专利摘要

专利摘要

本发明涉及一种模拟开关电路和逆变电阻焊机次级电流检测系统，其模拟开关电路包括：比较电路、检波电路和电子开关电路；比较电路的输入端用于与罗氏线圈电压信号输出端相连，输出端与检波电路的输入端相连，检波电路的输出端连接电子开关电路的控制端；比较电路将罗氏线圈输出电压信号与预设的比较电压相比，输出控制信号至检波电路；检波电路将控制信号进行检波处理后传输至电子开关电路的控制端，电子开关电路根据处理后的控制信号控制与电子开关电路连接的固定积分电路和可调积分电路切换工作状态。上述的模拟开关电路，可以控制积分电路在积分状态与非积分状态之间切换，有效减少积分电路中的积分电容达到饱和状态，保证了系统稳定性。

权利要求

1.一种模拟开关电路，其特征在于，包括：比较电路、检波电路和电子开关电路；

所述比较电路的输入端用于与罗氏线圈电压信号输出端相连，输出端与所述检波电路的输入端相连，所述检波电路的输出端连接所述电子开关电路的控制端；

所述比较电路将罗氏线圈输出电压信号与预设的比较电压相比，输出控制信号至所述检波电路；所述检波电路将所述控制信号进行检波处理后传输至所述电子开关电路的控制端，所述电子开关电路根据处理后的所述控制信号控制与所述电子开关电路连接的固定积分电路和可调积分电路切换工作状态。

2.根据权利要求1所述的模拟开关电路，其特征在于，所述比较电路包括第一电容、第一电阻、第二电阻、第一运算放大器、第二电容、第三电容、第二运算放大器、第三电阻和第四电阻；

所述第一运算放大器的正向输出端通过所述第一电容与所述罗氏线圈电压信号输出端相连，所述第一运算放大器的负向输入端通过所述第一电阻接地，且通过所述第二电阻与正电源相接；所述第一运算放大器正电源端与正电源相接，且通过所述第二电容接地；所述第一运算放大器负电源端与负电源相接，且通过所述第三电容接地；所述第一运算放大器的输出端连接所述检波电路；

所述第二运算放大器的负向输出端通过所述第一电容与所述罗氏线圈输出电压输入端相连，所述第二运算放大器的正向输入端通过所述第三电阻接地，且通过所述第四电阻与负电源相接；所述第二运算放大器的输出端连接所述检波电路。

3.根据权利要求2所述的模拟开关电路，其特征在于，所述检波电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第四电容、第一二极管和第二二极管；

所述第一二极管的正极连接所述第一运算放大器的输出端，所述第二二极管的正极连接所述第二运算放大器的输出端，所述第二二极管的负极连接所述第一二极管的负极，所述第二二极管的负极和所述第一二极管的负极分别连接所述电子开关电路的控制端；

所述第五电阻的第一端分别连接所述第一运算放大器的输出端、所述第一二极管的正极和所述第七电阻的第一端，所述第五电阻的第二端连接所述第六电阻的第一端；

所述第六电阻的第二端分别连接所述第二运算放大器的输出端、所述第二二极管的正极和所述第八电阻的第二端；

所述第七电阻的第一端分别连接所述第一运算放大器的输出端和所述第一二极管的正极，所述第七电阻的第二端连接所述第八电阻的第一端；

所述第八电阻的第二端分别连接所述第二运算放大器的输出端和所述第二二极管的正极；

所述第五电阻的第二端、所述第六电阻的第一端、所述第七电阻的第二端、所述第八电阻第一端分别连接所述正电源；

所述第九电阻的第一端分别连接所述第一二极管负极、所述第二二极管负极、所述第四电容的第一端和所述电子开关电路的控制端；所述第四电容的第一端分别连接所述第一二极管负极、所述第二二极管负极和所述电子开关电路的控制端；所述第九电阻的第二端和所述第四电容的第二端接地。

4.根据权利要求3所述的模拟开关电路，其特征在于，所述电子开关电路包括开关芯片、第五电容、第六电容、第一开关和第二开关；

所述电子开关电路的控制端为所述开关芯片的高位逻辑编码输入端；所述开关芯片的低位逻辑编码输入端接地；所述开关芯片的正电源端与正电源连接，并通过所述第六电容接地；所述开关芯片的负电源端与负电源连接，并通过所述第五电容接地；所述开关芯片的使能输入端与正电源连接；

