CN103862139B - 蓄电池电焊机输出控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种蓄电池电焊机输出控制电路，包括：蓄电池、电压整定电路、斩波电路和电流滤波电路。本发明在蓄电池电压低于焊接所需要的电压时，利用电压整定电路对蓄电池输出电压进行整定，通过改变场效应管的导通时间调节电压；然后通过斩波电路输出的PWM信号改变场效应管的导通时间控制输出电流或电压到电焊机。本发明在焊接量比较小的现场，具有设备简单、操作方便、不需要经常维护保养、噪音小，使用成本低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及电焊机，具体涉及的是一种蓄电池电焊机输出控制电路。
背景技术
电焊机是利用正负两极在瞬间短路时产生的高温电弧来熔化电焊条上的焊料和被焊材料，达到使它们结合的设备。按输出电源种类电焊机可分为两种，一种是交流电焊机；一种是直流电焊机。不论是交流电焊机还是直流电焊机，在使用时，都需要通过市电供电，因此电焊机的使用环境必须提供一定容量的交流电源。而对于一些无法接入市电或者市电容量较小，焊接量较小的焊接现场，则无法通过市电进行供电，从而完成焊接作业，对于这种焊接情况通常的做法有两种：一、利用发电机与电焊机配合工作，通过发电机发电为电焊机供电，达到完成焊接作业的目的。但是这种方式需要使用发电机，其存在设备复杂，需要经常维护，发电机启动麻烦、噪音大，需要使用柴油或汽油，使用成本高，以及发电过程会产生污染等问题。二、在焊机上加装蓄电装置，这种方式虽然可以解决上述问题，但是其设备电路复杂，成本较高、浪费严重，而且设备笨重不便于携带。
发明内容
为此，本发明的目的在于提供一种蓄电池电焊机输出控制电路，通过对蓄电池进行电压整定，再经过由电子电路控制的斩波电路，实现焊接所需的电流、电压的输出，以解决目前电焊机加装蓄电池所存在的电路复杂，成本较高、浪费严重以及不便于携带的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种蓄电池电焊机输出控制电路，包括:
一蓄电池，包括电池或电池组，用于为电焊机提供所需的焊接电压；
一电压整定电路，与所述蓄电池连接，用于将蓄电池的输出电压整定到电焊机焊接所需的焊接电压，其包括有电感、第一功率场效应管、功率快速恢复二极管、第一场效应管驱动电路和电压采样及控制电路，所述电感一端与所述电池或电池组的正极连接，另一端分为两路输出，一路输出与所述功率快速恢复二极管的阳极连接，另一路输出与所述第一功率场效应管的漏极连接，所述第一功率场效应管的源极与所述电池或电池组的负极连接，栅极通过所述第一场效应管驱动电路与所述电压采样及控制电路连接；所述电压采样及控制电路通过对电压整定电路的输出进行电压采样，获取采样电压，并根据该采样电压输出一个PWM信号，所述PWM信号经过所述第一场效应管驱动电路后，使第一功率场效应管按PWM的频率及宽度执行导通与截止动作，当第一功率场效应管导通时，能量储存在电感里；当第一功率场效应管截止时，电感中的能量释放输出；
一斩波电路，与所述电压整定电路连接，其包括有第二功率场效应管、滤波电感、第二场效应管驱动电路、电流电压采样控制电路、续流二极管和电流传感器，所述第二功率场效应管的漏极与所述功率快速恢复二极管的阴极连接，源极的连接分两路，一路与续流二极管的阴极连接，另一路通过滤波电感与所述电流传感器连接，栅极通过第二场效应管驱动电路与所述电流电压采样控制电路连接，所述电流电压采样控制电路与所述电流传感器连接；所述电流电压采样控制电路根据采样的电流传感器的电流值及输出的电压值，产生一个PWM信号，该PWM信号经过第二场效应管驱动电路后使第二功率场效应管按PWM的频率及宽度执行导通与截止动作，并根据第二功率场效应管的导通时间控制输出电流或输出电压。
优选地，还包括有一电流滤波电路，所述电流滤波电路与所述斩波电路连接，用于对斩波电路输出的电流进行滤波处理，然后输出。
优选地，该电路还包括有一电压整定采样控制电路，所述电压整定采样控制电路与所述电压整定电路连接。
优选地，该电路还包括有一斩波采样控制电路，所述斩波采样控制电路与所述斩波电路连接。
优选地，所述电压整定电路中在所述功率快速恢复二极管的阴极与所述电池或电池组的负极之间还连接有一滤波电容。
优选地，所述滤波电容的两端还与所述电压采样及控制电路连接。
