CN101306486A - 逆变式电焊机控制装置及其控制方法 - Google Patents

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郁丽芳
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Abstract

一种逆变式电焊机控制装置及其控制方法，控制装置包含电路连接的电源电路、延时控制电路、驱动电路、脉冲控制电路、反馈电路、电流调节电路和电流检测电路，通过本控制方法实现一种使单端正激逆变式电焊机具有高频逆变运行控制、高频脉冲电流的逐个两级检控及工作电流可调性恒流控制的功能，从而可以使这种单端正激逆变式电焊机控制装置集全部控制功能于一体，装配工艺简化，成本降低，并无控制死角，整机始终都能可靠的工作，所以具有功能齐全、电流控制精确、成本低和安装简便的特点。

Description

逆变式电焊机控制装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种电焊机控制装置和控制方法，特别是涉及一种单端正激逆变式电焊机控制装置和控制方法。
背景技术
现有的国内生产的单端正激逆变式电焊机存在着结构复杂、可靠性差、返修率高等不足。单端正激逆变式电焊机的逆变原理是高频变压器变换功率晶体管放大的高频脉冲控制信号，因此，提供控制信号的控制装置是单端正激逆变式电焊机整机工作可靠性的关键；手工焊接时，单端正激逆变式电焊机处在频繁短路引弧状态，单端正激逆变式电焊机中的功率晶体管承受的工作频率高、电流变化大，而晶体管的热容量极小，千分之一秒的失控就能造成功率晶体管过流损坏，甚至在开机时，瞬间的启动电流冲击也能将其损坏，现有的单端正激逆变式电焊机普遍采用电压型脉冲宽度控制方式，属于间接控制，其控制系统环节复杂、反应慢，工作期间，功率晶体管往往得不到及时关断的信号，而过流损坏，从而使得单端正激逆变式电焊机不能可靠工作。
发明内容
本发明提供一种逆变式电焊机控制装置和控制方法，电流控制精度高、结构简单、可靠性好。
为了达到上述目的，本发明提供一种逆变式电焊机控制装置，包括：
电源电路；
延时控制电路，其电路连接所述的电源电路；
驱动电路，其电路连接所述的电源电路；
脉冲控制电路，其输入端连接所述驱动电路的输出端；
反馈电路，其电路连接所述的脉冲控制电路；
电流调节电路，其电路连接所述的脉冲控制电路；
电流检测电路，其电路连接所述的反馈电路；
功率场效应管，该功率场效应管栅极、源极对应连接所述的驱动电路；功率场效应管源极线路上设置电流互感器；
启动继电器，该启动继电器线圈的两端并联所述的延时控制电路；
控制变压器，该控制变压器的输出绕组两端并联所述的电源电路；
还包含电路连接所述脉冲控制电路的过温保护电路、过压过流保护电路和报警电路；
电源电路的作用是将控制变压器输出的交流电变成直流电，为本装置提供稳定的直流电源；
单端正激逆变式电焊机启动时，本电路的直流电延时1秒输出，通过外接点加于启动继电器线圈两端，控制启动继电器延迟动作，延时控制电路的作用是提供单端正激逆变式电焊机的软启动程序；延时期间，单端正激逆变式电焊机的主电路由电阻限流供电，这种电阻限流的启动方式称为软启动，目的是限制启动初始的冲击电流，保护设备主电路上的功率元件；
驱动电路的作用是放大、隔离、输出脉冲控制信号，驱动功率场效应管；脉冲控制电路的作用是为驱动电路提供频率不变的脉冲宽度调制信号，同时把反馈的脉冲电流信号值与设定值、极限值比较，根据比较结果大小，相应调控每个脉冲的宽度值，从而为驱动电路提供频率不变、脉冲宽度最大为1/2脉冲周期的单向脉冲宽度调制信号；
反馈电路的作用是传送与修整来自电流互感器的电流信号；
电流调节电路的作用是调节工作电流的设定值；
电流检测电路的作用是测取功率场效应管的脉冲电流信号；
过温保护电路的作用是在温度超过限定值时，切断电源，使电焊机停止工作；
过压过流保护电路的作用是在电压或者电流超过限定值时，切断电源，使电焊机停止工作；
报警电路的作用是当电焊机在过温保护电路或者过压过流保护电路的作用下停止工作时，发出报警信号；
本发明还提供一种逆变式电焊机的控制方法，包含以下步骤：
步骤1、开始延时控制，启动继电器保持静止，单端正激逆变式电焊机进入电阻限流驱动程序；