所述第一开关分别连接所述开关芯片的第一漏极输出端和所述开关芯片的第一通道源输入端；

所述第二开关分别连接所述开关芯片的第二漏极输出端和所述开关芯片的第二通道源输入端；

所述开关芯片分别通过所述第一开关和所述第二开关连接所述固定积分电路或所述可调积分电路。

5.根据权利要求4所述的模拟开关电路，其特征在于，所述开关芯片为DG408芯片或DG409芯片。

6.一种逆变电阻焊机次级电流检测系统，其特征在于，包括罗氏线圈、固定积分电路、可调积分电路、补偿调理电路以及权利要求1-7任一项所述的模拟开关电路；

所述罗氏线圈的电压输出端分别连接所述固定积分电路和所述模拟开关电路；

所述模拟开关电路分别连接所述固定积分电路和所述可调积分电路；

所述固定积分电路和所述可调积分电路分别连接所述补偿调理电路；

所述可调积分电路的输入端接地；

所述罗氏线圈接收到逆变电阻焊机的原始焊接电流信号，并对所述原始焊接电流信号进行处理，获得输出电压信号；

所述模拟开关电路在检测到所述输出电压信号时，控制所述固定积分电路对所述输出电压信号进行积分，获得原始积分信号，并控制所述可调积分电路对地信号进行积分，获得地积分信号；

所述补偿调理电路对所述原始积分信号和所述地积分信号的差值进行补偿放大微调后，获得逆变电阻焊机的次级电流信号。

7.根据权利要求6逆变电阻焊机次级电流检测系统，其特征在于，所述罗氏线圈的电压输出端分别连接所述固定积分电路和所述比较电路的输入端；

所述比较电路的输出端与所述检波电路的输入端相连，所述检波电路的输出端连接所述电子开关电路的控制端；

所述电子开关电路分别连接所述固定积分电路和所述可调积分电路；

所述固定积分电路和所述可调积分电路分别连接所述补偿调理电路；

所述可调积分电路的输入端接地；

所述罗氏线圈接收到逆变电阻焊机的原始焊接电流信号，并对所述原始焊接电流信号进行处理，获得输出电压信号；

所述比较电路在检测到所述输出电压信号时，将所述输出电压信号与预设的比较电压相比，输出控制信号至所述检波电路；所述检波电路将所述控制信号进行检波处理后传输至所述电子开关电路的控制端，所述电子开关电路根据处理后的所述控制信号控制与所述电子开关电路连接的所述固定积分电路和可调积分电路切换工作状态；

在所述固定积分电路和所述可调积分电路工作时，所述固定积分电路对所述输出电压信号进行积分，获得原始积分信号，所述可调积分电路对地信号进行积分，获得地积分信号；

所述补偿调理电路对所述原始积分信号和所述地积分信号的差值进行补偿放大微调后，获得逆变电阻焊机的次级电流信号。

8.根据权利要求6或7所述的逆变电阻焊机次级电流检测系统，其特征在于，所述补偿调理电路包括补偿电路和信号微调电路，所述补偿电路分别连接所述固定积分电路、所述可调积分电路和所述信号微调电路，所述补偿电路对所述原始积分信号和所述地积分信号的差值进行补偿，获得有效积分信号；所述信号微调电路对所述有效积分信号进行放大微调后，获得逆变电阻焊机的次级电流信号。

9.根据权利要求6或7所述的逆变电阻焊机次级电流检测系统，其特征在于，所述固定积分电路为同向积分电路或反向积分电路。

10.根据权利要求6或7所述的逆变电阻焊机次级电流检测系统，其特征在于，所述可调积分电路为同向积分电路或反向积分电路。

说明书

技术领域

本发明涉及逆变直流电阻焊机焊接电流检测技术领域，特别是涉及一种模拟开关电路和逆变电阻焊机次级电流检测系统。

背景技术

电阻焊作为一种低成本、高生产效率的焊接方法，应用十分广泛。电阻焊机是电阻焊工艺的核心部分，焊接质量直接取决于焊机输出参数规范。逆变电阻焊机输出特性为小电压、大电流，输出电压一般在10V以内，输出电流为几千安培到几十万安培不等。在焊接过程中，常采用恒电流控制方式保证焊接时焊接电流稳定，获得较好的焊接一致性。因此，对焊接电流的检测反馈控制则显得尤为重要。目前，大部分的逆变焊机逆变频率(1kHz～10kHz)为中频，因此也称为中频逆变电阻焊机。中频电阻焊机的电流反馈控制方式有两种，分别为初级电流反馈和次级电流反馈。初级电流反馈控制通过检测到的初级电流推算次级输出焊接电流进行控制，属于间接控制法，然而在实际应用中由于变压器漏感的因素，使得根据初级电流计算得到的焊接电流与实际焊接电流存在较大误差。次级电流反馈控制检测的是次级整流后的实际焊接电流，控制更加准确合理。目前，常用罗氏(Rogowski)线圈调理电路测量交流电流，然而罗氏线圈调理电路用于中频直流焊接电流的测量时存在测量范围内非线性以及单次长时间测量波形严重失真等问题，无法实现对中频焊接电流的测量。

