[发明专利]等离子电源斩波器

说明书

技术领域

本发明涉及等离子切割机，尤其涉及用于等离子切割机的斩波器。

背景技术

空气等离子切割机是一种新型的热切割设备，它的工作原理是以压缩空气为工作气体，以高温高速的等离子弧为热源，将被切割的金属局部熔化，并同时用高速气流将已熔化的金属吹走，形成狭窄切缝。该设备可用于不锈钢、铝、铜、铸铁、碳钢等各种金属材料切割，不仅切割速度快、切缝狭窄、切口平整、热影响区小、工件变形度低、操作简单，而且具有显著的节能效果。

斩波器是连接在恒定直流电源与负载电路之间用以改变加在负载电路上的直流电压平均值和直流电流平均值的一种装置。最早使用的斩波器装置有硅整流器、可控硅整流器，由于这类整流器具有工作频率只限于50Hz、电抗器尺寸大、响应慢等缺点，又发展了普通晶体管斩波器和场效应管整流器。这类斩波器克服了上述斩波器的缺点，但随之而来的问题是普通晶体管斩波器是电流驱动，所以驱动功率大；而场效应管虽然是电压驱动，驱动效率小，但是其导通损耗较大，在高耐压下控制电流的能力较低，即单只功率较低，在大功率应用场合需要并联使用，而并联引起的动态均流和管体积较大的问题会给斩波器的物理结构设计、电路设计以及维修带来麻烦，大大降低了工作可靠性。

发明内容

针对现有斩波器的上述不足，申请人经过研究改进，提供一种驱动功率小、导通损耗小、结构简单、可靠性高的等离子电源斩波器。

本发明的技术方案如下：

等离子电源斩波器，连接在电源与负载之间，由三相整流器、开关管、控制电路以及电抗器组成，所述三相整流器、开关管与电抗器顺序连接，电抗器连接负载，控制电路连接在开关管与负载之间。

其进一步的技术方案为：所述开关管为绝缘栅极双极晶体管。

以及，其进一步的技术方案为：所述控制电路由驱动电路、脉宽调制器、给定电路以及反馈电路组成，所述开关管连接驱动电路，驱动电路、脉宽调制器、给定电路顺序连接，反馈电路连接脉宽调制器以及负载。所述反馈电路为分流器或电流传感器。

本发明的有益技术效果是：

本发明具有驱动功率小、结构简单、方便控制、响应快、易维修、可靠性高等优点。与可控硅相比，具有驱动功率小、工作频率范围宽、电抗器尺寸小和响应速度高的优点。与普通晶体管斩波器相比，具有驱动功率小，抗二次击穿性能好的优点。与场效应管斩波器相比，不仅导通损耗小，而且由于开关管控制电流能力强，单只管的功耗大，在高电压输入，大功率输出的斩波器中只需用一只管子；而不像场效应斩波器要用多只管并联，因此，就可以避免因并联引起的动态均流，管组体积大等问题而给斩波器结构、电路的设计和维修增加困难。

附图说明

图1是本发明的电路框图。

图2脉宽调制器的外部线路图。

具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本发明进行具体说明。

如图1所示，本发明连接在电源与负载5之间，由三相整流器1、开关管2、控制电路3以及电抗器4组成。三相整流器1、开关管2与电抗器4顺序连接，电抗器4连接负载5，控制电路3连接在开关管2与负载5之间。其中开关管2为绝缘栅极双极晶体管。控制电路3由驱动电路6、脉宽调制器7、给定电路8以及反馈电路9组成。开关管2连接驱动电路6，由驱动电路6驱动。驱动电路6、脉宽调制器7、给定电路8顺序连接，驱动电路6的输入由脉宽调制器7供给。反馈电路9连接脉宽调制器7以及负载5，用于提供反馈电流信号。反馈电路9可以是分流器或电流传感器。本实施例中各元器件为已有技术，可以采用市售商品，例如可采用SG3526BN脉宽调制器，脉宽调制器SG3526BN的外部线路图见2。

本发明的工作过程如下：正常工作时，接通50Hz的三相交流电至斩波器输入端，经三相整流器1整流滤波后得到恒定不变的直流电压，同时从控制电路3中的脉宽调制器7中发出10-25KHZ的方波讯号经驱动电路6之后驱动开关管2，使其不断导通和关断，从而使电源输出和控制电路讯号相同，频率相同的矩形波。电抗器4可使电流平滑，电弧不致熄灭。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下，可以做出其他改进和变化。