[实用新型]能量输出控制电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种焊接机、加热装置、直流电动机的能量输出控制电路，特别是一种能量输出的脉宽调制方法和电路。

背景技术

工业上使用的焊接机、加热装置的开关电源、直流电动机广泛使用脉宽调制PWM(Pulse Width Modulation)电路控制输出的能量。现有技术的脉宽调制使用高频变压器来完成脉宽调制输出能量。使用高频变压器时，受到高频变压器的材料限制，有时无法达到很高的能量输出，限制了能量输出控制电路的输出能量。使用高频变压器进行PWM，当固定脉冲的时间周期Cycle，而保持频率不变时，通过改变脉冲宽度Pulse来改变占空比，从而控制输出的能量，这样在调整范围较大时，会导致关断时间Duty太大，从而使得能量的输出不平稳。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能量输出控制电路，要解决的技术问题是使得控制电路输出可控的、平稳的大功率能量。

一种能量输出控制电路，具有变压器，所述变压器是普通低频变压器，变压器的初级与输入电源之间串接有开关器件，开关器件接受控制器的控制信号，变压器的初级两端并联接有消磁电路。

本实用新型变压器的次级接有滤波电路。

本实用新型滤波电路与控制器之间连接有电压反馈电路。

本实用新型与现有技术相比，采用普通低频变压器，利用控制器计算能量输出波形，向开关器件发出指令，控制开关器件的开、关时间，方便控制普通低频变压器输出波形和输出电压，使得可控制的输出能量范围大大的增大，输出能量平稳。

附图说明

图1是普通变压器调变的电路原理图(一)。

图2是变压器的输出特性曲线(一)。

图3是现有技术的脉宽调制(PWM)脉冲波形图。

图4是本实用新型实施例的普通变压器调变(TOM)电路原理图(二)。

图5是变压器的输出特性曲线(二)。

图6是普通变压器输出调变的脉冲波形图。

图7-1是本实用新型方法测得的变压器输出特性曲线图。

图7-2是本实用新型方法中要求输出的能量波形图。

图7-3是本实用新型方法中预想输出的脉冲波形图。

图7-4是本实用新型方法中控制开关时间的脉冲波形图。

图7-5是本实用新型实施例输出的能量波形图。

图8是本实用新型应用在交流逆变焊接机的电路原理图。

图9是本实用新型应用在新型开关电源的电路原理图。

图10是本实用新型应用在直流电动机调速的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。如图3所示，现有技术的脉宽调制，当脉冲周期固定，频率不变时，脉冲的占空比为：脉冲宽度/关断时间，通过改变脉冲宽度而改变占空比，控制输出的能量，在调整范围太大时，可能会出现关断时间太大，从而使得能量的输出不太稳定。如图2所示，本实用新型的能量输出控制电路，利用普通变压器的输入输出基本特性，即在变压器初级输入电压V₀一定时，变压器次级输出电压V，会随开关器件的开通时间T发生变化，输出电压V从开始的输出为0逐渐呈上升状态，到达饱和时呈现稳定输出的状态，该时间范围在0到几个毫秒ms之间，一般不超过10ms，以避免变压器磁化。输出电压V达到饱和需要的时间称为输出饱和时间Tb。本实用新型实施例采用的变压器饱和时间Tb范围在0～1ms之间，变压器的响应频率在1KHz以下。为方便描述，变压器输出随时间变化的曲线称为“输出特性曲线”(简称“VT曲线”)。

如图1所示，本实用新型采用普通低频变压器4，变压器4的次级为能量输出端，变压器4的初级与输入电源之间串接有开关器件2，开关器件2接受控制器MCU 1的控制信号，变压器4的初级两端并联接有消磁电路3，用于将普通低频变压器在关断时的反压消除，避免对输出波形的影响，并保护开关器件2。本实用新型将变压器使用范围扩展到其响应频率范围之外，对应变压器的VT曲线，由中央控制器MCU 1控制开关器件2的开、关，从而控制普通低频变压器4的通断时间，最终实现控制普通低频变压器4的输出波形。

本实用新型实施例采用普通低频变压器的输出饱和时间Tb范围为0～3ms，较适于单片机通过开关器件来控制变压器通断时间，实现调整输出电压V的目的。本实用新型也适用于高频变压器，而高频变压器的Tb范围较小，使用单片机控制相对普通低频变压器较为困难些。