另外，在利用罗氏线圈调理电路进行测量中频直流焊接电流时，主要是利用积分电路对罗氏线圈输出的电压信号进行积分，即可获得中频直流焊接电流。但积分电路持续工作时，会使积分电路中的积分电容达到积分饱和状态，致使积分信号失真，从而导致检测系统无法正常工作，目前，没有相关的装置来控制电积分电路中的积分电容进行快速充放电，以保证检测系统的稳定性。

发明内容

基于此，有必要针对现有的装置无法控制积分电路中的积分电容进行快速充放电，以保证检测系统的稳定性的问题，提供一种模拟开关电路。

一种模拟开关电路，包括：比较电路、检波电路和电子开关电路；

所述比较电路的输入端用于与罗氏线圈电压信号输出端相连，输出端与所述检波电路的输入端相连，所述检波电路的输出端连接所述电子开关电路的控制端；

所述比较电路将罗氏线圈输出电压信号与预设的比较电压相比，输出控制信号至所述检波电路；所述检波电路将所述控制信号进行检波处理后传输至所述电子开关电路的控制端，所述电子开关电路根据处理后的所述控制信号控制与所述电子开关电路连接的固定积分电路和可调积分电路切换工作状态。

本发明中模拟开关电路，通过比较罗氏线圈信号的电压值与比较电路中预设的比较电压值，输出控制信号至检波电路，检波电路将控制信号传输电子开关电路的控制端，电子开关电路根据所述控制信号来控制电子开关电路断开或闭合，来控制与电子开关电路连接的固定积分电路和可调积分电路的工作，可以自动实现积分电路在积分状态(进行工作)与非积分状态(停止工作)之间的切换，有效减少积分电路中的积分电容达到积分饱和状态，保证了系统稳定性并且提高测量准确性。

另外，针对现有的罗氏线圈调理电路用于中频直流焊接电流的测量时存在测量范围内非线性以及单次长时间测量波形严重失真等问题，无法实现对中频焊接电流的测量的问题，提供了一种逆变电阻焊机次级电流检测系统。

一种逆变电阻焊机次级电流检测系统，包括罗氏线圈、固定积分电路、可调积分电路、补偿调理电路以及模拟开关电路，其中所述模拟开关电路包括：比较电路、检波电路和电子开关电路；

所述罗氏线圈的电压输出端分别连接所述固定积分电路和所述模拟开关电路；

所述模拟开关电路分别连接所述固定积分电路和所述可调积分电路；

所述固定积分电路和所述可调积分电路分别连接所述补偿调理电路；

所述可调积分电路的输入端接地；

所述罗氏线圈接收到逆变电阻焊机的原始焊接电流信号，并对所述原始焊接电流信号进行处理，获得输出电压信号；

所述模拟开关电路在检测到所述输出电压信号时，控制所述固定积分电路对所述输出电压信号进行积分，获得原始积分信号，并控制所述可调积分电路对地信号进行积分，获得地积分信号；

所述补偿调理电路对所述原始积分信号和所述地积分信号的差值进行补偿放大微调后，获得逆变电阻焊机的次级电流信号。

本发明中的逆变电阻焊机次级电流检测系统，首先将焊接电流流经罗氏线圈后感应后输出微弱的输出电压信号(即微分信号)，微分信号流经固定积分电路后输出原始积分信号，可调积分电路对地积分，其输出的对地积分信号用于对原始积分信号进行减法补偿，补偿后输出的有效积分信号经放大微调后，获得逆变电阻焊机的次级电流信号。其中固定积分电路和可调积分电路通过模拟开关电路中的电子开关电路实现同步积分，积分电路工作状态取决于罗氏线圈是否有中输出的电压信号输出。当线圈有信号输出时积分电路处于积分状态，否则积分电路处于放电状态。利用上述的逆变电阻焊机次级电流检测系统可以快速实现对逆变电阻焊机次级电流检测，并且准确率高。

附图说明

图1为本发明的模拟开关电路在其中一个实施例中的结构图；

图2为本发明的模拟开关电路在其中一个实施例中的结构图；

图3为本发明的模拟开关电路在其中一个实施例中的结构图；

图4为本发明的模拟开关电路在其中一个实施例中的结构图；

图5为本发明的模拟开关电路在其中一个实施例中的结构图；

图6为本发明的逆变电阻焊机次级电流检测系统在其中一个实施例中的结构图；

图7为本发明的逆变电阻焊机次级电流检测系统中的固定积分电路在其中一个实施例中的结构图；

图8为本发明的逆变电阻焊机次级电流检测系统中的补偿调理电路在其中一个实施例中的结构图；

图9为本发明的逆变电阻焊机次级电流检测系统中测试样机实际输出电流波形图；

图10为本发明的逆变电阻焊机次级电流检测系统中电流输入输出波形在其中一个示例中的波形图；

图11为本发明的逆变电阻焊机次级电流检测系统中电流输入输出波形在其中一个示例中的波形图；

图12为本发明的逆变电阻焊机次级电流检测系统中线性度曲线图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本进行更全面的描述。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。另外，本文中“第一”、“第二”只是为了区分所描述的对象，并不是对对象的限定。

