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申请/专利权人：华南理工大学

摘要：本发明提供了一种快频脉冲TIG焊接电源高低频能量变换与复合电路，其特征在于：包括工频整流滤波电路、脉冲电流主电路、基值电流主电路、高频电流调制电路和控制电路；脉冲电流主电路包括依次连接的SiC全桥逆变换流模块一、高频变压模块一和SiC整流平滑模块一；基值电流主电路包括依次连接的SiC全桥逆变换流模块二、高频变压模块二和SiC整流平滑模块二；工频整流滤波电路分别与SiC全桥逆变换流模块一和SiC全桥逆变换流模块二连接。该电路逆变频率高，损耗低，可稳定输出20kHz及以上规整快频脉冲电流波形，有利于提高电弧控制效果，使波形规整稳定不失真。

主权项：1.一种快频脉冲TIG焊接电源高低频能量变换与复合电路，其特征在于：包括工频整流滤波电路、脉冲电流主电路、基值电流主电路、高频电流调制电路和控制电路；工频整流滤波电路与三相交流输入电源连接；所述脉冲电流主电路包括依次连接的SiC全桥逆变换流模块一、高频变压模块一和SiC整流平滑模块一；所述基值电流主电路包括依次连接的SiC全桥逆变换流模块二、高频变压模块二和SiC整流平滑模块二；工频整流滤波电路分别与SiC全桥逆变换流模块一和SiC全桥逆变换流模块二连接；所述高频电流调制电路包括依次连接的高频调制模块和防反灌模块；其中，高频调制模块与所述SiC整流平滑模块一连接，防反灌模块与外部电弧负载连接；所述SiC整流平滑模块二与外部电弧负载连接；所述SiC全桥逆变换流模块一包括SiC功率开关管M101、SiC功率开关管M102、SiC功率开关管M103和SiC功率开关管M104；所述高频变压模块一包括高频变压器一T101；所述SiC功率开关管M101、SiC功率开关管M102、SiC功率开关管M103和SiC功率开关管M104组成全桥逆变电路，之后通过隔直电容C109与高频变压器一T101的初级连接；所述SiC功率开关管M101、SiC功率开关管M102、SiC功率开关管M103和SiC功率开关管M104分别并联有RC吸收电路一；所述SiC整流平滑模块一包括整流二极管VD101、整流二极管VD102和电感L101；高频变压器一T101的次级第一输出端通过依次连接的整流二极管VD101和整流二极管VD102与高频变压器一T101的次级第三输出端连接；整流二极管VD101和整流二极管VD102的连接处与电感L101的一端连接；电感L101的另一端与高频变压器一T101的次级第二输出端分别作为脉冲电流主电路的输出端来与高频调制模块连接；所述高频调制模块包括调制开关管IGBTQ202和调制开关管IGBTQ201；所述防反灌模块包括整流二极管VD201；所述调制开关管IGBTQ201并联在所述SiC整流平滑模块一上；SiC整流平滑模块一通过依次连接的调制开关管IGBTQ202和整流二极管VD201与外部电弧负载连接；两路互补无死区的PWM信号控制调制开关管IGBTQ201与调制开关管IGBTQ202；所述调制开关管IGBTQ202并联有尖峰电压吸收模块一；调制开关管IGBTQ201并联有尖峰电压吸收模块二；所述尖峰电压吸收模块一包括电容C202、电阻R202、二极管D204和二极管D203；电阻R202和电容C202并联后与二极管D204串联形成的电路并联到调制开关管IGBTQ202上；二极管D203并联在调制开关管IGBTQ202上；电阻R202和电容C202的连接处与二极管D204的正极连接，调制开关管IGBTQ202和整流二极管VD201的连接处与二极管D204的负极连接；所述尖峰电压吸收模块二包括电容C201、电阻R201、二极管D202和二极管D201；电阻R201和二极管D202并联后与电容C201串联形成的电路并联到调制开关管IGBTQ201上；二极管D201并联在调制开关管IGBTQ201上。

