[发明专利]一种等离子切割电源的输出过流保护控制电路及方法

说明书

本发明公开了一种等离子切割电源的输出过流保护控制电路及方法，输出过流保护控制电路包括：输入主功率模块、输出滤波电感、高频模块、输出检测模块和控制模块；输出滤波电感的输入端连接至输入主功率模块的第一输出端，高频模块的输入端连接至输入主功率模块的第二输出端，输出检测模块的第一输入端连接至输出滤波电感的输出端，输出检测模块的第二输入端连接至高频模块的输出端，输出检测模块的第三输出端连接至控制模块的第一输入端，输出检测模块的第四输出端连接至控制模块的第二输入端，控制模块的输出端连接至输入主功率模块的控制端。本发明既能避免等离子切割电源因输出电流过大发生故障又能避免保护误触发导致的生产效率减低。

技术领域

本发明属于弧焊电源技术领域，更具体地，涉及一种等离子切割电源的输出过流保护控制电路及方法。

背景技术

等离子切割电源是焊接设备中的重要组成部分，对弧焊设备产业的发展具有重要意义，与国家工业的发展密切相关。等离子切割电源是一种低压大电流输出、动态响应快、可靠性要求高的特种电源。现有等离子切割电源直流变换部分的主电路通常采用移相全桥拓扑，实现电网与后级电路的隔离，确保切割操作的安全。等离子切割电源在正常工作中难免由于操作不当、工件表面不平整、非接触式引弧方式下的接触起弧等原因造成输出过电流故障。为保证等离子切割电源的安全可靠工作，必须在发生输出过电流故障时快速、准确地对故障作出响应。

现有的等离子切割电源中大多采用电流瞬时值保护的方法，通过采样输出电流信号，然后经由数字信号处理器(DSP)与设定的电流保护限值比较后，作出保护判定，然后封锁驱动信号，使等离子切割电源停止工作。

随着等离子切割电源开关器件频率不断提高，上述电流瞬时值保护的方法作用逐渐被削弱。一方面，因开关频率提高，等离子切割电源中移相全桥部分的输出电感感值被设计得更小，这有利于实现电源的高功率密度，但同时也使得电感对电流变化的抑制能力变弱。当负载阻抗发生突变时，电流变化将会更加剧烈，在不加控制的情况下，更容易发生输出过电流故障。另一方面，在开关频率提高的同时，由于硬件限制或出于成本考虑，系统控制频率尚无提升或提升不如开关频率，使得单位控制周期内开关动作次数增多，控制难度增大。

在上述情况下，若电流瞬时值保护的保护限值设置过大，容易出现上一控制周期尚未检测到过电流，而下一控制周期检测到过电流时已超过器件的电流应力，无法起到保护作用，影响等离子切割电源的安全可靠工作；若电流瞬时值保护的保护限值设置过小，可能在正常工作时控制器的调节作用下输出电流略有超调，超过电流保护限值，发生误保护现象，大大降低了等离子切割电源的生产效率。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种等离子切割电源的输出过流保护控制方法，旨在解决现有输出电流保护方法无法正确、高效地触发保护的问题。

本发明提供了一种等离子切割电源的输出过流保护控制电路，包括：输入主功率模块、输出滤波电感、高频模块、输出检测模块和控制模块；输出滤波电感的输入端连接至输入主功率模块的第一输出端，高频模块的输入端连接至输入主功率模块的第二输出端，输出检测模块的第一输入端连接至输出滤波电感的输出端，输出检测模块的第二输入端连接至高频模块的输出端，输出检测模块的第一输出端用于连接至钨极，输出检测模块的第二输出端用于连接至用于连接至工件，所述输出检测模块的第三输出端连接至所述控制模块的第一输入端，所述输出检测模块的第四输出端连接至所述控制模块的第二输入端，所述控制模块的输出端连接至所述输入主功率模块的控制端。

更进一步地，工作时，所述主功率输入模块将输入的电能转换为低电压直流电能，并经所述输出滤波电感和所述高频模块滤波后，由所述输出检测模块对输出电压和输出电流进行检测，最终输出至钨极、割炬和工件进行等离子切割工作；所述控制模块根据所述输出检测模块检测的输出电压信号和输出电流信号输出用于控制所述主功率输入模块的驱动信号；当发生输出过流时，所述驱动信号控制所述主功率输入模块停止工作，从而实现过流保护。