CN104148774B - 电焊机电压控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机控制领域，具体而言，涉及电焊机电压控制电路。该电焊机电压控制电路，包括：变压器、控制开关、焊靶、低压电源、高压电源；变压器二次侧和低压电源均与焊靶电连接；控制开关连接于高压电源与变压器一次侧之间，且当焊靶电压低于预设的低压电源电压时闭合，和当焊靶电压高于预设的工作电压时断开。本发明提供的该电焊机电压控制电路，通过比较焊靶处与低压电源处的电压值，当焊靶电压低于预设的低压电源电压时闭合，和当焊靶电压高于预设的工作电压时断开，来控制给焊靶供电的变压器是否工作，进而控制了电焊机的工作状态，使焊靶只有在需要使用的时候才会由高压电源进行供电，从而避免了电能的浪费，解决了现有技术中的不足。

Description

电焊机电压控制电路

技术领域

本发明涉及电机控制领域，具体而言，涉及电焊机电压控制电路。

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，来达到使它们结合的目的。主要的部件是一个大功率的变压器，电焊机一般按输出电源种类可分为两种，一种是交流电焊机；一种是直流电焊机。是利用电感的原理做成的，电感量在接通和断开时会产生巨大的电压变化，利用正负两极在瞬间短路时产生的高压电弧来熔化电焊条上的焊料，来达到使它们达到原子结合的目的。

现有电焊机防触电保护电路都是利用检测电焊机变压器线圈电流的方法，来控制电焊机主电路的工作状态，这样就必须要求电焊机线圈始终通电，进而造成在待机状态下的电能浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种更加节能更加安全的电焊机电压控制电路，以解决上述的问题。

在本发明的实施例中提供了电焊机电压控制电路，包括：变压器、控制开关、焊靶、低压电源、高压电源；

所述变压器二次侧和所述低压电源均与所述焊靶电连接；

所述控制开关连接于所述高压电源与所述变压器一次侧之间，且当所述焊靶电压低于预设的低压电源电压时闭合，和当所述焊靶电压高于预设的工作电压时断开。

优选的，还包括电压比较电路；

所述电压比较电路的输入端与焊靶电连接，输出端与所述控制开关电连接，且用于采集焊靶电压，并当所述焊靶电压低于预设的低压电源电压时，使所述控制开关闭合，和当所述焊靶电压高于预设的工作电压时，使所述控制开关断开。

优选的，还包括桥式整流电路，所述桥式整流电路连接于所述变压器二次侧和所述电压比较电路之间。

优选的，所述电压比较电路包括第一比较器和第二比较器；

所述第一比较器的用于比较焊靶电压值和低压电源电压值，并当焊靶电压值低于低压电源电压值时发出电信号，使所述控制开关闭合；

所述第二比较器用于比较焊靶工作电压值和实际电压值，且当焊靶实际电压值高于预设的工作电压时，发出电信号，使所述控制开关断开。

优选的，所述控制开关包括第一接触器、第一继电器和第二继电器，所述第一继电器包括第一线圈和第一触点，所述第二继电器包括第二线圈和第二触点，所述第一接触器触点和所述第一触点为常开型触点，所述第二触点为常闭型触点，所述高压电源包括高压电源输出端和高压电源输入端；