全文数据：快频脉冲TIG焊接电源高低频能量变换与复合电路技术领域本发明涉及焊接设备技术领域，更具体地说，涉及一种快频脉冲TIG焊接电源高低频能量变换与复合电路。背景技术脉冲TIG焊接以电弧稳定、零飞溅、焊接质量高、可焊金属范围广的优势受到广泛应用，但是传统脉冲TIG焊接由于脉冲频率较低，电弧能量不集中，热输入量较大，导致了较大的热影响区和粗大的焊缝晶粒，降低焊缝力学性能。针对传统脉冲TIG焊接存在的这些问题，目前提出了一种更为先进的快频脉冲TIG焊接方法。由于快频脉冲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会对电弧进行收缩，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。近年来，快频脉冲TIG焊接技术成为国内脉冲TIG焊接领域的研究重点。在快频脉冲TIG焊接系统中，快频脉冲TIG焊接电源为电弧提供能量，焊接电源的性能至关重要。然而，国内的TIG焊接电源设备的工业化水平同发达国家之间还存在较大的差距，电源的功率器件大多采用IGBT，但由于IGBT自身结构的因素导致在关断后产生拖尾电流，其开关损耗较大，制约了电路的逆变频率，一般为20kHz，这使得整机尺寸过大且控制精度较低。另一方面，快频脉冲TIG焊技术由于加入了高频电流的调制，会对焊接电源产生的强烈电磁干扰，特别是对功率半导体器件的影响更甚，从而极易出现焊接电流不稳定不规整、高频段电弧控制效果差的问题。因此，诸多因素限制了快频脉冲TIG焊接技术在国内的推广应用。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逆变频率高、损耗低、可稳定输出20kHz及以上规整快频脉冲电流波形、有利于提高电弧控制效果、使波形规整稳定不失真的快频脉冲TIG焊接电源高低频能量变换与复合电路。为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种快频脉冲TIG焊接电源高低频能量变换与复合电路，其特征在于：包括工频整流滤波电路、脉冲电流主电路、基值电流主电路、高频电流调制电路和控制电路；工频整流滤波电路与三相交流输入电源连接；所述脉冲电流主电路包括依次连接的SiC全桥逆变换流模块一、高频变压模块一和SiC整流平滑模块一；所述基值电流主电路包括依次连接的SiC全桥逆变换流模块二、高频变压模块二和SiC整流平滑模块二；工频整流滤波电路分别与SiC全桥逆变换流模块一和SiC全桥逆变换流模块二连接；所述高频电流调制电路包括依次连接的高频调制模块和防反灌模块；其中，高频调制模块与所述SiC整流平滑模块一连接，防反灌模块与外部电弧负载连接；所述SiC整流平滑模块二与外部电弧负载连接。优选地，所述SiC全桥逆变换流模块一包括SiC功率开关管M101、SiC功率开关管M102、SiC功率开关管M103和SiC功率开关管M104；所述高频变压模块一包括高频变压器一T101；所述SiC功率开关管M101、SiC功率开关管M102、SiC功率开关管M103和SiC功率开关管M104组成全桥逆变电路，之后通过隔直电容C109与高频变压器一T101的初级连接；所述SiC功率开关管M101、SiC功率开关管M102、SiC功率开关管M103和SiC功率开关管M104分别并联有RC吸收电路一；所述SiC整流平滑模块一包括整流二极管VD101、整流二极管VD102和电感L101；高频变压器一T101的次级第一输出端通过依次连接的整流二极管VD101和整流二极管VD102与高频变压器一T101的次级第三输出端连接；整流二极管VD101和整流二极管VD102的连接处与电感L101的一端连接；电感L101的另一端与高频变压器一T101的次级第二输出端分别作为脉冲电流主电路的输出端来与高频调制模块连接。在脉冲电流主电路中，交流输入电源接入工频整流滤波电路转换成平滑的直流电；直流电经由SiC功率开关管M101、SiC功率开关管M102、SiC功率开关管M103和SiC功率开关管M104构成的全桥逆变电路，两路互补带死区的PWM信号控制对角的两个SiC功率开关管同时高频开通或者关断，将直流电转换为高频交流电；之后经过高频变压器一T101进行电气隔离、变压和功率传递；经过SiC整流平滑模块一转变成低压平滑的直流电输出到高频电流调制电路。