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1、(10)申请公布号 CN 103990891 A (43)申请公布日 2014.08.20 C N 1 0 3 9 9 0 8 9 1 A (21)申请号 201410158179.3 (22)申请日 2014.04.18 B23K 9/10(2006.01) (71)申请人深圳市瑞凌实业股份有限公司 地址 518103 广东省深圳市宝安区福永街 道凤凰第四工业区4号厂房（经营场 所-深圳宝安区新安街道留仙二路飞 扬兴业科技厂区厂房B栋2-6楼） (72)发明人邱光 唐洪建 郑阳阳 (74)专利代理机构深圳市世纪恒程知识产权代 理事务所 44287 代理人胡海国 (54) 发明名称 逆变弧焊电。
2、源的电流控制电路及逆变弧焊电 源 (57) 摘要 本发明公开了一种逆变弧焊电源的电流控制 电路及逆变弧焊电源，电流控制电路包括电压采 集电路、电流给定控制电路、热引弧电路、推力电 流电路及驱动电路；电压采集电路用于采集逆变 弧焊电源的输出电压；当输出电压小于第一预设 电压或大于第二预设电压时，电流给定控制电路 输出一给定电流；当输出电压大于第二预设电压 时，热引弧电路输出一热引弧电流；当输出电压 大于第一预设电压且小于第三预设电压时，推力 电流电路输出一推力电流；驱动电路根据电流给 定控制电路、热引弧电路及推力电流电路输出的 电流，驱动逆变弧焊电源中各IGBT管的导通与关 断。本发明应用于逆变。
3、弧焊电源，在焊接纤维素焊 条时，具有起弧容易、不易断弧及焊缝成型好等优 点。 (51)Int.Cl. 权利要求书3页 说明书10页 附图4页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书10页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103990891 A CN 103990891 A 1/3页 2 1.一种逆变弧焊电源的电流控制电路，所述逆变弧焊电源包括逆变电路，所述逆变电 路包括第一IGBT管、第二IGBT管、第三IGBT管及第四IGBT管，其特征在于，所述电流控制 电路包括电压采集电路、电流给定控制电路、热引弧电路、推力电流电路及驱动电路，其中， 所述电。
4、压采集电路，用于采集逆变弧焊电源的输出电压； 所述电流给定控制电路，用于当所述电压采集电路采集到的电压小于第一预设电压或 大于第二预设电压时，输出一预设给定电流； 所述热引弧电路，用于当所述电压采集电路采集到的电压大于第二预设电压范围时， 输出一预设热引弧电流； 所述推力电流电路，用于当所述电压采集电路采集到的电压大于第一预设电压且小于 第三预设电压时，输出一预设推力电流； 所述驱动电路，用于根据所述电流给定控制电路、热引弧电路及推力电流电路所输出 的电流，输出相应的PWM驱动信号，以驱动所述逆变电路中第一IGBT管、第二IGBT管、第三 IGBT管及第四IGBT管的导通与关断。 2.根据权利。
5、要求1所述的电流控制电路，其特征在于，所述电压采集电路的电压采集 输入端的正负极与所述逆变弧焊电源的输出端的正负极对应连接，所述电压采集电路的电 压采集输出端分别与所述电流给定控制电路、热引弧电路及推力电流电路的输入端连接； 所述驱动电路的输入端分别与所述电流给定控制电路、热引弧电路及推力电流电路的输出 端连接，所述驱动电路的输出端分别与各所述IGBT连接。 3.根据权利要求2所述的电流控制电路，其特征在于，所述电压采集电路包括第一 工作电压输入端、电压采集输入端、电压采集输出端、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四 电阻、第五电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一电解电容、第一二极管、运算放。
6、大器 CA3140、线性稳压电路、运算放大器LM324及光耦HCNR200，所述第八电阻为滑动变阻器；其 中， 第一电阻的第一端与电压采集输入端的正极连接，第一电阻的第二端经第二电阻与 CA3140的第3脚连接，且与第三电阻的第一端连接，第三电阻的第二端与电压采集输入端 的负极连接，电压采集输入端的正极还经第四电阻与第一二极管的阳极连接；第一电解电 容的正极与第一二极管的阴极连接，其负极与电压采集输入端的负极连接；CA3140的第 2脚与其第4脚连接，且与电压采集输入端的负极及HCNR200的第4脚连接，其第6脚与 HCNR200的第2脚连接；HCNR200的第1脚经第五电阻与电压采集输入端的。