步骤2、按固定周期产生单向方波脉冲；
步骤3、放大、隔离、输出方波脉冲，驱动功率场效应管开通；
步骤4、测取功率场效应管的脉冲电流信号，修整电流信号值；
步骤5、确定脉冲的宽度值；
步骤5.1、电流信号值与设定值、极限值比较，如果达到设定值或者极限值，进行步骤5.2，如果达不到设定值，进行步骤5.3；
步骤5.2、这个脉冲的宽度实时截止，进行步骤5.4；
步骤5.3、脉冲宽度将达到最大为1/2脉冲周期时自动截止，进行步骤5.4；
步骤5.4、通过比较，确定出脉冲的宽度值，本周期方波脉冲截止；
步骤5.5、功率场效应管关断，其脉冲电流受到控制；
步骤6、高频率反复步骤2、步骤3、步骤4和步骤5，功率场效应管受控运行，单端正激逆变式电焊机进入高频逆变运行软启动程序；
步骤7、延时达到一定时间，发出控制信号，驱动启动继电器吸合，单端正激逆变式电焊机进入高频逆变运行；
步骤8、功率场效应管受控逐波限流，焊接时，工作电流恒定；
步骤9、电位器调节设定值，工作电流得到可调节的恒流控制。
本发明可以通过以上步骤实现一种使单端正激逆变式电焊机具有高频逆变运行控制、高频脉冲电流的逐个两级检控及工作电流可调性恒流控制的功能，从而可以使这种单端正激逆变式电焊机控制装置集全部控制功能于一体，装配工艺简化，成本降低，并无控制死角，整机始终都能可靠的工作，所以具有功能齐全、电流控制精确、成本低和安装简便的特点。
附图说明
图1为本发明的电路连接关系示意图。
具体实施方式
以下根据图1具体说明本发明的较佳实施方式：
如图1所示，本发明提供一种逆变式电焊机控制装置，包括：
电源电路101；
延时控制电路102，其电路连接所述的电源电路101；
驱动电路103，其电路连接所述的电源电路101；
脉冲控制电路104，其输入端连接所述驱动电路103的输出端；
反馈电路105，其电路连接所述的脉冲控制电路104；
电流调节电路107，其电路连接所述的脉冲控制电路104；
电流检测电路106，其电路连接所述的反馈电路105；
功率场效应管110，该功率场效应管栅极、源极对应连接所述的驱动电路103；功率场效应管源极线路上设置电流互感器LH；
启动继电器109，该启动继电器线圈的两端并联所述的延时控制电路102；
控制变压器108，该控制变压器的输出绕组两端并联所述的电源电路101；
还包含电路连接所述脉冲控制电路104的过温保护电路111、过压过流保护电路112和报警电路113；
电源电路101包含依次电路连接的型号为KBP202的整流集成电路IC1和型号为NEC7815的三端稳压集成电路IC2，还包含若干电容，所述的电容可为电解电容；
延时控制电路102包含型号为BT169的单向可控硅SCR，还包含若干二极管、电阻和电解电容；
驱动电路103包含型号为IRFD9120的场效应三极管Q1，型号为IRFD120的场效应三极管Q2，若干二极管、电阻、电容，还包含驱动变压器；
脉冲控制电路104包含型号为UC3845的电流型脉冲宽度调制集成块101C3，若干电阻、电容、电解电容、二极管；
反馈电路105包含若干二极管、电阻；
本发明还提供一种逆变式电焊机的控制方法，包含以下步骤：
步骤1、开始延时控制，启动继电器保持静止，单端正激逆变式电焊机进入电阻限流驱动程序；
步骤2、按固定周期产生单向方波脉冲；
步骤3、放大、隔离、输出方波脉冲，驱动功率场效应管开通；
步骤4、测取功率场效应管的脉冲电流信号，修整电流信号值；
步骤5、确定脉冲的宽度值；
步骤5.1、电流信号值与设定值、极限值比较，如果达到设定值或者极限值，进行步骤5.2，如果达不到设定值，进行步骤5.3；
步骤5.2、这个脉冲的宽度实时截止，进行步骤5.4；
步骤5.3、脉冲宽度将达到最大为1/2脉冲周期时自动截止，进行步骤5.4；
步骤5.4、通过比较，确定出脉冲的宽度值，本周期方波脉冲截止；
步骤5.5、功率场效应管关断，其脉冲电流受到控制；
步骤6、高频率反复步骤2、步骤3、步骤4和步骤5，功率场效应管受控运行，单端正激逆变式电焊机进入高频逆变运行软启动程序；
步骤7、延时达到一定时间，发出控制信号，驱动启动继电器吸合，单端正激逆变式电焊机进入高频逆变运行；
步骤8、功率场效应管受控逐波限流，焊接时，工作电流恒定；
步骤9、电位器调节设定值，工作电流得到可调节的恒流控制。