优选地，所述的SiC功率开关管M101、SiC功率开关管M102、SiC功率开关管M103和SiC功率开关管M104组成全桥逆变电路，之后通过隔直电容C109与高频变压模块一的初级连接；所述SiC功率开关管M101、SiC功率开关管M102、SiC功率开关管M103和SiC功率开关管M104分别并联有RC吸收电路一，是指：还包括电容C101、电容C102、电容C103、电容C104、电容C109、电阻R101、电阻R102、电阻R103和电阻R104；SiC功率开关管M101和SiC功率开关管M103串联后，与SiC功率开关管M102和SiC功率开关管M104串联形成的电路一起并联到工频整流滤波电路上；电容C101和电阻R101串联后并联到SiC功率开关管M101上；电容C102和电阻R102串联后并联到SiC功率开关管M102上；电容C103和电阻R103串联后并联到SiC功率开关管M103上；电容C104和电阻R104串联后并联到SiC功率开关管M104上；所述SiC功率开关管M101与SiC功率开关管M103的连接处与电容C109串联后与高频变压模块一的初级第一输入端连接；所述SiC功率开关管M102与SiC功率开关管M104的连接处与高频变压模块一的初级第二输入端连接。优选地，所述SiC功率开关管M101还并联有二极管D101；SiC功率开关管M102还并联有二极管D102；SiC功率开关管M103还并联有二极管D103；SiC功率开关管M104还并联有二极管D104。优选地，所述SiC全桥逆变换流模块二的电路结构与SiC全桥逆变换流模块一相同；高频变压模块二的电路结构与高频变压模块一相同；SiC整流平滑模块二的电路结构与SiC整流平滑模块一相同。基值电流主电路的结构和原理与脉冲电流主电路相同，仅控制方式不同，控制方式可采用现有方式。优选地，所述高频调制模块包括调制开关管IGBTQ202和调制开关管IGBTQ201；所述防反灌模块包括整流二极管VD201；所述调制开关管IGBTQ201并联在所述SiC整流平滑模块一上；SiC整流平滑模块一通过依次连接的调制开关管IGBTQ202和整流二极管VD201与外部电弧负载连接；所述调制开关管IGBTQ202并联有尖峰电压吸收模块一；调制开关管IGBTQ201并联有尖峰电压吸收模块二。优选地，所述尖峰电压吸收模块一包括电容C202、电阻R202、二极管D204和二极管D203；电阻R202和电容C202并联后与二极管D204串联形成的电路并联到调制开关管IGBTQ202上；二极管D203并联在调制开关管IGBTQ202上；所述尖峰电压吸收模块二包括电容C201、电阻R201、二极管D202和二极管D201；电阻R201和二极管D202并联后与电容C201串联形成的电路并联到调制开关管IGBTQ201上；二极管D201并联在调制开关管IGBTQ201上。在高频电流调制电路中，由脉冲电流主电路输出的低压直流电输入到调制开关管IGBTQ201与调制开关管IGBTQ202构成的高频调制模块，两路互补无死区的PWM信号控制调制开关管IGBTQ201与调制开关管IGBTQ202以20kHz或更高的频率交替开通关断，将直流电转换为高频电流，经过防反灌模块后与基值电流主电路输出的低压直流电叠加，叠加产生的快频脉冲电流输出到外部电弧负载；尖峰电压吸收模块一和尖峰电压吸收模块二对调制高频电流过程产生的尖峰电压进行吸收；整流二极管VD201防止基值电流主电路输出的直流电通过高频电流调制电路内阻反灌回脉冲电流主电路，避免影响电源的精确输出控制。本发明为逆变式直流、脉冲TIG焊接电源能量变换与复合电路，输出电流既可以是快频脉冲电流，也可以是普通脉冲电流和直流电流。SiC功率开关管按照预设的时序快速导通与关闭，实现高频直流交流转变；高频调制模块的两个调制开关管IGBT以20kHz或更高的频率交替开关，实现高频脉冲电流的调制；在快频脉冲TIG焊接电源中，两路并联的脉冲电流主电路和基值电流主电路的输出电压电流采样反馈独立控制；通过在脉冲电流主电路和基值电流主电路的输出端分别采集输出电流电压并进行信号调理，与预设值进行比较之后，改变SiC功率开关管的导通与关断时间，实现占空比调节，获得所需的波形输出，完成闭环控制。相比现有快频TIG焊接电源技术，本发明采用基于SiC的新一代电力电子功率器件，提高逆变频率至200kHz，提高焊接电流控制精度，加强高频段电弧控制效果，稳定输出规整的快频脉冲电流。