如图1所示，一种模拟开关电路，包括：比较电路100、检波电路200和电子开关电路300；其中比较电路100的输入端用于与罗氏线圈电压信号输出端相连，输出端与检波电路200的输入端相连，检波电路200的输出端连接电子开关电路300的控制端。比较电路100根据罗氏线圈输出电压信号与预设的比较电压相比，输出控制信号至检波电路200。检波电路200将控制信号进行检波处理后传输至电子开关电路300的控制端。电子开关电路300根据处理后的控制信号控制与电子开关电路300连接的固定积分电路和可调积分电路切换工作状态。

罗氏(Rogowski)线圈，又叫电流测量线圈、微分电流传感器，是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈。罗氏输出信号是电流对时间的微分。通过一个对输出的电压信号进行积分的电路，就可以真实还原输入电流。具体地，Rogowski线圈输出电压e(t)与被测电流i(t)的关系如下式：

其中，M为互感系数。由上述可知，Rogowski线圈输出电压与被测电流的微分成正比关系，其比例系数为M。

在本实施例中，所述预设的比较电压可以是一个固定值，也可以是一个变化范围值。电子开关电路300根据处理后的控制信号控制与电子开关电路300连接的固定积分电路和可调积分电路切换工作状态。固定积分电路和可调积分电路切换工作状态通常有两种，即工作(即积分状态)和非工作(非积分状态)两种状态，当固定积分电路和可调积分电路工作时，对输入信号进行积分。

在一种具体的实施例中，当预设的比较电压值是一个固定值时，比较电路100将罗氏线圈输出电压值(即瞬时值)与预设的比较电压值比较，当罗氏线圈输出电压值大于预设的比较电压值时，比较电路200输出控制信号至检波电路200。检波电路200将控制信号处理后传输至电子开关电路300的控制端，控制电子开关电路开启，进而控制与电子开关电路300连接的固定积分电路和可调积分电路启动，进行工作；当罗氏线圈输出电压电压值小于预设的比较电压值时，比较电路200输出控制信号至检波电路200。检波电路200将控制信号处理后传输至电子开关电路300的控制端，控制电子开关电路关闭，进而控制与电子开关电路300连接的固定积分电路和可调积分电路关闭，停止工作。

在一种优选的实施例中，当预设的比较电压是一个变化范围值时，比较电路100将罗氏线圈输出电压值与比较电路200中预设的比较电压值比较，当罗氏线圈输出电压值在预设的比较电压值范围时，比较电路200输出控制信号至检波电路200。检波电路200将控制信号处理后传输至电子开关电路300的控制端，控制电子开关电路开启，进而控制与电子开关电路300连接的固定积分电路和可调积分电路启动，进行工作；当罗氏线圈输出电压值不在预设的比较电压值范围时，比较电路200输出控制信号至检波电路200。检波电路200将控制信号处理后传输至电子开关电路300的控制端，控制电子开关电路关闭，进而控制与电子开关电路300连接的固定积分电路和可调积分电路关闭，停止工作。

本发明中模拟开关电路，通过比较罗氏线圈信号的电压值与比较电路100中预设的比较电压值，输出控制信号至检波电路200，检波电路200将控制信号传输电子开关电路300的控制端，电子开关电路300根据控制信号来控制电子开关电路断开或闭合，来控制与电子开关电路连接的固定积分电路和可调积分电路的工作状态，可以自动实现积分电路在积分状态(进行工作)与非积分状态(停止工作)之间的切换，有效减少积分电路中的积分电容达到积分饱和状态，保证了系统稳定性并且提高测量准确性。

在其中一个实施例中，如图2所示，比较电路100包括第一电容C11、第一电阻R11、第二电阻R12、第一运算放大器U1A、第二电容C12、第三电容C13、第二运算放大器U1B、第三电阻R13和第四电阻R14。第一运算放大器U1A的正向输出端通过第一电容C11与罗氏线圈电压信号(V_i)输出端相连，第一运算放大器U1A的负向输入端通过第一电阻R11接地，且通过第二电阻R12与正电源(+Vcc)相接；第一运算放大器U1A正电源(+Vcc)端与正电源(+Vcc)相接，且通过第二电容C12接地；第一运算放大器U1A负电源(-Vcc)端与负电源(-Vcc)相接，且通过第三电容C13接地；第一运算放大器U1A的输出端连接检波电路200。

第二运算放大器U1B的负向输出端通过第一电容C11与罗氏线圈输出电压输出端(V_i)相连，第二运算放大器U1B的正向输入端通过第三电阻R13接地，且通过第四电阻R14与负电源(-Vcc)相接；第二运算放大器U1B的输出端连接检波电路200。其中正电源(+Vcc)为直流正电压源，负电源(-Vcc)为直流负电压源，通常情况下正电源(+Vcc)为+15V，负电源(-Vcc)为-15V。