7、负极连接，其第 5脚与LM324的同相输入端连接，且经第九电阻接地，其第6脚与第一工作电压输入端连接， 其第4脚还经第七电阻与第八电阻的第一端连接，第八电阻的第二端与电压采集输入端的 负极连接；LM324的反相输入端与其输出端连接，且与电压采集输出端连接；线性稳压电路 的输入端与第一电解电容的正极连接，其输出端分别与CA3140的第7脚及HCNR200的第3 脚连接。 4.根据权利要求3所述的电流控制电路，其特征在于，所述线性稳压电路包括第六电 阻、第一稳压二极管、第一NPN三极管及第二电解电容；其中， 第一NPN三极管的集电极与第一电解电容的正极连接，且经第六电阻与其基极连接， 其发射极与第。
8、二电解电容的正极连接，其基极还与第一稳压二极管的阴极连接；第一稳压 二极管的阳极与第二电解电容的负极连接，且与电压采集输入端的负极连接。 权 利 要 求 书CN 103990891 A 2/3页 3 5.根据权利要求4所述的电流控制电路，其特征在于，所述电压采集电路还包括第一 电容、第二电容及第三电容；其中， 第一电容与所述第三电阻并联；第二电容连接于所述运算放大器CA3140的第6脚和所 述电压采集输入端的负极之间；第三电容连接于所述第二电解电容的正极和所述电压采集 输入端的负极之间。 6.根据权利要求5所述的电流控制电路，其特征在于，所述电流给定控制电路包括给 定电流输出端、第十电阻、第十。
9、一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、 第十六电阻、第十七电阻、第二NPN三极管、第一电压比较器、第二电压比较器、第二二极管 及第三电解电容；其中， 第十电阻的第一端与所述第一工作电压输入端连接，第二端与第一电压比较器的反相 输入端连接，且经第十一电阻与第二电压比较器的正相输入端连接；第二电压比较器的正 相输入端还经第十二电阻接地；第一电压比较器的正相输入端与第二电压比较器的反相 输入端连接，且与所述电压采集电路的电压采集输出端连接；第一电压比较器的输出端经 第十三电阻与第十五电阻的第一端连接，第十五电阻的第二端与第二NPN三极管的基极连 接；第二电压比较器的输出端与第十四电。
10、阻的第一端连接，第十四电阻的第二端连接于第 十三电阻和第十五电阻之间；第二NPN三极管的集电极与第二二极管的阴极连接，其发射 极接地；第二NPN三极管的基极还经第十六电阻接地；第二二极管的阴极还经第十七电阻 与第三电解电容的正极连接，第三电解电容的负极接地；第二二极管的阳极与给定电流输 出端连接。 7.根据权利要求6所述的电流控制电路，其特征在于，所述热引弧电路包括第二工作 电压输入端、热引弧电流输出端、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第 三NPN三极管、第四NPN三极管、第二稳压二极管、第三二极管、第四电解电容；其中， 第十八电阻的第一端与所述电压采集电路的电压采集输出端连。
11、接，其第二端与第二稳 压二极管的阴极连接；第二稳压二极管的阳极与第三NPN三极管的基极连接，且经第十九 电阻接地；第三NPN三极管的集电极与第四NPN三极管的基极连接，且经第二十电阻与第二 工作电压输入端连接，第四NPN三极管的集电极与第三二极管的阳极连接，且经第二十一 电阻与第二工作电压输入端连接；第三NPN三极管的发射极和第四NPN三极管的发射极均 接地；第三二极管的阴极经第二十二电阻与热引弧电流输出端连接；第四电解电容的正极 与第三二极管的阴极连接，其负极接地。 8.根据权利要求7所述的电流控制电路，其特征在于，所述推力电流电路包括第三工 作电压输入端、推力电流输出端、第二十三电阻、第二。
12、十四电阻、第二十五电阻、第二十六电 阻、第四电容、第四二极管、第三稳压二极管、第三电压比较器；其中， 第二十五电阻的第一端与所述电压采集电路的电压采集输出端连接，其第二端与第 三电压比较器的反相输入端连接，且与第三稳压二极管的阳极连接；第二十四电阻的第一 端与第三电压比较器的反相输入端连接，其第二端经第四电容与第三电压比较器的输出端 连接；第三电压比较器的反相输入端还经第二十六电阻与第三工作电压输入端连接；第三 电压比较器的正相输入端接地；第三电压比较器的输出端还与第四二极管的阳极连接，第 四二极管的阴极经第二十三电阻与推力电流输出端连接。 9.根据权利要求8所述的电流控制电路，其特征在于，所。