此外，采用SiC功率开关管研制的快频脉冲TIG焊接电源，由于超高逆变频率，使得变压器的体积和质量得到大幅减小；同时，由于SiC功率开关管开关速度快，开关损耗极低，实现超高频开关状态工作，采用铁损极小的磁芯材料即可，可进一步缩小变压器等磁性器件的体积和重量，降低磁性损耗，提高电能转换效率。另一方面，由于逆变频率提高，回路时间变小，能够实现对输出电流电压的高速化、精密化调控，提高在快频脉冲TIG焊接过程中对高频段电弧的控制效果、控制焊接电流波形规整稳定不失真。本发明快频脉冲TIG焊接电源高低频能量变换与复合电路的关键之一在于高频电流调制电路。现有的脉冲电流调制电路常采用单一功率开关管并联在电源输出端的拓扑结构，由于焊接电源电弧负载的阻抗要小于并联IGBT的内阻，因此在并联IGBT导通的同时仍有一部分输出电流流入电弧负载，无法输出规整的快频脉冲电流波形。针对这一问题，本发明中的高频电流调制电路采用互锁型拓扑结构，调制开关管IGBTQ201导通时，输出回路上串联的调制开关管IGBTQ202关断，切断输出电流流入电弧负载的路径。调制开关管IGBTQ201与调制开关管IGBTQ202相互制约，交替开关，确保脉冲电流主电路输出电流全部经由调制开关管IGBTQ201由电源正极流回负极。互锁型拓扑的调制开关管IGBTQ201与调制开关管IGBTQ202以20kHz或更高的频率交替开关，实现高频脉冲电流的调制。与现有技术相比，本发明具有如下优点与有益效果：1、本发明电路的功率开关器件全部采用新一代电力电子器件SiC功率器件，开关频率更高，具有较好的动态响应速度，20kHz频率脉冲电流的动态响应能力可以达到4.7μs；效率高，效率最高达到90.6％，功率达到3500W以上时效率能够保持在90％左右；2、本发明电路有利于加强高频段电弧控制效果，稳定输出20kHz及以上的规整快频脉冲电流波形，焊接过程中波形规整稳定不失真；3、本发明电路，高频电流调制电路既能够有效地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，结构简单，成本低，可靠性高。附图说明图1是本发明快频脉冲TIG焊接电源高低频能量变换与复合电路的电路框图；图2是本发明快频脉冲TIG焊接电源高低频能量变换与复合电路的整体拓扑结构电路图；图3是本发明快频脉冲TIG焊接电源高低频能量变换与复合电路中脉冲电流主电路的电路图；图4是本发明快频脉冲TIG焊接电源高低频能量变换与复合电路中高频电流调制电路的电路图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。实施例本实施例一种快频脉冲TIG焊接电源高低频能量变换与复合电路，其结构如图1至图4所示；包括工频整流滤波电路、脉冲电流主电路、基值电流主电路、高频电流调制电路和控制电路；工频整流滤波电路与三相交流输入电源连接。脉冲电流主电路包括依次连接的SiC全桥逆变换流模块一、高频变压模块一和SiC整流平滑模块一；所述基值电流主电路包括依次连接的SiC全桥逆变换流模块二、高频变压模块二和SiC整流平滑模块二；工频整流滤波电路分别与SiC全桥逆变换流模块一和SiC全桥逆变换流模块二连接。高频电流调制电路包括依次连接的高频调制模块和防反灌模块；其中，高频调制模块与所述SiC整流平滑模块一连接，防反灌模块与外部电弧负载连接；所述SiC整流平滑模块二与外部电弧负载连接。SiC全桥逆变换流模块一包括SiC功率开关管M101、SiC功率开关管M102、SiC功率开关管M103和SiC功率开关管M104；所述高频变压模块一包括高频变压器一T101；所述SiC功率开关管M101、SiC功率开关管M102、SiC功率开关管M103和SiC功率开关管M104组成全桥逆变电路，之后通过隔直电容C109与高频变压器一T101的初级连接；所述SiC功率开关管M101、SiC功率开关管M102、SiC功率开关管M103和SiC功率开关管M104分别并联有RC吸收电路一；SiC整流平滑模块一包括整流二极管VD101、整流二极管VD102和电感L101；高频变压器一T101的次级第一输出端通过依次连接的整流二极管VD101和整流二极管VD102与高频变压器一T101的次级第三输出端连接；整流二极管VD101和整流二极管VD102的连接处与电感L101的一端连接；电感L101的另一端与高频变压器一T101的次级第二输出端分别作为脉冲电流主电路的输出端来与高频调制模块连接。