所述高压电源输出端、所述第一接触器触点和所述高压电源输入端串联形成闭合回路；

所述高压电源输出端、所述第一触点、所述第二触点、所述第一接触器线圈和所述高压电源输入端串联形成回路；

所述高压电源输出端、所述第二触点、所述第一接触器触点、所述第一接触器线圈和所述高压电源输入端串联形成回路；

所述第一线圈与所述第一比较器的输出端电连接，且当接收到电信号时，控制所述第一触点闭合；

所述第二线圈与所述第二比较器的输出端电连接，且当接收到电信号时，控制第二触点断开。

优选的，所述第一比较器的反相输入端通过第二采样电阻R2与所述地端电连接，且通过第三采样电阻R3与焊靶电连接；

所述第一比较器的同相输入端通过第一采样电阻R1与低压电源电连接，且通过第八采样电阻R8与地端电连接；

所述第二比较器的反相输入端通过第七采样电阻R7与低压电源电连接，且通过第九采样电阻R9与地端电连接；

所述第二比较器的同相输入端通过第四采样电阻R4与焊靶电连接，且通过第五采样电阻R5与地端电连接。

优选的，所述控制开关包括第二接触器、第三继电器和第四继电器，所述第二接触器包括第二接触器线圈和第二接触器触点，所述第三继电器包括第三线圈和第三触点，所述第四继电器包括第四线圈和第四触点，所述第二接触器触点和所述第三触点均为常开型触点，所述第四触点为常闭型触点，所述高压电源包括第高压电源输出端和高压电源输入端；

所述高压电源输出端、所述第二接触器触点和所述高压电源输入端串联形成回路，所述第二接触器触点当所述第二接触器线圈所在电路通电时控制闭合；

所述高压电源输出端、所述第二接触器线圈、所述第二接触器触点、所述第四触点和地端串联形成回路；

所述高压电源输出端所述第二接触器线圈、所述第三触点、所述第四触点和地端串联形成回路；

所述焊靶、所述第四线圈和地端串联形成回路；

所述第四线圈当电压值拆过预设的工作电压时，控制所述第四触点断开。

优选的，还包括桥式整流电路，所述桥式整流电路连接于所述变压器二次侧和所述焊靶之间。

本发明实施例提供的电焊机电压控制电路，与现有技术中的检测电焊机线圈电流的方法来控制主电路的工作状态，使电焊机线圈始终通电，进而造成了电能的浪费相比，其通过比较焊靶处与低压电源处的电压值，当焊靶电压低于预设的低压电源电压时闭合，和当焊靶电压高于预设的工作电压时断开，来控制给焊靶供电的变压器是否工作，进而控制了电焊机的工作状态，从而使焊靶只有在需要使用的时候才会由高压电源进行供电，从而避免了电能的浪费，解决了现有技术中的不足。

附图说明

图1示出了本发明实施例的电焊机电压控制电路基本模块图；

图2示出了本发明实施例的电焊机电压控制电路优化连接图；

图3示出了本发明实施例的电焊机电压控制电路第一种原件连接图；

图4示出了本发明实施例的电焊机电压控制电路第二种原件连接图。

图中：101、高压电源；102、控制开关；103、变压器；104、焊靶；105、低压电源；106、电压比较电路；C1、第一接触器；C2、第二接触器；J1、第一继电器；J2、第二继电器；J3、第三继电器；J4、第四继电器。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

本发明实施例1提供了电焊机电流控制电路，如图1至图4所示，

电焊机电压控制电路，包括：变压器103、控制开关102、焊靶104、低压电源105、高压电源101；

变压器二次侧和低压电源105均与焊靶104电连接；

控制开关102用于高压电源101与变压器一次侧，且当焊靶104电压低于预设的低压电源105电压时闭合，和当焊靶电压高于预设的工作电压时断开

具体的，低压电源105的输出端能够直接向焊靶104提供电。待机的状态下，焊靶104与地不接触，焊靶104上面有低压电源105提供的电压。当焊靶104需要工作的时候，也就是焊靶104通过电焊条与地相接触的时候，焊靶104处由低压电源105提供的电压下降，第一继电器J1通电工作，使得控制开关102闭合，进而控制变压器一次侧与高压电源101接通，使变压器二次侧向焊靶104提供电能，此时焊靶104处于正常工作状态下，通常运行电压在30V-40V左右。当焊靶104工作结束，也就是焊靶104上面的电焊条离开工件之后，变压器二次侧输出的电流减少到0，焊靶104处的电压会上升，如果不关闭主变压器103电源，通常可以到70V-80V左右，在现有的技术中，这个电压需要维持几秒钟才关闭，本发明由于采用了电压比较技术，可以设定超过40V，第二继电器J2就开始工作，也就是控制开关102断开，控制高压电源101与变压器一次侧端来连接，变压器103停止工作，也就是停止向焊靶104供电，电焊机进入到待机状态。所以可以让电焊机在整个工作循环过程中，输出电压不会超过41V，如果在特殊环境使用，可以做到输出电压不会超过36V，确保安全。此时，只有低压电源105向焊靶104供电，如果焊靶104再与地接触，则经过上述流程再次使焊靶104进入工作状态，如此反复。