13、述驱动电路包括第四工作电 权 利 要 求 书CN 103990891 A 3/3页 4 压输入端、电流信号输入端、电流控制器、第五NPN三极管、第六NPN三极管、第一PNP三极 管、第二PNP三极管、第二十七电阻、第二十八电阻、第二十九电阻、第三十电阻、第四稳压 二极管、第五稳压二极管、第五电容、第六电容、第五二极管、第六二极管、第一PWM驱动信 号输出端、第二PWM驱动信号输出端、第三PWM驱动信号输出端及第四PWM驱动信号输出 端；所述电流控制器的型号为SG3525；其中， SG3525的第2脚与所述电流信号输入端连接，所述电流信号输入端分别与所述给定电 流输出端、热引弧电流输出端及推力电。
14、流输出端连接；SG3525的第11脚分别与第五NPN三 极管及第一PNP三极管的基极连接；第五NPN三极管集电极及第六NPN三极管的集电极与 第一工作电压输入端连接，第五NPN三极管的发射极与第四稳压二极管的阳极连接，且经 第二十七电阻分别与第一PNP三极管的发射极及第二PWM驱动信号输出端连接；第四稳压 二极管的阴极与第一PWM驱动信号输出端连接；第一PNP三极管的集电极接地；第六NPN三 极管的基极与第二PNP三极管的基极连接，且与SG3525的第14脚连接；第二PNP三极管的 集电极接地，其发射极与第四PWM驱动信号输出端连接，且经第二十八电阻与第六NPN三极 管的发射极连接；第六NPN。
15、三极管的发射极还与第五稳压二极管的阳极连接；第五稳压二 极管的阴极与第三PWM驱动信号输出端连接；第五二极管的阳极与第四工作电压输入端连 接，其阴极经第二十九电阻与第四稳压二极管的阴极连接；第五电容连接于第四稳压二极 管的阳极和阴极之间；第六二极管的阳极与第四工作电压输入端连接，其阴极经第三十电 阻与第五稳压二极管的阴极连接；第六电容连接于第五稳压二极管的阳极和阴极之间。 10.一种逆变弧焊电源，包括电流控制电路，其特征在于，所述电流控制电路为权利要 求1至9中任一项所述的逆变弧焊电源的电流控制电路。 权 利 要 求 书CN 103990891 A 1/10页 5 逆变弧焊电源的电流控制电路及。
16、逆变弧焊电源 技术领域 0001 本发明涉及逆变弧焊电源技术领域，特别涉及一种逆变弧焊电源的电流控制电路 及逆变弧焊电源。 背景技术 0002 由于逆变弧焊电源具有体积小、重量轻及节能等优点，使得逆变弧焊电源在最近 几年得到了迅速的发展，而采用纤维素焊条时，其力是向下焊的，电弧的熔深大，穿透力强， 焊缝的成型好，且气孔敏感性小，焊缝内外质量高，且其操作难度小，焊工易掌握，从而使得 纤维素焊条广泛应用于石油化工、天然气、电力、民用行业的输油、输气、输水大口径管道的 安装铺设工程中。但是，现有的逆变弧焊电源的电路较复杂，电路信号的控制难度较大，使 得该电路存在许多需要改善的地方。并且，现有的逆变弧。
17、焊电源基本都是恒流特性的（即其 输出电流是恒定不变的），而该恒流特性的逆变弧焊电源应用于上述纤维素焊条的焊接时， 存在以下缺点：（一）起弧困难，容易粘焊条；（二）焊接过程中容易断弧，对焊接环境要求高， 对焊工水平要求高；（三）焊缝成型差，不美观。 发明内容 0003 本发明的主要目的是提供一种逆变弧焊电源的电流控制电路，旨在解决逆变弧焊 电源应用于纤维素焊条的焊接时所存在的起弧困难、容易粘焊条、容易断弧及焊缝成型差 的问题。 0004 为了达到上述目的，本发明提出一种逆变弧焊电源的电流控制电路，所述逆变弧 焊电源包括逆变电路，所述逆变电路包括第一IGBT管、第二IGBT管、第三IGBT管及第四。
18、 IGBT管，所述电流控制电路包括电压采集电路、电流给定控制电路、热引弧电路、推力电流 电路及驱动电路，其中， 0005 所述电压采集电路，用于采集逆变弧焊电源的输出电压； 0006 所述电流给定控制电路，用于当所述电压采集电路采集到的电压小于第一预设电 压或大于第二预设电压时，输出一预设给定电流； 0007 所述热引弧电路，用于当所述电压采集电路采集到的电压大于第二预设电压范围 时，输出一预设热引弧电流； 0008 所述推力电流电路，用于当所述电压采集电路采集到的电压大于第一预设电压且 小于第三预设电压时，输出一预设推力电流； 0009 所述驱动电路，用于根据所述电流给定控制电路、热引弧电路。