在其中一个实施例中，如图3所示，检波电路200包括第五电阻R15、第六电阻R16、第七电阻R17、第八电阻R18、第九电阻R19、第四电容C14、第一二极管D11和第二二极管D12。第一二极管D11的正极连接第一运算放大器U1A的输出端，第二二极管D12的正极连接第二运算放大器U1B的输出端，第二二极管D12的负极连接第一二极管D11的负极，第二二极管D12的负极和第一二极管D11的负极分别连接电子开关电路300的控制端。

第五电阻R15的第一端分别连接第一运算放大器U1A的输出端、第一二极管D11的正极和第七电阻R17的第一端，第五电阻R15的第二端连接第六电阻R16的第一端。第六电阻R16的第二端分别连接第二运算放大器U1B的输出端、第二二极管D12的正极和第八电阻R18的第二端。第七电阻R17的第一端分别连接第一运算放大器U1A的输出端和第一二极管D11的正极，第七电阻R17的第二端连接第八电阻R18的第一端。第八电阻R18的第二端分别连接第二运算放大器U1B的输出端和第二二极管D12的正极。第五电阻R15的第二端、第六电阻R16的第一端、第七电阻R17的第二端、第八电阻R18第一端分别连接正电源(+Vcc)。

第九电阻R19的第一端分别连接第一二极207管负极、第二二极管D12负极、第四电容C14的第一端和电子开关电路300的控制端；第四电容C14的第一端分别连接第一二极管D11负极、第二二极管负极208和电子开关电路300的控制端；第九电阻R19的第二端和第四电容C14的第二端接地。

在其中一种实施例中，如图4至图5所示，电子开关电路300包括开关芯片U1、第五电容C15、第六电容C16、第一开关S1和第二开关S2；

电子开关电路300的控制端为开关芯片U1的高位逻辑编码输入端(A1)；开关芯片U1的低位逻辑编码输入端(A0)接地；开关芯片U1的正电源(+Vcc)端与正电源(+Vcc)连接，并通过第六电容C16接地；开关芯片U1的负电源(-Vcc)端与负电源(-Vcc)连接，并通过第五电容C15接地；开关芯片U1的使能输入端与正电源(+Vcc)连接。

第一开关S1连接开关芯片U1的第一漏极输出端(即图上DA)和开关芯片的第一通道源输入端(即图上S1A)。第二开关S2分别连接开关芯片U1的第二漏极输出端(即图上的DB)和开关芯片的第二通道源输入端(即图上的S1B)。开关芯片分别通过第一开关S1和第二开关S2连接固定积分电路或可调积分电路。

应当理解，U1中的S1A、S2A、S3A和S4A的功能是相同的，可以选择S1A、S2A、S3A和S4A中的任意一个和DA用于与固定积分电路或可调积分电路的开关连接。同理，S1B、S2B、S3B和S4B的功能是相同，可以选择S1B、S2B、S3B和S4B中的任意一个和DB用于与固定积分电路或可调积分电路的开关连接。

如图5所示，上述模拟开关电路的工作原理为：由于本发明涉及的中频逆变电阻焊机次级电流为含纹波的脉冲直流，故罗氏线圈输出信号V_i在有被测电流时，为交流信号。U1A，U1B搭成对称比较电路，并分别通过R15，R16及R17，R18设定比较电压，形成一个电压比较带(可自由设定，一般取-0.2V到+0.2V)。当V_i的电压处于这个电压比较带时，U1A的输出端(即1端)和U1B的输出端(即7端)都输出低电平；当V_i处于这个电压比较带以外时，U1A的输出端(即1端)与U1B的输出端(即7端)交替输出高电平。U1A和U1B的输出信号通过检波电路中D11、D12，R19，C14检波处理输入后到开关芯片U4的16脚。U1的功能为：当16脚输入高电平时，断开图中的开关S1、S2(其中S1、S2分别为固定积分电路和可调积分电路中的开关，S1和S2在图中的位置可以调换)，当16脚输入低电平时闭合开关S1、S2。从而实现固定积分电路和可调积分电路的积分控制。

进一步地，所述开关芯片为DG408芯片或DG409芯片。DG408芯片是一个单8通道的CMOS模拟多路复用器；DG409芯片是一个差分4通道的CMOS模拟多路复用器。DG408芯片和DG409芯片各自包含八个模拟数组开关，DG408和DG409具有较低的信号导通电阻(<100Ω)和更快的开关转换时间。利用DG408或DG409可使模拟开关电路快速地对固定积分电路和可调积分电路进行积分控制。

