CN102794546B - 一种气保焊机用控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气保焊机用控制电路，包括电连接的电源电路、温度保护电路、工作驱动电路、工作指示电路、电磁阀驱动电路、电源接触器驱动电路、送丝机马达驱动电路，送丝机马达驱动电路（7）包括继电器JD3，控制电路还包括送丝电机电源电路；送丝电机电源电路包括变换电路IC3、桥式整流块DB1、电容C12、电容C13、电容C14、电阻R21、电阻R22、限流电阻R23、电阻R24、电阻R27、电位器RW1、二极管D8、二极管D9、三极管Q8和电感磁环L；送丝电机电源电路采用直流稳压线路，并采用限流电阻R23起限流保护，这样即使输出短路也能迅速限制输出电流，当短路或过载解除时电路恢复正常工作，解决了送丝电机的送丝稳定性，从而提高了焊接质量和整机工作可靠性。

Description

一种气保焊机用控制电路

技术领域

本发明涉及一种控制电路，适用于抽头式气保焊机，具体地说，涉及一种气保焊机用控制电路，属于电子技术领域。

背景技术

目前，气保焊与手工电弧焊相比，具有焊接质量好、焊接成本低、焊接环境改善等优点，近年来发展较快，已经广泛应用于车辆、船舶、电力、建筑及其它大型机械制造企业的焊接领域。

抽头式气保焊机一般包括电源电路、温度保护电路、工作驱动电路、工作指示电路、电磁阀驱动电路、电源接触器驱动电路、送丝机马达驱动电路和送丝电机电源电路，气保焊电源是气保焊机的重要组成部分，检测、控制气保焊机的工作状态，其性能的好坏直接影响着焊接的质量。现有的气保焊机送丝电机主要是可控硅晶闸管全波整流式调速方式，可控硅开关频率一般为50HZ。 通过调整晶闸管导通角来改变加在电机上的电枢电压来实现调速，这种调速方式简单实用，但也存在一些缺点：因为没有滤波电容，是输出电压为脉动直流电压，且输出电压随电网电压的波动而波动，对送丝速度的稳定性有一定影响，这样就对焊接质量的平滑性和飞溅有一定影响。这种调速方式的送丝电机的噪声大效率低。再说这种调速控制线路没有电子限流线路，只通过一个保险丝来作为电源保护，这样输出送丝电机一旦负载突增或输出短路，保险丝有时来不及起作用或保险丝失效时就容易将调速线路烧毁，这种情况时有发生。

一般的气体保护焊的控制线和送丝机电源线都集中在一起，这样在长久使用过程中有时会不可避免的会局部短路，普通气体保护焊机的线路一旦短路，很容易造成控制板的烧毁。

现有的气保焊的各种指示灯和调整电位器都是分散安装的前面板上，这样势必会增加很多连线，成本高故障率也高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种气保焊机用控制电路，克服了现有技术中送丝电机电压随电网波动而波动的缺陷，采用该控制电路后，电机调速部分采用直流稳压线路，并增加了电子限流保护线路，即使输出短路也能迅速限制输出电流。

本发明的另一目的是合理搭配各种延时线路和选择合适的刹车电阻，使得整机送气、起弧、收弧工作更加协调合理。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：一种气保焊机用控制电路，包括电连接的电源电路、温度保护电路、工作驱动电路、工作指示电路、电磁阀驱动电路、电源接触器驱动电路、送丝机马达驱动电路和送丝电机电源电路，送丝机马达驱动电路包括继电器JD3，其特征在于：所述送丝电机电源电路包括变换电路IC3、桥式整流块DB1、电容C12、电容C13、电容C14、电阻R21、电阻R22、限流电阻R23、电阻R24、电阻R27、电位器RW1、二极管D8、二极管D9、三极管Q8和电感磁环L；

电容C12连接在桥式整流块DB1的正极和地之间，变换电路IC3的1脚接变换电路IC3的8脚、限流电阻R23的一端和三极管Q8的集电极，限流电阻R23的另一端接变换电路IC3的6脚、桥式整流块DB1的正极。

一种优化方案，所述三极管Q8的基极接变换电路IC3的2脚、电阻R27的一端，电阻R27的另一端接变换电路IC3的4脚，变换电路IC3的3脚经电容C13接变换电路IC3的4脚，变换电路IC3的8脚与变换电路IC3的7脚连接，变换电路IC3的4脚接地，三极管Q8的发射极接二极管D8的负极、电感磁环L的一端。

另一种优化方案，所述二极管D8的正极接变换电路IC3的4脚，电感磁环L的另一端经电容C14接变换电路IC3的4脚。

再一种优化方案，所述变换电路IC3的5脚接电阻R21、电阻R22的一端，电阻R21的另一端经电位器RW1接电感磁环L的另一端。

进一步的优化方案，所述继电器JD3的常开静触点接电感磁环L的另一端，继电器JD3的常闭静触点经电阻R24接地，继电器JD3的动触点接二极管D9的负极，二极管D9的正极接地，二极管D9的两端并联送丝电机。