19、及推力电流电路所 输出的电流，输出相应的PWM驱动信号，以驱动所述逆变电路中第一IGBT管、第二IGBT管、 第三IGBT管及第四IGBT管的导通与关断。 0010 优选地，所述电压采集电路的电压采集输入端的正负极与所述逆变弧焊电源的输 出端的正负极对应连接，所述电压采集电路的电压采集输出端分别与所述电流给定控制电 路、热引弧电路及推力电流电路的输入端连接；所述驱动电路的输入端分别与所述电流给 说 明 书CN 103990891 A 2/10页 6 定控制电路、热引弧电路及推力电流电路的输出端连接，所述驱动电路的输出端分别与各 所述IGBT连接。 0011 优选地，所述电压采集电路包括第一工作。
20、电压输入端、电压采集输入端、电压采集 输出端、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第七电阻、第八电阻、第九电 阻、第一电解电容、第一二极管、运算放大器CA3140、线性稳压电路、运算放大器LM324及光 耦HCNR200，所述第八电阻为滑动变阻器；其中， 0012 第一电阻的第一端与电压采集输入端的正极连接，第一电阻的第二端经第二电阻 与CA3140的第3脚连接，且与第三电阻的第一端连接，第三电阻的第二端与电压采集输入 端的负极连接，电压采集输入端的正极还经第四电阻与第一二极管的阳极连接；第一电解 电容的正极与第一二极管的阴极连接，其负极与电压采集输入端的负极连接；CA3140的。
21、第 2脚与其第4脚连接，且与电压采集输入端的负极及HCNR200的第4脚连接，其第6脚与 HCNR200的第2脚连接；HCNR200的第1脚经第五电阻与电压采集输入端的负极连接，其第 5脚与LM324的同相输入端连接，且经第九电阻接地，其第6脚与第一工作电压输入端连接， 其第4脚还经第七电阻与第八电阻的第一端连接，第八电阻的第二端与电压采集输入端的 负极连接；LM324的反相输入端与其输出端连接，且与电压采集输出端连接；线性稳压电路 的输入端与第一电解电容的正极连接，其输出端分别与CA3140的第7脚及HCNR200的第3 脚连接。 0013 优选地，所述线性稳压电路包括第六电阻、第一稳压二极。
22、管、第一NPN三极管及第 二电解电容；其中， 0014 第一NPN三极管的集电极与第一电解电容的正极连接，且经第六电阻与其基极连 接，其发射极与第二电解电容的正极连接，其基极还与第一稳压二极管的阴极连接；第一稳 压二极管的阳极与第二电解电容的负极连接，且与电压采集输入端的负极连接。 0015 优选地，所述电压采集电路还包括第一电容、第二电容及第三电容；其中， 0016 第一电容与所述第三电阻并联；第二电容连接于所述运算放大器CA3140的第6脚 和所述电压采集输入端的负极之间；第三电容连接于所述第二电解电容的正极和所述电压 采集输入端的负极之间。 0017 优选地，所述电流给定控制电路包括给定。
23、电流输出端、第十电阻、第十一电阻、第 十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第二NPN三极 管、第一电压比较器、第二电压比较器、第二二极管及第三电解电容；其中， 0018 第十电阻的第一端与所述第一工作电压输入端连接，第二端与第一电压比较器的 反相输入端连接，且经第十一电阻与第二电压比较器的正相输入端连接；第二电压比较器 的正相输入端还经第十二电阻接地；第一电压比较器的正相输入端与第二电压比较器的反 相输入端连接，且与所述电压采集电路的电压采集输出端连接；第一电压比较器的输出端 经第十三电阻与第十五电阻的第一端连接，第十五电阻的第二端与第二NPN三极管的基极 连。
24、接；第二电压比较器的输出端与第十四电阻的第一端连接，第十四电阻的第二端连接于 第十三电阻和第十五电阻之间；第二NPN三极管的集电极与第二二极管的阴极连接，其发 射极接地；第二NPN三极管的基极还经第十六电阻接地；第二二极管的阴极还经第十七电 阻与第三电解电容的正极连接，第三电解电容的负极接地；第二二极管的阳极与给定电流 输出端连接。 说 明 书CN 103990891 A 3/10页 7 0019 优选地，所述热引弧电路包括第二工作电压输入端、热引弧电流输出端、第十八电 阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第三NPN三极管、第四NPN三极管、第二稳压二 极管、第三二极管、第四电解电容；其。
25、中， 0020 第十八电阻的第一端与所述电压采集电路的电压采集输出端连接，其第二端与第 二稳压二极管的阴极连接；第二稳压二极管的阳极与第三NPN三极管的基极连接，且经第 十九电阻接地；第三NPN三极管的集电极与第四NPN三极管的基极连接，且经第二十电阻 与第二工作电压输入端连接，第四NPN三极管的集电极与第三二极管的阳极连接，且经第 二十一电阻与第二工作电压输入端连接；第三NPN三极管的发射极和第四NPN三极管的发 射极均接地；第三二极管的阴极经第二十二电阻与热引弧电流输出端连接；第四电解电容 的正极与第三二极管的阴极连接，其负极接地。 0021 优选地，所述推力电流电路包括第三工作电压输入端。