具体地说，SiC全桥逆变换流模块一还包括电容C101、电容C102、电容C103、电容C104、电容C109、电阻R101、电阻R102、电阻R103和电阻R104；SiC功率开关管M101和SiC功率开关管M103串联后，与SiC功率开关管M102和SiC功率开关管M104串联形成的电路一起并联到工频整流滤波电路上；电容C101和电阻R101串联后并联到SiC功率开关管M101上；电容C102和电阻R102串联后并联到SiC功率开关管M102上；电容C103和电阻R103串联后并联到SiC功率开关管M103上；电容C104和电阻R104串联后并联到SiC功率开关管M104上；所述SiC功率开关管M101与SiC功率开关管M103的连接处与电容C109串联后与高频变压模块一的初级第一输入端连接；所述SiC功率开关管M102与SiC功率开关管M104的连接处与高频变压模块一的初级第二输入端连接。SiC功率开关管M101还并联有二极管D101；SiC功率开关管M102还并联有二极管D102；SiC功率开关管M103还并联有二极管D103；SiC功率开关管M104还并联有二极管D104。在脉冲电流主电路中，交流输入电源接入工频整流滤波电路转换成平滑的直流电；直流电经由SiC功率开关管M101、SiC功率开关管M102、SiC功率开关管M103和SiC功率开关管M104构成的全桥逆变电路，两路互补带死区的PWM信号控制对角的两个SiC功率开关管同时高频开通或者关断，将直流电转换为高频交流电；之后经过高频变压器一T101进行电气隔离、变压和功率传递；经过SiC整流平滑模块一转变成低压平滑的直流电输出到高频电流调制电路。SiC全桥逆变换流模块一中的SiC功率开关管M101、SiC功率开关管M102、SiC功率开关管M103和SiC功率开关管M104分别与SiC驱动模块连接，SiC驱动模块与控制模块连接，以实现SiC功率开关管M101、SiC功率开关管M102、SiC功率开关管M103和SiC功率开关管M104分别按预设时序实现快速导通与关闭。SiC驱动模块和控制模块可采用现有技术，例如SiC驱动模块采用中国发明专利申请《基于DSC的全数字SiC逆变式多功能氩弧焊电源》公开号：106392262B中详细公开的SiC高频驱动模块。SiC全桥逆变换流模块二的电路结构与SiC全桥逆变换流模块一相同；高频变压模块二的电路结构与高频变压模块一相同；SiC整流平滑模块二的电路结构与SiC整流平滑模块一相同。基值电流主电路的结构和原理与脉冲电流主电路相同。用于驱动SiC全桥逆变换流模块二中SiC功率开关管的SiC驱动模块也可与用于驱动SiC全桥逆变换流模块一中SiC功率开关管的SiC驱动模块相同；两个驱动模块之间仅仅是输出驱动波形和时序不同；驱动波形和时序可采用现有方式。高频调制模块包括调制开关管IGBTQ202和调制开关管IGBTQ201；所述防反灌模块包括整流二极管VD201；所述调制开关管IGBTQ201并联在所述SiC整流平滑模块一上；SiC整流平滑模块一通过依次连接的调制开关管IGBTQ202和整流二极管VD201与外部电弧负载连接；所述调制开关管IGBTQ202并联有尖峰电压吸收模块一；调制开关管IGBTQ201并联有尖峰电压吸收模块二。尖峰电压吸收模块一包括电容C202、电阻R202、二极管D204和二极管D203；电阻R202和电容C202并联后与二极管D204串联形成的电路并联到调制开关管IGBTQ202上；二极管D203并联在调制开关管IGBTQ202上；所述尖峰电压吸收模块二包括电容C201、电阻R201、二极管D202和二极管D201；电阻R201和二极管D202并联后与电容C201串联形成的电路并联到调制开关管IGBTQ201上；二极管D201并联在调制开关管IGBTQ201上。高频调制模块的调制开关管IGBTQ202和调制开关管IGBTQ201分别与IGBT驱动模块连接，IGBT驱动模块与控制模块连接，以实现调制开关管IGBTQ202和调制开关管IGBTQ201分别按预设时序导通与关闭。