本发明采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：送丝电机电源电路采用直流稳压线路，并采用限流电阻R23起限流保护，这样即使输出短路也能迅速限制输出电流，当短路或过载解除时电路恢复正常工作，输出电流最大值IpK=0.3V/R23；合理搭配各种延时线路和选择合适的刹车电阻，使得整机送气、起弧、收弧等工作更加协调合理；解决了送丝电机的送丝稳定性，从而提高了焊接质量，并提高了整机工作可靠性。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

附图说明

附图1为本发明实施例中控制电路的电路图； 

图中，

1-电源电路，2-温度保护电路，3-工作驱动电路，4-工作指示电路，5-电磁阀驱动电路，6-电源接触器驱动电路，7-送丝机马达驱动电路，8-送丝电机电源电路。

具体实施方式

实施例，如图1所示，一种气保焊机用控制电路，包括电连接的电源电路1、温度保护电路2、工作驱动电路3、工作指示电路4、电磁阀驱动电路5、电源接触器驱动电路6、送丝机马达驱动电路7和送丝电机电源电路8；

电源电路1包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电容C1、电容C2、电容C3、稳压集成块IC1、电阻R16和发光二级管LED6，14伏交流电经型号为1N4007的二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4桥式整流,再通过电容C2、电容C3滤波得到17V到20V左右的直流电压,然后经过型号为7812的稳压集成块IC1稳压得到稳定的12V直流电压，供给其它电路使用,保证整个线路工作不受电压波动的影响，发光二级管LED1和电阻R16是电源指示线路。

温度保护电路2，包括三极管Q1、三极管Q5、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R6、温控开关K1和发光二级管LED2，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的集电极经发光二级管LED2、电阻R6接电源电路1的输出正极，三极管Q5的基极经电阻R3接三极管Q1的基极、电阻R2的一端并经温控开关K1的常闭触点接地，三极管Q1的集电极经电阻R1接电源电路1的输出正极，电阻R2的另一端接电源电路1的输出正极。

温控开关K1是温度保护开关，正常情况下常闭触点，三极管闭合Q5、三极管Q1的基极是低电平，三极管Q5、三极管Q1都不工作，发光二级管LED2不亮，三极管Q1的集电极为高电平，为工作开关K2提供工作电源。当二氧化碳保护焊的主变压器温度过热达到温控开关K1的动作温度时，温控开关K1断开，通过电阻R2和电阻R3使得三极管Q1、三极管Q5完全导通，三极管Q1、三极管Q5的集电极变为低电平，此时即使工作开关K2按下，后边的线路也不会工作，从而起到保护作用，此时发光二级管LED2亮，直到温控开关K1恢复正常为止。

工作驱动电路3，包括三极管Q2、三极管Q3、电阻R5、电容C6、电容C7、电容C10、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R11、电位器RW2、电容C8、工作开关K2、定时开关K3和时基电路IC2，工作开关K2的一端接三极管Q1的集电极，工作开关K2的另一端经电阻R5接三极管Q2的基极、电容C6的一端、电阻R9的一端，电容C6、电阻R9的另一端接地，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极经电阻R7接三极管Q3的基极、电阻R8的一端，电阻R8的另一端、三极管Q3的集电极接电源电路1的输出正极，三极管Q3的发射极经电容C8接地并接电阻R11的一端、时基电路IC2的4脚和8脚，电阻R11的另一端经电位器RW2接定时开关K3的一端、电容C10的一端、时基电路IC2的2脚和6脚，定时开关K3的另一端、电容C10的另一端接地，时基电路IC2的1脚接地，时基电路IC2的5脚经电容C7接地，时基电路IC2的3脚接工作指示电路4、电磁阀驱动电路5、电源接触器驱动电路6和送丝机马达驱动电路7。

时基电路IC2型号为555的时基电路，当工作开关K2按下时，通过电阻R1、电阻R5驱动三极管Q2的基极，三极管Q2工作导通，从而使三极管Q3导通为时基电路提供工作电源，定时开关K3，当定时开关K3闭合时，时基定时功能关闭。当定时开关K3不闭合时，工作开关K2按下，三极管Q3导通，时基电路IC2得电其3脚输出高电平，同时电流通过电阻R11和电位器RW2对电容C10充电，电位器RW2是定时时间调整电位器。当时基电路IC2的2和6脚的电压充到2/3时基电路IC2电源电压时输出脚3变为低电平，此时即使工作开关K2没有断开输出也停止工作。