优选地，所述续流二极管的阳极与所述电池或电池组的负极连接。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明提供的蓄电池电焊机输出控制电路，在蓄电池电压低于焊接所需要的电压时，利用电压整定电路对蓄电池输出电压进行整定，通过改变场效应管的导通时间调节电压；然后通过斩波电路输出的PWM信号改变场效应管的导通时间控制输出电流或电压到电焊机。本发明在焊接量比较小的现场，具有设备简单、操作方便、不需要经常维护保养、噪音小，使用成本低等优点。
附图说明
图1为本发明蓄电池电焊机输出控制电路的电路原理框图；
图2为本发明蓄电池电焊机输出控制电路的电压整定电路原理图；
图3为本发明蓄电池电焊机输出控制电路的斩波电路原理图。
图中标识说明：电池或电池组1、电感2、第一功率场效应管3、功率快速恢复二极管4、滤波电容5、第一场效应管驱动电路6、电压采样及控制电路7、第二功率场效应管8、滤波电感9、第二场效应管驱动电路10、电流电压采样控制电路11、续流二极管12、电流传感器13。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种蓄电池电焊机输出控制电路，该电路应用于电焊机焊接领域，可不需要交流电源，只以蓄电池为能源即可在焊接量较小的焊接现场使用。本发明利用蓄电池或蓄电池组储存的能量进行焊接作业，其通过对蓄电池或蓄电池组的电压进行电压整定(或不整定直接利用)，然后再经过由电子电路控制的斩波电路，实现焊接所需的电流、电压的稳定输出，从而满足电焊机在上述环境的使用。
请参阅图1所示，图1为本发明蓄电池电焊机输出控制电路的电路原理框图。本发明蓄电池电焊机输出控制电路主要包括有：蓄电池、电压整定电路、电压整定采样控制电路、斩波电路、斩波采样控制电路以及电流滤波电路。
蓄电池或蓄电池组，其主要用于为电焊机提供焊接时所需要的能量。其中蓄电池的正极与电压整定电路连接，所述电压整定电路与电压整定采样控制电路连接，电压整定采样控制电路则分别连接与蓄电池的正负极两端连接；斩波电路与电压整定电路连接，其分别还与斩波采样控制电路、电流滤波电路连接。蓄电池的电压由电压整定电路根据电压整定采样控制电路的控制整定到焊接所需要的合适的电压，或者将蓄电池组的电压就组合在焊接所需要的合适的电压上，然后由斩波电路根据斩波采样控制电路的控制，输出需要的电流或电压，将斩波后的电流或电压经过电流滤波电路滤波后输出，即可进行焊接作业。
如图2所示，图2为本发明蓄电池电焊机输出控制电路的电压整定电路原理图。电压整定电路包括有电感2、第一功率场效应管3、功率快速恢复二极管4、滤波电容5、第一场效应管驱动电路6和电压采样及控制电路7。电感2一端与所述电池或电池组1的正极连接，另一端分为两路输出，第一路输出与所述功率快速恢复二极管4的阳极连接，所述功率快速恢复二极管4的阴极与所述电池或电池组1的负极之间连接有一滤波电容5，所述滤波电容5的两端与所述电压采样及控制电路7连接；第二路输出与所述第一功率场效应管3的漏极连接，所述第一功率场效应管3的源极与所述电池或电池组1的负极连接，栅极通过所述第一场效应管驱动电路6与所述电压采样及控制电路7连接。
当电池或电池组1组成的蓄电池标称电压低于电焊机焊接所需要的电压时，则通过升压电路，将电压整定到焊接所需要的电压。其原理为：电压采样及控制电路7在第一场效应管驱动电路6控制下，对所述电池或电池组1进行电压采样，以获取采样电压，并根据该采样电压输出一个PWM信号，所述PWM信号经过所述第一场效应管驱动电路6后，使第一功率场效应管3按PWM的频率及宽度执行导通与截止动作，当第一功率场效应管3导通时，能量储存在电感2里；当第一功率场效应管3截止时，电感2中的能量释放输出供负载使用。
其中第一功率场效应管3的导通时间长，对应储存的能量就多，否则就少，所以，改变PWM的宽度即改变第一功率场效应管3的导通时间，就可以达到调节电压的目的。
另外，需要说明的是，当组合电池组的电压等于或大于焊接所需要的电压时，就不需要整定，直接输入可供电焊机焊接使用。
如图3所示，图3为本发明蓄电池电焊机输出控制电路的斩波电路原理图。斩波电路包括有第二功率场效应管8、滤波电感9、第二场效应管驱动电路10、电流电压采样控制电路11、续流二极管12和电流传感器13。
其中第二功率场效应管8的漏极与所述功率快速恢复二极管4的阳极连接，源极分为两路输出，一路输出与所述续流二极管12的阴极连接，所述续流二极管12的阳极与所述电池或电池组1的负极连接，该续流二极管12可在第二功率场效应管8截止时提供输出电流的通路；另一路输出通过滤波电感9与所述电流传感器13连接，通过滤波电感9处理后可平滑的输出电流；第二功率场效应管8的栅极通过第二场效应管驱动电路10与所述电流电压采样控制电路11连接，所述电流电压采样控制电路11与所述电流传感器13连接。