IGBT驱动模块可采用现有技术，例如采用中国发明专利申请《多功能数字波控弧焊逆变电源》公开号：103692056B中详细公开的高频逆变驱动模块。在高频电流调制电路中，由脉冲电流主电路输出的低压直流电输入到调制开关管IGBTQ201与调制开关管IGBTQ202构成的高频调制模块，两路互补无死区的PWM信号控制调制开关管IGBTQ201与调制开关管IGBTQ202以20kHz或更高的频率交替开通关断，将直流电转换为高频电流，经过防反灌模块后与基值电流主电路输出的低压直流电叠加，叠加产生的快频脉冲电流输出到外部电弧负载；尖峰电压吸收模块一和尖峰电压吸收模块二对调制高频电流过程产生的尖峰电压进行吸收；整流二极管VD201防止基值电流主电路输出的直流电通过高频电流调制电路内阻反灌回脉冲电流主电路，避免影响电源的精确输出控制。本发明为逆变式直流、脉冲TIG焊接电源能量变换与复合电路，输出电流既可以是快频脉冲电流，也可以是普通脉冲电流和直流电流。SiC功率开关管按照预设的时序快速导通与关闭，实现高频直流交流转变；高频调制模块的两个调制开关管IGBT以20kHz或更高的频率交替开关，实现高频脉冲电流的调制；在快频脉冲TIG焊接电源中，两路并联的脉冲电流主电路和基值电流主电路的输出电压电流采样反馈独立控制；通过在脉冲电流主电路和基值电流主电路的输出端分别采集输出电流电压并进行信号调理，与预设值进行比较之后，改变SiC功率开关管的导通与关断时间，实现占空比调节，获得所需的波形输出，完成闭环控制。相比现有快频TIG焊接电源技术，本发明采用基于SiC的新一代电力电子功率器件，提高逆变频率至200kHz，提高焊接电流控制精度，加强高频段电弧控制效果，稳定输出规整的快频脉冲电流。此外，采用SiC功率开关管研制的快频脉冲TIG焊接电源，由于超高逆变频率，使得变压器的体积和质量得到大幅减小；同时，由于SiC功率开关管开关速度快，开关损耗极低，实现超高频开关状态工作，采用铁损极小的磁芯材料即可，可进一步缩小变压器等磁性器件的体积和重量，降低磁性损耗，提高电能转换效率。另一方面，由于逆变频率提高，回路时间变小，能够实现对输出电流电压的高速化、精密化调控，提高在快频脉冲TIG焊接过程中对高频段电弧的控制效果、控制焊接电流波形规整稳定不失真。本发明快频脉冲TIG焊接电源高低频能量变换与复合电路的关键之一在于高频电流调制电路。现有的脉冲电流调制电路常采用单一功率开关管并联在电源输出端的拓扑结构，由于焊接电源电弧负载的阻抗要小于并联IGBT的内阻，因此在并联IGBT导通的同时仍有一部分输出电流流入电弧负载，无法输出规整的快频脉冲电流波形。针对这一问题，本发明中的高频电流调制电路采用互锁型拓扑结构，调制开关管IGBTQ201导通时，输出回路上串联的调制开关管IGBTQ202关断，切断输出电流流入电弧负载的路径。调制开关管IGBTQ201与调制开关管IGBTQ202相互制约，交替开关，确保脉冲电流主电路输出电流全部经由调制开关管IGBTQ201由电源正极流回负极。互锁型拓扑的调制开关管IGBTQ201与调制开关管IGBTQ202以20kHz或更高的频率交替开关，实现高频脉冲电流的调制。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种快频脉冲TIG焊接电源高低频能量变换与复合电路，其特征在于：包括工频整流滤波电路、脉冲电流主电路、基值电流主电路、高频电流调制电路和控制电路；工频整流滤波电路与三相交流输入电源连接；所述脉冲电流主电路包括依次连接的SiC全桥逆变换流模块一、高频变压模块一和SiC整流平滑模块一；所述基值电流主电路包括依次连接的SiC全桥逆变换流模块二、高频变压模块二和SiC整流平滑模块二；工频整流滤波电路分别与SiC全桥逆变换流模块一和SiC全桥逆变换流模块二连接；所述高频电流调制电路包括依次连接的高频调制模块和防反灌模块；其中，高频调制模块与所述SiC整流平滑模块一连接，防反灌模块与外部电弧负载连接；所述SiC整流平滑模块二与外部电弧负载连接。2.