26、、推力电流输出端、第二十三 电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第四电容、第四二极管、第三稳压二极 管、第三电压比较器；其中， 0022 第二十五电阻的第一端与所述电压采集电路的电压采集输出端连接，其第二端与 第三电压比较器的反相输入端连接，且与第三稳压二极管的阳极连接；第二十四电阻的第 一端与第三电压比较器的反相输入端连接，其第二端经第四电容与第三电压比较器的输出 端连接；第三电压比较器的反相输入端还经第二十六电阻与第三工作电压输入端连接；第 三电压比较器的正相输入端接地；第三电压比较器的输出端还与第四二极管的阳极连接， 第四二极管的阴极经第二十三电阻与推力电流输出端连接。 00。
27、23 优选地，所述驱动电路包括第四工作电压输入端、电流信号输入端、电流控制器、 第五NPN三极管、第六NPN三极管、第一PNP三极管、第二PNP三极管、第二十七电阻、第 二十八电阻、第二十九电阻、第三十电阻、第四稳压二极管、第五稳压二极管、第五电容、第 六电容、第五二极管、第六二极管、第一PWM驱动信号输出端、第二PWM驱动信号输出端、第 三PWM驱动信号输出端及第四PWM驱动信号输出端；所述电流控制器的型号为SG3525；其 中， 0024 电流控制器的第2脚与所述电流信号输入端连接，所述电流信号输入端分别与 所述给定电流输出端、所述热引弧电流输出端及所述推力电流输出端连接；电流控制器的 第。
28、11脚分别与第五NPN三极管及第一PNP三极管的基极连接；第五NPN三极管集电极及 第六NPN三极管的集电极与第一工作电压输入端连接，第五NPN三极管的发射极与第四稳 压二极管的阳极连接，且经第二十七电阻分别与第一PNP三极管的发射极及第二PWM驱动 信号输出端连接；第四稳压二极管的阴极与第一PWM驱动信号输出端连接；第一PNP三极 管的集电极接地；第六NPN三极管的基极与第二PNP三极管的基极连接，且与电流控制器 SG3525的第14脚连接；第二PNP三极管的集电极接地，其发射极与第四PWM驱动信号输出 端连接，且经第二十八电阻与第六NPN三极管的发射极连接；第六NPN三极管的发射极还与 第。
29、五稳压二极管的阳极连接；第五稳压二极管的阴极与第三PWM驱动信号输出端连接；第 五二极管的阳极与第四工作电压输入端连接，其阴极经第二十九电阻与第四稳压二极管的 阴极连接；第五电容连接于第四稳压二极管的阳极和阴极之间；第六二极管的阳极与第四 工作电压输入端连接，其阴极经第三十电阻与第五稳压二极管的阴极连接；第六电容连接 于第五稳压二极管的阳极和阴极之间。 说 明 书CN 103990891 A 4/10页 8 0025 本发明还提出一种逆变弧焊电源，所述逆变弧焊电源包括电流控制电路，所述电 流控制电路包括电压采集电路、电流给定控制电路、热引弧电路、推力电流电路及驱动电 路，其中， 0026 所述。
30、电压采集电路，用于采集逆变弧焊电源的输出电压； 0027 所述电流给定控制电路，用于当所述电压采集电路采集到的电压小于第一预设电 压或大于第二预设电压时，输出一预设给定电流； 0028 所述热引弧电路，用于当所述电压采集电路采集到的电压大于第二预设电压范围 时，输出一预设热引弧电流； 0029 所述推力电流电路，用于当所述电压采集电路采集到的电压大于第一预设电压且 小于第三预设电压时，输出一预设推力电流； 0030 所述驱动电路，用于根据所述电流给定控制电路、热引弧电路及推力电流电路所 输出的电流，输出相应的PWM驱动信号，以驱动所述逆变弧焊电源中各IGBT管的导通与关 断。 0031 本发明。
31、提出的逆变弧焊电源的电流控制电路，包括电压采集电路、电流给定控制 电路、热引弧电路、推力电流电路及驱动电路。其中，电压采集电路用于采集逆变弧焊电源 的输出电压；电流给定控制电路用于当电压采集电路采集到的电压小于第一预设电压或大 于第二预设电压时，输出一预设给定电流；热引弧电路用于当电压采集电路采集到的电压 大于第二预设电压范围时，输出一预设热引弧电流；推力电流电路用于当电压采集电路采 集到的电压大于第一预设电压且小于第三预设电压时，输出一预设推力电流；驱动电路用 于根据电流给定控制电路、热引弧电路及推力电流电路所输出的电流，输出相应的PWM驱 动信号，以驱动逆变弧焊电源的逆变电路中的各IGBT。