  当定时开关K3闭合时,定时功能关闭,此时只要按下工作开关K2，时基电路IC2的3脚就输出高电平。

工作指示电路4，包括三极管Q6、电阻R17、电容C12和发光二级管LED4，电阻R17的一端接时基电路IC2的3脚，电阻R17的另一端接电容C12的一端、三极管Q6的基极，电容C12的另一端、三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的集电极经发光二级管LED4接电源电路1的输出正极；当时基电路IC2的3脚输出高电平时发光二级管LED4灯亮。

电磁阀驱动电路5，包括二极管D5、二极管D6、三极管Q10、电阻R18、电容C17和继电器JD1，电阻R18和电容C17是继电器延时释放电路，二极管D6的正极接时基电路IC2的3脚，二极管D6的负极接电容C17的一端、电阻R18的一端，电容C17的另一端接地，电阻R18的另一端接三极管Q10的基极，三极管Q10的发射极接地，三极管Q10的集电极经继电器JD1的线圈接电源电路1的输出正极，继电器JD1的线圈与二极管D5并联，继电器JD1的常开触点之间连接电磁阀。

电源接触器驱动电路6，包括二极管D10、二极管D11、三极管Q11、电阻R26、电容C18和继电器JD2，电阻R26和电容C18是继电器延时释放电路，二极管D11的正极接时基电路IC2的3脚，二极管D11的负极接电容C18的一端、电阻R26的一端，电容C18的另一端接地，电阻R26的另一端接三极管Q11的基极，三极管Q11的发射极接地，三极管Q11的集电极经继电器JD2的线圈接电源电路1的输出正极，继电器JD2的线圈与二极管D10并联，继电器JD2的常开触点之间连接接触器。

送丝机马达驱动电路7，包括二极管D7、三极管Q7、电阻R13、电阻R20、电容C16、电容C19和继电器JD3，电阻R13和电容C19是继电器JD3延时动作电路，电阻R13的一端接时基电路IC2的3脚，电阻R13的另一端接电容C19的一端、电阻R20的一端，电阻R20的另一端经电容C16接地并接三极管Q7的基极，电容C19、电容C16的另一端及三极管Q7的发射极接地，三极管Q7的集电极经继电器JD3的线圈接电源电路1的输出正极，继电器JD3的线圈与二极管D7并联。

控制电路工作说明：当工作开关K2按下时，时基电路IC2得电，其3脚输出高电平，发光二级管LED4灯亮，通过二极管D6迅速给电容C17，电容C17充完电驱动三极管Q10导通，三极管Q10驱动继电器JD1动作，通过二极管D11迅速给电容C18、电容C18充完电驱动三极管Q11导通，三极管Q11驱动JD2动作，工作过程没有延时；而电容C19通过电阻R13充电有一个短暂的延时，所以继电器JD3要滞后于继电器JD1、继电器JD2的动作，从而实现先送气、送电后再送丝焊接的过程；而停止时因为电容C17、电容C18、电容C19要等放电完以后继电器才释放，通过选择合适的电容和电阻值使继电器JD1的延时时间大于JD2的延时时间，电阻R20取值小一些,同时电容C19上的电通过电阻R13和电阻R20同时快速放电，继电器JD3的延时时间可以忽略不计，这样就实现了停止时先停止送丝，再停止送电，延时1秒多后再停止送气。

送丝电机电源电路8包括变换电路IC3、桥式整流块DB1、电容C12、电容C13、电容C14、电阻R21、电阻R22、限流电阻R23、电阻R24、电阻R27、电位器RW1、二极管D8、二极管D9、三极管Q8和电感磁环L，电容C12连接在桥式整流块DB1的正极和地之间，变换电路IC3的1脚接变换电路IC3的8脚、限流电阻R23的一端和三极管Q8的集电极，限流电阻R23的另一端接变换电路IC3的6脚、桥式整流块DB1的正极，三极管Q8的基极接变换电路IC3的2脚、电阻R27的一端，电阻R27的另一端接变换电路IC3的4脚，变换电路IC3的3脚经电容C13接变换电路IC3的4脚，变换电路IC3的8脚与变换电路IC3的7脚连接，变换电路IC3的4脚接地，三极管Q8的发射极接二极管D8的负极、电感磁环L的一端，二极管D8的正极接变换电路IC3的4脚，电感磁环L的另一端经电容C14接变换电路IC3的4脚，变换电路IC3的5脚接电阻R21、电阻R22的一端，电阻R21的另一端经电位器RW1接电感磁环L的另一端，电阻R22的另一端接桥式整流块DB1的负极，继电器JD3的常开静触点接电感磁环L的另一端，继电器JD3的常闭静触点经电阻R24接地，继电器JD3的动触点接二极管D9的负极，二极管D9的正极接地，二极管D9的两端并联送丝电机。

