[发明专利]用于快频脉冲TIG焊接电源尖峰电压的非对称吸收电路

说明书

本发明提供了一种用于快频脉冲TIG焊接电源尖峰电压的非对称吸收电路，快频脉冲TIG焊接电源包括高频电流调制电路，高频电流调制电路包括串联调制开关管Q101和并联调制开关管Q201；其特征在于：包括并联在串联调制开关管Q101上的吸收模块一和并联在并联调制开关管Q201上的吸收模块二；所述吸收模块一和吸收模块二采用非对称拓扑结构。该非对称吸收电路既能有效吸收高频脉冲电流调制过程产生的尖脉冲过电压，又不会破坏快频脉冲电流基本波形，吸收效果好。

技术领域

本发明涉及焊接设备技术领域，更具体地说，涉及一种用于快频脉冲TIG焊接电源尖峰电压的非对称吸收电路。

背景技术

近年来，快频脉冲TIG焊接技术成为国际上脉冲TIG焊接领域的研究重点。快频脉冲TIG焊加入了高频脉冲电流(20kHz及以上)的调制，快频电流产生的电磁场对电弧进行收缩，形成与等离子弧类似的收缩弧柱状电弧。因此快频脉冲TIG焊能够提高脉冲TIG焊的电弧收缩程度，改善电弧能量密度和提高电弧挺度，细化焊缝晶粒，提高焊缝力学性能。

快频脉冲TIG焊接技术的核心在于能够稳定输出20kHz及以上快频脉冲电流波形的快频脉冲TIG焊接电源。在快频脉冲TIG焊接电源中，高频电流调制电路是实现高频脉冲电流调制的关键。高频电流调制电路通过两个功率开关管交替开通关断，将直流电转换为高频脉冲电流。为了能够在焊接过程中稳定输出电流波形规整不失真的20kHz快频脉冲电流，快频脉冲TIG焊接电源的主电路需要采用电感量相对较大的滤波电感。因此，在两个功率开关管关断时，均产生很大的关断尖峰电压。关断尖峰电压通常导致能量损耗，开关管寿命缩短，甚至导致击穿损坏。该尖峰电压峰值随着输出电流的增大而增大，较高的关断尖峰电压限制了快频脉冲TIG焊接电源输出电流的提高，制约了快频脉冲TIG焊接技术的推广应用。

发明内容

为克服现有技术中的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种用于快频脉冲TIG焊接电源尖峰电压、既能有效吸收高频脉冲电流调制过程产生的尖脉冲过电压、又不会破坏快频脉冲电流基本波形、吸收效果好的非对称吸收电路。

为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种用于快频脉冲TIG焊接电源尖峰电压的非对称吸收电路，快频脉冲TIG焊接电源包括高频电流调制电路，高频电流调制电路包括串联调制开关管Q101和并联调制开关管Q201；其特征在于：包括并联在串联调制开关管Q101上的吸收模块一和并联在并联调制开关管Q201上的吸收模块二；所述吸收模块一和吸收模块二采用非对称拓扑结构。

优选地，所述吸收模块一和吸收模块二采用非对称拓扑结构，是指：吸收模块一包括电阻R101、电容C101和二极管D102；电阻R101和电容C101并联后与二极管D102串联，之后并联到串联调制开关管Q101上；

吸收模块二包括电阻R201、电容C202和二极管D202；电阻R201和二极管D202并联后与电容C201串联，之后并联到调制开关管Q201上。

本发明非对称吸收电路的工作原理是：在快频脉冲TIG焊接电源中，高频电流调制电路内串联调制开关管Q101的吸收模块一和并联调制开关管Q201的吸收模块二，拓扑结构和吸收参数会影响到快频脉冲电流波形形状。因此，吸收模块一和吸收模块二必须在满足吸收尖峰电压的同时不会破坏快频脉冲电流的基本波形。本发明非对称吸收电路综合考虑到快频脉冲电流波形输出的规整，设计出非对称拓扑结构，与快频脉冲电流波形有较好的联动效果，满足吸收高频脉冲电流调制过程产生的尖脉冲过电压并稳定输出规整的快频脉冲电流波形；可通过调整高频调制电路的吸收电路的电阻电容参数实现快频脉冲电流波形的优化。