32、管的导通与关断。本发明提出的该电 流控制电路应用于逆变弧焊电源，在焊接纤维素焊条时，具有起弧容易、不易粘焊条、不易 断弧及焊缝成型美观等优点。 附图说明 0032 图1是本发明逆变弧焊电源的电流控制电路的电路结构框图； 0033 图2是本发明逆变弧焊电源的电流控制电路中的电压采集电路的电路结构图； 0034 图3是本发明逆变弧焊电源的电流控制电路中的电流给定控制电路的电路结构 图； 0035 图4是本发明逆变弧焊电源的电流控制电路中的热引弧电路的电路结构图； 0036 图5是本发明逆变弧焊电源的电流控制电路中的推力电流电路的电路结构图； 0037 图6是本发明逆变弧焊电源的电流控制电路中的驱动。
33、电路的电路结构图。 0038 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。 具体实施方式 0039 应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 0040 本发明提出一种逆变弧焊电源的电流控制电路。图1是本发明逆变弧焊电源的电 流控制电路的电路结构框图。 0041 参照图1，本实施例中的逆变弧焊电源包括用于将直流电源转换成交流电源的逆 说 明 书CN 103990891 A 5/10页 9 变电路200，逆变电路中包括第一IGBT管201、第二IGBT管202、第三IGBT管203及第四 IGBT管204。而本实施例提出的逆变弧焊电源的电流控。
34、制电路100包括电压采集电路101、 电流给定控制电路102、热引弧电路103、推力电流电路104及驱动电路105。 0042 其中，电压采集电路101的电压采集输入端包括正极和负极，该电压采集输入端 的正极和负极与逆变弧焊电源的输出端的正极和负极（图未示）对应连接，电压采集电路 101的电压采集输出端分别与电流给定控制电路102、热引弧电路103及推力电流电路104 的输入端连接；驱动电路105的输入端分别与电流给定控制电路102、热引弧电路103及推 力电流电路104的输出端连接，驱动电路105的输出端分别与变弧焊电源中逆变电路200 中的第一IGBT管201、第二IGBT管202、第三I。
35、GBT管203及第四IGBT管204连接。 0043 具体地，上述电压采集电路101，用于采集逆变弧焊电源的输出电压； 0044 上述电流给定控制电路102，用于当电压采集电路101采集到的电压小于第一预 设电压或大于第二预设电压时，输出一预设给定电流； 0045 上述热引弧电路103，用于当电压采集电路101采集到的电压大于第二预设电压 时，输出一预设热引弧电流； 0046 上述推力电流电路104，用于当电压采集电路101采集到的电压大于第一预设电 压且小于第三预设电压时，输出一预设推力电流； 0047 上述驱动电路105，用于根据电流给定控制电路102所输出的预设给定电流、热引 弧电路10。
36、3所输出的预设热引弧电流及推力电流电路104所输出的预设推力电流，输出相 应的PWM驱动信号，以驱动逆变电路200中第一IGBT管201、第二IGBT管202、第三IGBT 管203及第四IGBT管204的导通与关断。 0048 本实施例中，第一预设电压为5V，第二预设电压为50V，第三预设电压为15V，预设 给定电流为50A，预设热引弧电流为200A，预设推力电流为100A。即本实施例中，当电压采 集电路101采集到的电压小于5V或大于50V时，电流给定控制电路102将输出50A的给定 电流；当电压采集电路101采集到的电压大于50V时，热引弧电路103将输出200A的热引 弧电流；当电压采。
37、集电路101采集到的电压大于5V且小于15V时，推力电流电路104将输 出100A的推力电流。因此，本实施例提出的逆变弧焊电源的电流控制电路，能够根据逆变 弧焊电源所输出的电压的不同，输出不同的电流至驱动电路105，驱动电路105根据其接收 到的电流，输出相应的PWM驱动信号，以驱动逆变电路200中第一IGBT管201、第二IGBT管 202、第三IGBT管203及第四IGBT管204的导通与关断。根据上面所述，本实施例提出的 逆变弧焊电源的电流控制电路能够根据逆变弧焊电源所输出的电压来实时控制电流，从而 能够提高逆变弧焊电源在焊接纤维素焊条时的动态特性。 0049 图2是本发明逆变弧焊电源的。