如图6所示，一种逆变电阻焊机次级电流检测系统，包括罗氏线圈10、固定积分电路20、可调积分电路30、补偿调理电路40以及上述实施例中的(如图1至图5)模拟开关电路50。其中罗氏线圈10的电压输出端分别连接固定积分电路20和模拟开关电路50。模拟开关电路50分别连接固定积分电路20和可调积分电路30。固定积分电路20和可调积分电路30分别连接补偿调理电路40。另外，可调积分电路30的输入端接地。

罗氏线圈10接收到逆变电阻焊机的原始焊接电流信号，并对原始焊接电流信号进行处理，获得输出电压信号。模拟开关电路50在检测到输出电压信号时，控制固定积分电路20对输出电压信号进行积分，获得原始积分信号，并控制可调积分电路30对地信号进行积分，获得地积分信号。补偿调理电路40对原始积分信号和地积分信号的差值进行补偿放大微调后，获得逆变电阻焊机的次级电流信号。

在本实施例中，罗氏线圈10主要是将原始焊接电流感应为微分信号输出，即罗氏线圈将输入的原始焊接电流信号经过处理后输出电压信号(即微分信号)。固定积分电路20用于对罗氏线圈10输出信号进行原始积分处理。可调积分电路30，用于对地积分，其输出信号用于补偿固定式积分电路的误差项，其中地积分是指，积分电路的输入信号端直接接电路的地。模拟开关电路50，用于根据罗氏线圈50有无信号输出，控制固定积分电路20和可调积分电路30进行工作或停止工作，即控制固定积分电路20和可调积分电路30中积分电容在积分与放电状态之间的转换。补偿调理电路40，用于将原始积分信号与地积分信号进行减法处理，对原始积分信号进行补偿，输出有效积分信号，并对有效积分信号进行放大微调和滤波，从而逆变电阻焊机的次级电流信号。

上述的逆变电阻焊机次级电流检测系统，首先将焊接电流流经罗氏线圈10后感应后输出微弱的输出电压信号(即微分信号)，微分信号流经固定积分电路20后输出原始积分信号，可调积分电路30对地积分，其输出的对地积分信号用于对原始积分信号进行减法补偿，补偿后输出的有效积分信号经放大微调后，获得逆变电阻焊机的次级电流信号。其中固定积分电路20和可调积分电路30通过模拟开关电路中的电子开关电路实现同步积分，积分电路工作状态取决于罗氏线圈是否有中输出的电压信号输出。当线圈有信号输出时积分电路处于积分状态，否则积分电路处于放电状态。利用上述的逆变电阻焊机次级电流检测系统可以快速实现对逆变电阻焊机次级电流检测，并且准确率高。

在其中一种实施例中，罗氏线圈10的电压输出端分别连接固定积分电路20和比较电路100的输入端。比较电路100的输出端与检波电路200的输入端相连，检波电路200的输出端连接电子开关电路300的控制端。电子开关电路300分别连接固定积分电路20和可调积分电路30。固定积分电路20和可调积分电路30分别连接补偿调理电路40；可调积分电路30的输入端接地。罗氏线圈10接收到逆变电阻焊机的原始焊接电流信号，并对原始焊接电流信号进行处理，获得输出电压信号；比较电路100在检测到输出电压信号时，将输出电压值与比较电路中预设的比较电压值相比，输出控制信号至检波电路200；检波电路200将控制信号处理后传输至电子开关电路300的控制端，电子开关电路300根据处理后的控制信号切换开关状态，控制固定积分电路20和可调积分电路30切换工作状态。在固定积分电路20和可调积分电路30工作时，固定积分电路20对输出电压信号进行积分，获得原始积分信号，可调积分电路30对地信号进行积分，获得地积分信号；补偿调理电路40对原始积分信号和地积分信号的差值进行补偿放大微调后，获得逆变电阻焊机的次级电流信号。

在本实施例中，所述预设的比较电压值可以是一个固定值，也可以是一个变化范围值。电子开关电路300根据处理后的控制信号切换开关状态，其中开关状态主要包括电子开关电路的开启和关闭两种状态。固定积分电路和可调积分电路切换工作状态通常有两种，即工作和非工作两种状态，当固定积分电路和可调积分电路工作时，对输入信号进行积分。

在一种具体的实施例中，当预设的比较电压是一个固定值时，比较电路100将罗氏线圈输出电压值与比较电路200中预设的比较电压值比较，当罗氏线圈10输出电压值大于预设的比较电压值时，比较电路200输出控制信号至检波电路200。检波电路200将控制信号处理后传输至电子开关电路300的控制端，控制电子开关电路开启，进而控制与电子开关电路300连接的固定积分电路20和可调积分电路30启动，进行工作；当罗氏线圈10输出电压值小于预设的比较电压值时，比较电路200输出控制信号至检波电路200。检波电路200将控制信号处理后传输至电子开关电路300的控制端，控制电子开关电路关闭，进而控制与电子开关电路300连接的固定积分电路20和可调积分电路30关闭，停止工作。