Claims (11)

1.一种逆变式电焊机控制装置，其特征在于，包括：
电源电路(101)；
延时控制电路(102)，其电路连接所述的电源电路(101)；
驱动电路(103)，其电路连接所述的电源电路(101)；
脉冲控制电路(104)，其输入端连接所述驱动电路(103)的输出端；
反馈电路(105)，其电路连接所述的脉冲控制电路(104)。
2.如权利要求1所述的逆变式电焊机控制装置，其特征在于，该控制装置还包含：
电流调节电路(107)，其电路连接所述的脉冲控制电路(104)；
电流检测电路(106)，其电路连接所述的反馈电路(105)；
功率场效应管(110)，该功率场效应管栅极、源极对应连接所述的驱动电路(103)；
启动继电器(109)，该启动继电器线圈的两端并联所述的延时控制电路(102)；
控制变压器(108)，该控制变压器的输出绕组两端并联所述的电源电路(101)。
3.如权利要求1所述的逆变式电焊机控制装置，其特征在于，还包含电路连接所述脉冲控制电路(104)的过温保护电路(111)、过压过流保护电路(112)和报警电路(113)。
4.如权利要求2所述的逆变式电焊机控制装置，其特征在于，所述的功率场效应管源极线路上设置电流互感器。
5.如权利要求1所述的逆变式电焊机控制装置，其特征在于，所述的电源电路(101)包含依次电路连接的整流集成电路和三端稳压集成电路，还包含若干电容。
6.如权利要求1所述的逆变式电焊机控制装置，其特征在于，所述的延时控制电路(102)包含单向可控硅，还包含若干二极管、电阻和电解电容。
7.如权利要求1所述的逆变式电焊机控制装置，其特征在于，所述的驱动电路(103)包含若干场效应三极管，若干二极管、电阻、电容，还包含驱动变压器。
8.如权利要求1所述的逆变式电焊机控制装置，其特征在于，所述的脉冲控制电路(104)包含电流型脉冲宽度调制集成电路，若干电阻、电容、电解电容、二极管。
9.如权利要求1所述的逆变式电焊机控制装置，其特征在于，所述的反馈电路(105)包含若干二极管、电阻。
10.一种逆变式电焊机的控制方法，其特征在于，包含以下步骤：
步骤1、开始延时控制，启动继电器保持静止，单端正激逆变式电焊机进入电阻限流驱动程序；
步骤2、按固定周期产生单向方波脉冲；
步骤3、放大、隔离、输出方波脉冲，驱动功率场效应管开通；
步骤4、测取功率场效应管的脉冲电流信号，修整电流信号值；
步骤5、确定脉冲的宽度值；
步骤6、高频率反复步骤2、步骤3、步骤4和步骤5，功率场效应管受控运行，单端正激逆变式电焊机进入高频逆变运行软启动程序；
步骤7、延时达到一定时间，发出控制信号，驱动启动继电器吸合，单端正激逆变式电焊机进入高频逆变运行；
步骤8、功率场效应管受控逐波限流，焊接时，工作电流恒定；
步骤9、电位器调节设定值，工作电流得到可调节的恒流控制。
11.如权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述的步骤5包含以下步骤：
步骤5.1、电流信号值与设定值、极限值比较，如果达到设定值或者极限值，进行步骤5.2，如果达不到设定值，进行步骤5.3；
步骤5.2、这个脉冲的宽度实时截止，进行步骤5.4；
步骤5.3、脉冲宽度将达到最大为1/2脉冲周期时自动截止，进行步骤5.4；
步骤5.4、通过比较，确定出脉冲的宽度值，本周期方波脉冲截止；
步骤5.5、功率场效应管关断，其脉冲电流受到控制。
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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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