电流电压采样控制电路11对电流传感器13的电流值及输出的电压值进行采样，并根据采样结果对应产生一个PWM信号，该PWM信号经过第二场效应管驱动电路10后，使第二功率场效应管8按PWM的频率及宽度执行导通与截止动作，并根据第二功率场效应管8的导通时间控制输出电流或输出电压。
综上所述，本发明利用蓄电池储存的能量，通过蓄电池电焊机输出控制电路，对应输出电焊机焊接所需要的电流和电压，以满足电焊机在焊接量较小的焊接现场能够使用。且本发明通过电路的改进，解决了发电机带电焊机设备复杂、需要经常维护保养，发电机噪音大、启动麻烦，使用成本较高，使用过程中有污染物排放的缺陷；同时还解决了采用交流电源的焊机加装蓄电装置，所存在的设备电路复杂，成本较高，以及使用交流电焊接的部分对于无法接入市电的焊接量比较小的维修检修等焊接现场使用不上，容易造成资金和材料浪费的问题。采用本电路对应的焊机设备后，其设备比较简单，维护保养较少，操作使用更加简单方便，噪音小，且使用成本较低，无污染物排放。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种蓄电池电焊机输出控制电路，其特征在于，包括:
一蓄电池，包括电池或电池组(1)，用于为电焊机提供所需的焊接电压；
一电压整定电路，与所述蓄电池连接，用于将蓄电池的输出电压整定到电焊机焊接所需的焊接电压，其包括有电感(2)、第一功率场效应管(3)、功率快速恢复二极管(4)、第一场效应管驱动电路(6)和电压采样及控制电路(7)，所述电感(2)一端与所述电池或电池组(1)的正极连接，另一端分为两路输出，一路输出与所述功率快速恢复二极管(4)的阳极连接，另一路输出与所述第一功率场效应管(3)的漏极连接，所述第一功率场效应管(3)的源极与所述电池或电池组(1)的负极连接，栅极通过所述第一场效应管驱动电路(6)与所述电压采样及控制电路(7)连接；所述电压采样及控制电路(7)通过对所述电压整定电路的输出进行电压采样，获取采样电压，并根据该采样电压输出一个PWM信号，所述PWM信号经过所述第一场效应管驱动电路(6)后，使第一功率场效应管(3)按PWM的频率及宽度执行导通与截止动作，当第一功率场效应管(3)导通时，能量储存在电感(2)里；当第一功率场效应管(3)截止时，电感(2)中的能量释放输出；
一斩波电路，与所述电压整定电路连接，其包括有第二功率场效应管(8)、滤波电感(9)、第二场效应管驱动电路(10)、电流电压采样控制电路(11)、续流二极管(12)和电流传感器(13)，所述第二功率场效应管(8)的漏极与所述功率快速恢复二极管(4)的阴极连接，源极的连接分两路，一路与所述续流二极管的阴极连接，一路通过滤波电感(9)与电流传感器(13)连接，栅极通过第二场效应管驱动电路(10)与所述电流电压采样控制电路(11)连接，所述电流电压采样控制电路(11)与所述电流传感器(13)连接；所述电流电压采样控制电路(11)根据采样的电流传感器(13)的电流值及输出的电压值，产生一个PWM信号，该PWM信号经过第二场效应管驱动电路(10)后使第二功率场效应管(8)按PWM的频率及宽度执行导通与截止动作，并根据第二功率场效应管(8)的导通时间控制输出电流或输出电压。
2.根据权利要求1所述的蓄电池电焊机输出控制电路，其特征在于，还包括有一电流滤波电路，所述电流滤波电路与所述斩波电路连接，用于对斩波电路输出的电流进行滤波处理，然后输出。
3.根据权利要求2所述的蓄电池电焊机输出控制电路，其特征在于，还包括有一电压整定采样控制电路，所述电压整定采样控制电路与所述电压整定电路连接。
4.根据权利要求3所述的蓄电池电焊机输出控制电路，其特征在于，还包括有一斩波采样控制电路，所述斩波采样控制电路与所述斩波电路连接。
5.根据权利要求1所述的蓄电池电焊机输出控制电路，其特征在于，所述电压整定电路中在所述功率快速恢复二极管(4)的阴极与所述电池或电池组(1)的负极之间还连接有一滤波电容(5)。
6.根据权利要求5所述的蓄电池电焊机输出控制电路，其特征在于，所述滤波电容(5)的两端还与所述电压采样及控制电路(7)连接。
7.根据权利要求1所述的蓄电池电焊机输出控制电路，其特征在于，所述续流二极管(12)的阳极与所述电池或电池组(1)的负极连接。
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