38、电流控制电路中的电压采集电路的电路结构图。 0050 一并参照图1和图2，本发明逆变弧焊电源的电流控制电路100中的电压采集电路 101包括电压采集输入端1011、电压采集输出端1012、第一工作电压输入端1013、线性稳压 电路1014、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第七电阻R7、 第八电阻R8、第九电阻R9、第一电解电容E1、第一二极管D1、运算放大器U1、运算放大器U2 及光耦OC。其中，运算放大器U1的型号为CA3140，运算放大器U2的型号为LM324，光耦OC 的型号为HCNR200，本实施例中的第八电阻R8为滑动变阻器。 0051 具体地，。
39、第一电阻R1的第一端与电压采集输入端1011的正极（+）连接，第一电阻 说 明 书CN 103990891 A 6/10页 10 R1的第二端经第二电阻R2与运算放大器U1的第3脚连接，且与第三电阻R3的第一端连 接，第三电阻R3的第二端与电压采集输入端1011的负极（-）连接，电压采集输入端1011的 正极（+）还经第四电阻R4与第一二极管D1的阳极连接；第一电解电容E1的正极与第一二 极管D1的阴极连接，第一电解电容E1的负极与电压采集输入端1011的负极（-）连接；运 算放大器U1的第2脚与其第4脚连接，且与电压采集输入端1011的负极（-）及光耦OC的 第4脚连接，运算放大器U1的第6。
40、脚与光耦OC的第2脚连接；光耦OC的第1脚经第五电 阻R5与电压采集输入端1011的负极（-）连接，光耦OC的第5脚与运算放大器U2的同相 输入端连接，且经第九电阻R9接地，光耦OC的第6脚与第一工作电压输入端1013连接，光 耦OC的第4脚还经第七电阻R7与第八电阻R8的第一端连接，第八电阻R8的第二端与电 压采集输入端1011的负极（-）连接；运算放大器U2的反相输入端与其输出端连接，且与电 压采集输出端1012连接；线性稳压电路1014的输入端与第一电解电容E1的正极连接，线 性稳压电路1014的输出端分别与运算放大器U1的第7脚（即运算放大器U1的供电电源输 入端）及光耦OC的第3脚连。
41、接。 0052 本实施例中，上述线性稳压电路1014包括第六电阻R6、第一稳压二极管D11、第一 NPN三极管Q1及第二电解电容E2。具体地，第一NPN三极管Q1的集电极与第一电解电容 E1的正极连接，且经第六电阻R6与其基极连接，第一NPN三极管Q1的发射极与第二电解电 容E2的正极连接，第一NPN三极管Q1的基极还与第一稳压二极管D11的阴极连接；第一稳 压二极管D11的阳极与第二电解电容E2的负极连接，且与电压采集输入端1011的负极（-） 连接。 0053 并且，本实施例中的电压采集电路101还包括第一电容C1、第二电容C2及第三电 容C3。具体地，第一电容C1与第三电阻R3并联；第二。
42、电容C2连接于运算放大器U1的第 6脚和电压采集输入端1011的负极（-）之间；第三电容C3连接于第二电解电容E2的正极 和电压采集输入端1011的负极（-）之间。 0054 本实施例中，第一工作电压输入端1013的电压为15V，电压采集电路101中电压采 集输入端1011所采集到的逆变弧焊电源的输出电压通过由第一电阻R1、第二电阻R2及第 三电阻R3所组成的分压电路后输入到运算放大器U1（CA3140）的第3脚，运算放大器U1 （CA3140）输出的电压信号（即第6脚信号）通过光耦OC（HCNR200）隔离后输入到运算放大 器U2（LM324）的同相输入端，然后再从运算放大器U2（LM324。
43、）的输出端输出至电流给定控 制电路102、热引弧电路103、推力电流电路104的输入端。图中UF即为电压采集电路101 所采集到的电压信号。本实施例中，运算放大器U1的供电电源由线性稳压电路1014提供。 0055 图3是本发明逆变弧焊电源的电流控制电路中的电流给定控制电路的电路结构 图。 0056 一并参照图1、图2和图3，本发明逆变弧焊电源的电流控制电路100中的电流 给定控制电路102包括给定电流输出端1021、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻 R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第 二NPN三极管Q2、第一电压比。