在一种优选的实施例中，当预设的比较电压是一个变化范围值时，比较电路100将罗氏线圈输出电压值与比较电路200中预设的比较电压值比较，当罗氏线圈输出电压值在预设的比较电压值范围时，比较电路200输出控制信号至检波电路200。检波电路200将控制信号处理后传输至电子开关电路300的控制端，控制电子开关电路开启，进而控制与电子开关电路300连接的固定积分电路和可调积分电路启动，进行工作；当罗氏线圈输出电压值不在预设的比较电压值范围时，比较电路200输出控制信号至检波电路200。检波电路200将控制信号处理后传输至电子开关电路300的控制端，控制电子开关电路关闭，进而控制与电子开关电路300连接的固定积分电路和可调积分电路关闭，停止工作。

在一种具体的实施例中，参照图5所示，罗氏线圈10输出信号V_i在有被测电流时。模拟开关电路50中的U3A，U3B搭成对称比较电路，并分别通过R65，R64及R75，R77设定比较电压，形成一个电压比较带(可自由设定，一般取-0.2V到+0.2V)。当V_i的电压处于这个电压比较带时，U3A的输出端(即1端)和U3B的输出端(即7端)都输出低电平；当V_i处于这个电压比较带以外时，U3A的输出端(即1端)与U3B的输出端(即7端)交替输出高电平。U3A和U3B的输出信号通过检波电路200中D14，D16，R69，C62检波处理输入后到开关芯片U4的16脚。U4的功能为：当16脚输入高电平时，断开图中的开关S1、S2(其中S1、S2分别为固定积分电路20或可调积分电路30中的开关)，当16脚输入低电平时闭合开关S1、S2。从而实现固定积分电路20和可调积分电路30的积分控制。

在其中一个实施例中，固定积分电路20为同向积分电路或反向积分电路。

具体而言，积分电路是使输出信号与输入信号的时间积分值成比例的电路。积分电路主要用于波形变换、放大电路失调电压的消除及反馈控制中的积分补偿等场合。在本实施例中，要从罗氏线圈10输出的电压信号(即微分信号)中还原被测电流信号，就必须对该微分信号进行积分处理。

在一个具体实施例中，如图7所示，固定积分电路为反向积分电路，包括运算放大器U7A、电阻R71、电阻R72、电阻R73、电容C71、电容C72、电容C73，其中运算放大器U7A的负向输入端通过电阻R71连接罗氏线圈的电压输出端，运算放大器U7A的正向输入端通过电阻R72接地，电阻R73的一端与运算放大器U7A的负向输入端连接，另一端与运算放大器U7A的负向输出端连接；电容C71、的一端与运算放大器U7A的负向输入端连接，另一端与运算放大器U7A的负向输出端连接；放大器U7A正电源(+Vcc)端分别与正电源(+Vcc)相接和通过电容C72接地，放大器U7A负电源(-Vcc)端分别与负电源(-Vcc)相接和通过电容C73接地。另外，固定积分电路通过开关S1(或S2)连接到模拟开关电路(即开关芯片中)，其中开关S1(或S2)的一端与运算放大器U7A的负向输入端连接，另一端与运算放大器U7A的负向输出端连接。

如图7所示，罗氏线圈10输出的电压信号V_i经过反向积分电路输出电压V_o的表达式为：

其中R为图中的R71，C为图中的C71，S为拉氏变换中的复变量。然而，实际所用的元器件都不是理想的元器件。对于非理想元器件搭成的积分电路，其输入信号V_i与输出信号V_o的关系如下式：

其中，R_a为电容泄漏电阻，V_e为运算放大器的输入失调电压、输入失调电流以及偏置电流等效到运算放大器正端的电压。

由上述表达式可知，使用固定积分电路输出信号易出现以下三类误差：容性泄露误差、积分漂移误差和运放固有误差。一般选用优质的积分电容与运算放大器，可以有效抑制第一类与第三类误差。本实施例中，积分电容C71选择具有高绝缘电阻的聚苯乙烯电容，运算放大器U71选用低失调的精密运算放大器。R73有利于抑制积分电容C71的积分漂移，工程经验R73>10*R71。开关S1(或S2)在非积分时为积分电容C71提供放电通道，有利于实现较长时间积分。积分漂移误差不仅影响测量精度，而且使得积分电路在长时间工作中趋于饱和而无法正常工作，是积分电路的主要误差。

在其中一个实施例中，反向积分电路30为同向积分电路或反向积分电路。

具体而言，要进一步抑制和消除固定积分电路中元器件造成的积分漂移和容性泄漏，需要对其进行补偿。本发明实施例中，采用可调积分电路进行补偿。可调积分电路分布、器件参数与固定积分电路完全一致，区别在于输入电压V_i为0，积分电阻R(即图7中的R71)可调。可调积分电路不对任何信号进行积分，其通过自身元器件同固定积分电路的对称性以及自身参数的可调性为消除固定积分电路的积分漂移及容性泄漏误差提供补偿信号。