变换电路IC3的管脚说明：1脚为开关管T1集电极引出端；2脚为开关管T1发射极引出端；3脚为定时电容ct接线端，调节ct可使工作频率在100—100kHz范围内变化；4脚为电源地；5脚为电压比较器反相输入端，同时也是输出电压取样端；6脚为电源端；7脚为负载峰值电流（Ipk）取样端；8脚为驱动管T2集电极引出端。

变换电路IC3是型号为34063的直流DC-DC变换电路，属于高频PMW直流稳压线路，电容C13是震荡电容。24V交流电通过桥式整流块DB1整流、电容C12滤波得到30V左右的未稳压的直流电。电阻R23为限流电阻，选择合适的限流电阻R23的阻值可以方便的设定送丝机的最大工作电流，防止堵转时因过载而烧毁电机和有关元器件，限流电阻R23起限流保护作用，变换电路IC3的7脚为负载峰值电流（IpK）取样端，当某种原因导致输出过载，通过限流电阻R23电流超过设定电流值时，在变换电路IC3的7脚和6脚产生的压降超过300mV时，变换电路IC3自动改变输出波形的占空比，使输出电压降低，输出电流不超过设定的工作电流，当输出短路时，通过限流电阻R23的电流瞬时达到设定电流，而反馈输入端电压几乎为零，此时变换电路IC3会停止工作，从而保护功率管不至于烧毁；电感磁环L为储能电感，电容C14为输出滤波电容。三极管Q8为大功率输出三极管。电位器RW1是输出电压调整电位器，调整RW1可以改变送丝机速度，电阻R22和电阻R21、电位器RW1组成稳压取样线路，变换电路IC3的５脚是基准取样端，５脚电压是1.25V。从图中可以看出：

1.25/R22=(V2-1.25)/(R21+RW1)；V2=1.25(R21+R22+RW1)/R22。

从公式中看出：输出电压与输入电压的没有绝对的关系，只与电阻R22和电阻R21、电位器RW1有关。这样电源电压波动时不会影响送丝机的工作电压，从而获得稳定的送丝速度，使送丝比传统的使用可控硅晶闸管调速更加稳定。

电阻R24为刹车电阻，目的是为了使送丝电机迅速停车。当停车时，电阻R24串接在电机电枢两端形成闭环电路，直流电机断电时因为惯性不能马上停止运转，此时的电机工作在发电状态，此时的电能主要通过电阻R24消耗，通过电阻R24的电流在电枢中产生反向制动力，此时电枢中的电流与正常运转时的电流是反向的，从而使电机迅速停止运转。

本领域技术人员应该认识到，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了使本领域技术人员能够更好的理解本发明内容，不应理解为是对本发明保护范围的限制，比如电源电路1、温度保护电路2、工作驱动电路3、工作指示电路4、电磁阀驱动电路5、电源接触器驱动电路6、送丝机马达驱动电路7也可以采用目前传统的电路，只要能实现就可以，凡是根据本发明技术方案所作的改进，均落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种气保焊机用控制电路，包括电连接的电源电路（1）、温度保护电路（2）、工作驱动电路（3）、工作指示电路（4）、电磁阀驱动电路（5）、电源接触器驱动电路（6）、送丝机马达驱动电路（7）和送丝电机电源电路（8），送丝机马达驱动电路（7）包括继电器JD3，其特征在于：所述送丝电机电源电路（8）包括变换电路IC3、桥式整流块DB1、电容C12、电容C13、电容C14、电阻R21、电阻R22、限流电阻R23、电阻R24、电阻R27、电位器RW1、二极管D8、二极管D9、三极管Q8和电感磁环L；

电容C12连接在桥式整流块DB1的正极和地之间，变换电路IC3的1脚接变换电路IC3的8脚、限流电阻R23的一端和三极管Q8的集电极，限流电阻R23的另一端接变换电路IC3的6脚、桥式整流块DB1的正极；

所述三极管Q8的基极接变换电路IC3的2脚、电阻R27的一端，电阻R27的另一端接变换电路IC3的4脚，变换电路IC3的3脚经电容C13接变换电路IC3的4脚，变换电路IC3的8脚与变换电路IC3的7脚连接，变换电路IC3的4脚接地，三极管Q8的发射极接二极管D8的负极、电感磁环L的一端；

所述二极管D8的正极接变换电路IC3的4脚，电感磁环L的另一端经电容C14接变换电路IC3的4脚；

所述变换电路IC3的5脚接电阻R21、电阻R22的一端，电阻R21的另一端经电位器RW1接电感磁环L的另一端；

所述变换电路IC3是型号为34063的直流DC-DC变换电路。

2.如权利要求1所述的一种气保焊机用控制电路，其特征在于：所述继电器JD3的常开静触点接电感磁环L的另一端，继电器JD3的常闭静触点经电阻R24接地，继电器JD3的动触点接二极管D9的负极，二极管D9的正极接地，二极管D9的两端并联送丝电机。