44、较器U3、第二电压比较器U4、第二二极管D2及第三电解电容 E3。本实施例中，第一电压比较器U3及第二电压比较器U4的型号均为LM324。 0057 具体地，第十电阻R10的第一端与图2中的第一工作电压输入端1013连接，第十 电阻R10的第二端与第一电压比较器U3的反相输入端连接，且经第十一电阻R11与第二电 说 明 书CN 103990891 A 10 7/10页 11 压比较器U4的正相输入端连接；第二电压比较器U4的正相输入端还经第十二电阻R12接 地；第一电压比较器U3的正相输入端与第二电压比较器U4的反相输入端连接，且与图2中 电压采集电路101的电压采集输出端1012连接；第一电。
45、压比较器U3的输出端经第十三电 阻R13与第十五电阻R15的第一端连接，第十五电阻R15的第二端与第二NPN三极管Q2的 基极连接；第二电压比较器U4的输出端与第十四电阻R14的第一端连接，第十四电阻R14 的第二端连接于第十三电阻R13和第十五电阻R15之间；第二NPN三极管Q2的集电极与第 二二极管D2的阴极连接，第二NPN三极管Q2的发射极接地；第二NPN三极管Q2的基极还 经第十六电阻R16接地；第二二极管D2的阴极还经第十七电阻R17与第三电解电容E3的 正极连接，第三电解电容E3的负极接地；第二二极管D2的阳极与给定电流输出端1021连 接。 0058 本实施例中，第一工作电压输入。
46、端1013的电压（+15V）经过第十电阻R10、第十一 电阻R11及第十二电阻R12的分压后，提供两个阀值电压，本实施例通过选择适当阻值的第 十电阻R10、第十一电阻R11及第十二电阻R12，提供的上述两个阀值电压为5V和50V。电 流给定控制电路102的输入端的信号（即电压采集电路101所采集到电压信号UF），与该两 个阀值电压进行比较，当电压采集电路101所采集到电压信号UF大于50V时，则第一电压 比较器U3的输出端将输出高电位信号，或者，当电压采集电路101所采集到电压信号UF小 于5V时，则第二电压比较器U4的输出端将输出高电位信号，当第一电压比较器U3的输出 高电位信号时或第二电压。
47、比较器U4的输出高电位信号时，第二NPN三极管Q2将导通，然 后再通过第二二极管D2将给定电流CONTROL IG.拉低。本实施例中，该给定电流CONTROL IG.为50A。 0059 图4是本发明逆变弧焊电源的电流控制电路中的热引弧电路的电路结构图。 0060 一并参照图1、图2和图4，本发明逆变弧焊电源的电流控制电路100中的热引弧 电路103包括热引弧电流输出端1031、第二工作电压输入端1032、第十八电阻R18、第十九 电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第三NPN三极管Q3、第四NPN三极管Q4、第二 稳压二极管D22、第三二极管D3、第四电解电容E4。 0061 。
48、具体地，第十八电阻R18的第一端与电压采集电路101的电压采集输出端1012连 接，第十八电阻R18的第二端与第二稳压二极管D22的阴极连接；第二稳压二极管D22的阳 极与第三NPN三极管Q3的基极连接，且经第十九电阻R19接地；第三NPN三极管Q3的集电 极与第四NPN三极管Q4的基极连接，且经第二十电阻R20与第二工作电压输入端1032连 接，第四NPN三极管Q4的集电极与第三二极管D3的阳极连接，且经第二十一电阻R21与第 二工作电压输入端1032连接；第三NPN三极管Q3的发射极和第四NPN三极管Q4的发射极 均接地；第三二极管D3的阴极经第二十二电阻R22与热引弧电流输出端1031连。
49、接；第四电 解电容E4的正极与第三二极管D3的阴极连接，第四电解电容E4的负极接地。 0062 本实施例中，由第十八电阻R18、第十九电阻R19及第二稳压二极管D22组成的分 压电路对热引弧电路103的输入端的信号（即电压采集电路101所采集到电压信号UF）进 行分压。本实施例中，当电压采集电路101所采集到电压信号UF高于50V时，第三NPN三极 管Q3导通，从而拉低了第四NPN三极管Q4的基极电压，从而使得第二工作电压输入端1032 的5V电源低压通过第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第三二极管D3及第四电解电容 E4，再从热引弧电流输出端1031输出热引弧电流HOT IG，本实施例中，该热引弧电流HOT IG 说 明 书CN 103990891 A 11 8/10页 12 为200A。即本实施例中，当电压采集电路101所采集到电压信号UF高于50V时，且在纤维 素焊条刚接触工件时,热引弧电路103将输出一个200A的热引弧电流，其中，热引弧的时 间T由第二十二电阻R22的阻值和第四电解电容E4的容值决定，具体公式为T=R22。