和LLC諧振變換器中開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行控制功能，所述 驅(qū)動(dòng)電路對(duì)控制電路發(fā)出的控制信號(hào)進(jìn)行放大和隔離。
[0009] 優(yōu)選地，所述第一整流電路包括EMC濾波電路以及第一整流濾波電路；所述EMC濾 波電路的輸入端與電源輸入端連接，輸出端與第一整流濾波電路的輸入端連接，所述第一 整流濾波電路的輸出端與BUCK電路的輸入端連接；其中，
[0010] 所述EMC濾波電路將電源輸入端的220V的單相交流電進(jìn)行去電磁干擾，所述第一 整流濾波電路對(duì)去電磁干擾后的交流電進(jìn)行不可控整流和電容濾波得到穩(wěn)定的直流電。 [0011] 優(yōu)選地，所述第二整流電路包括高頻變壓器以及第二整流濾波電路；所述LLC諧 振變換器、高頻變壓器、第二整流濾波電路、加熱負(fù)載以及電源輸出端順序連接；其中，
[0012] 所述高頻變壓器對(duì)電壓進(jìn)行變換和隔離；所述第二整流濾波電路對(duì)高頻變壓器輸 出的高頻交流電進(jìn)行整流和濾波后輸出穩(wěn)定的直流電。
[0013] 本實(shí)用新型克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鋼軌焊接用電子束焊機(jī)燈絲電源裝 置，通過(guò)在燈絲電源電路中引入LLC諧振變換器，并且通過(guò)調(diào)整母線電壓的方式來(lái)改變電 壓的大小，既提高了電源的工作頻率，又減少了開(kāi)關(guān)損耗和雜波，而且使開(kāi)關(guān)器件可以很方 便的實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)，同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)母線電壓的大小來(lái)克服逆變電路調(diào)頻Q值曲線不線性和調(diào) 寬產(chǎn)生大量諧波的影響。電源主電路采用BUCK電路調(diào)整母線電壓的大小，逆變電路采用半 橋逆變和LLC諧振變換電路，并采用閉環(huán)控制以實(shí)現(xiàn)燈絲電源的自動(dòng)調(diào)節(jié)和穩(wěn)定。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1是本實(shí)用新型鋼軌焊接用電子束焊機(jī)燈絲電源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2是本實(shí)用新型鋼軌焊接用電子束焊機(jī)燈絲電源裝置又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0016] 圖3是LLC諧振變換器半橋電路的簡(jiǎn)化示意圖；
[0017] 圖4是LLC諧振變換器等效電路結(jié)構(gòu)圖；
[0018] 圖5是Q值曲線圖；
【具體實(shí)施方式】
[0019] 為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施 例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0020] 如圖1~5所示，其中，圖1為本實(shí)用新型鋼軌焊接用電子束焊機(jī)燈絲電源裝置的 電路結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型鋼軌焊接用電子束焊機(jī)燈絲電源裝置又一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示 意圖；圖3是LLC諧振變換器半橋電路的簡(jiǎn)化示意圖；圖4是LLC諧振變換器等效電路結(jié)構(gòu) 圖；圖5是Q值曲線圖。
[0021] 一種鋼軌焊接用電子束焊機(jī)燈絲電源裝置，包括電源輸入端Vin、第一整流電路 1，BUCK電路2(參考文獻(xiàn)：王兆安。電力電子技術(shù)【M】。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005)、半橋 逆變電路3(參考文獻(xiàn)：王兆安。電力電子技術(shù)【M】。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005)、LLC諧 振變換器4、第二整流電路5、加熱負(fù)載9以及電源輸出端Vout ;其中，所述電源輸入端Vin、 第一整流電路1、BUCK電路2、半橋逆變電路3、LLC諧振變換器4、第二整流電路5、加熱負(fù) 載9以及電源輸出端Vout依次順序連接；所述第一整流電路1將電源輸入端Vin的220V 的單相交流電處理為穩(wěn)定的直流電；所述BUCK電路2對(duì)該直流母線電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，該電壓 調(diào)節(jié)后的直流電經(jīng)半橋逆變電路3處理變換為高頻的交流電，所述LLC諧振變換器4對(duì)半 橋逆變電路3輸出的交流電進(jìn)行波形的優(yōu)化以及實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管的軟開(kāi)關(guān)；所述第二整流電路 5對(duì)電壓變換和隔離后再進(jìn)行整流和濾波后輸出穩(wěn)定的直流電加載在加熱負(fù)載9上，加熱 負(fù)載9進(jìn)行加熱。
[0022] 在本實(shí)用新型中，更具體的，所述鋼軌焊接用電子束焊機(jī)燈絲電源裝置還包括控 制電路7以及