根据权利要求1所述的快频脉冲TIG焊接电源高低频能量变换与复合电路，其特征在于：所述SiC全桥逆变换流模块一包括SiC功率开关管M101、SiC功率开关管M102、SiC功率开关管M103和SiC功率开关管M104；所述高频变压模块一包括高频变压器一T101；所述SiC功率开关管M101、SiC功率开关管M102、SiC功率开关管M103和SiC功率开关管M104组成全桥逆变电路，之后通过隔直电容C109与高频变压器一T101的初级连接；所述SiC功率开关管M101、SiC功率开关管M102、SiC功率开关管M103和SiC功率开关管M104分别并联有RC吸收电路一；所述SiC整流平滑模块一包括整流二极管VD101、整流二极管VD102和电感L101；高频变压器一T101的次级第一输出端通过依次连接的整流二极管VD101和整流二极管VD102与高频变压器一T101的次级第三输出端连接；整流二极管VD101和整流二极管VD102的连接处与电感L101的一端连接；电感L101的另一端与高频变压器一T101的次级第二输出端分别作为脉冲电流主电路的输出端来与高频调制模块连接。3.根据权利要求2所述的快频脉冲TIG焊接电源高低频能量变换与复合电路，其特征在于：所述的SiC功率开关管M101、SiC功率开关管M102、SiC功率开关管M103和SiC功率开关管M104组成全桥逆变电路，之后通过隔直电容C109与高频变压模块一的初级连接；所述SiC功率开关管M101、SiC功率开关管M102、SiC功率开关管M103和SiC功率开关管M104分别并联有RC吸收电路一，是指：还包括电容C101、电容C102、电容C103、电容C104、电容C109、电阻R101、电阻R102、电阻R103和电阻R104；SiC功率开关管M101和SiC功率开关管M103串联后，与SiC功率开关管M102和SiC功率开关管M104串联形成的电路一起并联到工频整流滤波电路上；电容C101和电阻R101串联后并联到SiC功率开关管M101上；电容C102和电阻R102串联后并联到SiC功率开关管M102上；电容C103和电阻R103串联后并联到SiC功率开关管M103上；电容C104和电阻R104串联后并联到SiC功率开关管M104上；所述SiC功率开关管M101与SiC功率开关管M103的连接处与电容C109串联后与高频变压模块一的初级第一输入端连接；所述SiC功率开关管M102与SiC功率开关管M104的连接处与高频变压模块一的初级第二输入端连接。4.根据权利要求2所述的快频脉冲TIG焊接电源高低频能量变换与复合电路，其特征在于：所述SiC功率开关管M101还并联有二极管D101；SiC功率开关管M102还并联有二极管D102；SiC功率开关管M103还并联有二极管D103；SiC功率开关管M104还并联有二极管D104。5.根据权利要求2所述的快频脉冲TIG焊接电源高低频能量变换与复合电路，其特征在于：所述SiC全桥逆变换流模块二的电路结构与SiC全桥逆变换流模块一相同；高频变压模块二的电路结构与高频变压模块一相同；SiC整流平滑模块二的电路结构与SiC整流平滑模块一相同。6.根据权利要求2所述的快频脉冲TIG焊接电源高低频能量变换与复合电路，其特征在于：所述高频调制模块包括调制开关管IGBTQ202和调制开关管IGBTQ201；所述防反灌模块包括整流二极管VD201；所述调制开关管IGBTQ201并联在所述SiC整流平滑模块一上；SiC整流平滑模块一通过依次连接的调制开关管IGBTQ202和整流二极管VD201与外部电弧负载连接；所述调制开关管IGBTQ202并联有尖峰电压吸收模块一；调制开关管IGBTQ201并联有尖峰电压吸收模块二。7.根据权利要求6所述的快频脉冲TIG焊接电源高低频能量变换与复合电路，其特征在于：所述尖峰电压吸收模块一包括电容C202、电阻R202、二极管D204和二极管D203；电阻R202和电容C202并联后与二极管D204串联形成的电路并联到调制开关管IGBTQ202上；二极管D203并联在调制开关管IGBTQ202上；所述尖峰电压吸收模块二包括电容C201、电阻R201、二极管D202和二极管D201；电阻R201和二极管D202并联后与电容C201串联形成的电路并联到调制开关管IGBTQ201上；二极管D201并联在调制开关管IGBTQ201上。

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