在其中一个实施例中，如图8所示，补偿调理电路40包括放大微调电路400和二阶有源滤波电路410，放大微调电路400包括放大滤波器U8A、电阻R81、R82、R83和可调电阻R84、电容C81、C82，其中放大滤波器U8A负向输入端通过电阻R81与固定积分电路20的电压输出端(V_o1)连接，放大滤波器U8A正向输入端分别通过可调电阻R84固定积分电路30的电压输出端(V_o2)连接和通过电阻R82接地，放大滤波器U8A的正电源(+Vcc)端分别与正电源(+Vcc)相接和通过电容C81接地，放大滤波器U8A的负电源(-Vcc)端分别与负电源(-Vcc)相接和通过电容C82接地，电阻R83的一端分别与放大滤波器U8A的负向输入端和电阻R81连接，另一端与放大滤波器U8A的输出端连接。二阶有源滤波电路410包括电阻R85、R86、R87、R88，电容C83、C84、C85、放大滤波器U8B，其中放大滤波器U8B的正向输入端分别与经过串联电阻R85和R86与放大滤波器U8A的输出端相接，并通过电容C83接地，电容C84的一端连接在串联电阻R85和R86之间，另一端分别连接放大滤波器U8B的负向输入端、放大滤波器U8B的输出端、电阻R87的一端和电阻R88的一端连接，电阻R87的另一端接地，电阻R88的另一端通过电容C85接地。本实施例中的补偿调理电路将原始积分信号和地积分信号进行减法运算，再对运算结果进行放大微调处理，从而获得更加准确的逆变电阻焊机的次级电流信号(即output)。

在一个具体的实施例中，补偿调理电路40包括补偿电路41和信号微调电路42，补偿电路41分别连接固定积分电路20、可调积分电路30和信号微调电路42，补偿电路41对原始积分信号和地积分信号的差值进行补偿，获得有效积分信号；信号微调电路42对有效积分信号进行放大微调后，获得逆变电阻焊机的次级电流信号。

具体地，补偿调理电路可以分为补偿电路和信号微调电路两个部分，即可以由补偿电路和信号微调电路两个独立的电路组成，其中补偿电路采用减法电路。

为了更好地体现本发明的技术方案的有益效果，下面阐述若干的应用示例。

应用示例1：

以JYD-04AL型中频逆变电阻焊机为测试样机对本发明方案进行具体介绍，样机逆变频率为4kHz，额定输出电流有效值4kA。样机实际输出的焊接电流波形，即本发明需检测的电流信号如图9所示，由图可知被测对象为脉动直流信号，脉动频率为8kHz。本应用示例采用具有以下参数的柔性罗氏线圈进行测量：线圈变比85mV/kA(50Hz)，幅值精度±0.5％rdg(25℃)，最大响应时间1μs，带宽2Hz-100kHz。将样机的原始焊接电流输入至逆变电阻焊机次级电流检测系统中的罗氏线圈的输入端。如图10所示，焊接电流1kA，焊接时间6ms时，系统测量波形。其中，图10中1、2、3分别指通道1、通道2和通道3，通道1表示罗氏线圈输出微分信号；通道2表示利用本发明的逆变电阻焊机次级电流检测系统测得的次级电流信号；通道3表示利用霍尔电流传感器测得的次级电流信号。由图可知，曲线基本一致，时间基本同步，可知本发明的逆变电阻焊机次级电流检测系统对罗氏线圈输出信号进行了准确的积分计算，调理信号准确可靠。

应用示例2

焊接电流2kA，焊接时间2s，补偿效果对比。如图11，其中，图中1、2、3分别指通道1、通道2和通道3；通道1表示未补偿时测得次级电流信号；通道2表示利用本发明的逆变电阻焊机次级电流检测系统测得的次级电流信号；通道3表示利用霍尔电流传感器测得的次级电流信号。可见未补偿时输出的波形在近两秒的积分时间内出现明显积分漂移，波形严重失真。补偿后的波形与实际焊接电流波形趋势一致，补偿效果显著。

应用示例3

对本发明中的逆变电阻焊机次级电流检测系统线性度测试。在电流为4.00kA时标定本电流检测装置，使其输出电压有效值为4V。然后分别在实际焊接电流为3.70kA，3.40kA，3.10kA，2.80kA，2.50kA，2.20kA，1.90kA，1.60kA，1.30kA，1.00kA及0.70kA时测试本电流检测装置，测量结果的线性度曲线如图12所示。测量结果线性度为1.004，满足测量要求。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

模拟开关电路和逆变电阻焊机次级电流检测系统专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。