需要说明的是低压电源105输入端均可以理解为“接地端”，也就是0电位处，与需要焊接的工件连接在一起，后文中出现的低压电源105输入端也应如此理解，以低压电源105输入端的形式进行表达是为了说明能低压电源105输入端所在的电路能够形成完整的回路。并且出现的低压电源105输入端可以是相同的，也可以是不同的，能够提供直流电能即可。需要说明的是，低压电源105均应设置有单向导通的二极管，以防止变压器二次侧的电压过高时，使二次侧的电流流入低压电源105。

进一步，电焊机电压控制电路还包括电压比较电路106，电压比较电路106的输入端与焊靶104电连接，输出端与控制开关102电连接，且用于采集焊靶104电压，并当焊靶104电压低于预设的低压电源105电压时，使控制开关102闭合，和当焊靶电压高预设的工作电压时，使控制开关102断开。

具体的，电压比较电路106用于采集焊靶104的电压并与预设的电压值进行对比，进而实现对控制开关102的控制作用。电压比较电路106将获取到的焊靶104电压值与低压电源105电压相对比，如果焊靶104处的电压值低于低压电源105的电压值，那么则说明焊靶104与地已经接触(导通，并形成回路)了，焊靶104处的电压下降，此时说明焊靶104处于工作状态，也就是变压器103应工作，以向焊靶104提供工作电压，由此电压比较电路106可以向控制开关102发送控制信号，以使控制开关102闭合，是高压电源101向变压器103的一次侧提供电能，进而使变压器103的二次侧向焊靶104提供变压后的电能，使焊靶104正常工作，此时焊靶104处的电压通常为30-40V，也就是焊靶104处的电压与预设的工作电压是相符合的(不高于工作电压)，不会触发控制开关102断开。

当焊靶104与地分开的时候，由于变压器103仍然在正常工作，使得变压器二次侧的电压上升(由于低压电源105装有单向导通二极管，焊靶104处的高压不会向低压电源105释放)，上升到超过预设的工作电压40V，则电压比较电路106使控制开关102断开，进而停止变压器103工作，加载到焊靶104处的电压仍然只有低压电源105的电压值，由于该电压值与低压电源105电压是相同的，因此不会使控制开关102闭合，也就是整个电路再次进行初始状态(待机状态)。

需要说明的是，电压比较电路106所发送的信号是起到操控控制开关102的作用，其发送信号的电平高低可以视情况而定。在电压比较电路106进行比较的时候，为防止出现误动作，可以将用于比较的、预设的低压电源105电路调节的较低，使焊靶104的电压值过低时才会触发控制开关102闭合(如，低压电源105的正常电压值为12V，用于比较的低压电源105电压值为8V，以防止低压电源105的电压不稳定，造成控制开关102的误动作)。基于同样的理由，用于比较的、预设的工作电压也可以设置的稍高一些。

通常，高压电源101是交流电流源(如220V，380V等)，而焊靶104所使用的是直流电流，也就是需要通过整流电路进行交直流的转换，此处使用的是全桥整流电路对高压电源101的电流进行整流工作。也就是电焊机电压控制电路还包括桥式整流电路，桥式整流电路连接于变压器二次侧和电压比较电路106之间。上面说明的都是直流电焊机，如果使用的是交流电焊机，那么在电焊机的焊靶与低压电源105，比较电路之间必须通过整流滤波电路，把交流电变成直流电信号才能够进行工作。其它工作原理完全相同。

进一步，电压比较电路106包括第一比较器和第二比较器；第一比较器的用于比较焊靶104电压值和低压电源105电压值，并当焊靶104电压值低于低压电源105电压值时发出电信号，使控制开关102闭合；第二比较器用于比较焊靶104工作电压值和实际电压值，且当焊靶104实际电压值高于预设的工作电压时，发出电信号，使控制开关102断开。

使用时需要使用两个比较器来分别比较焊靶104的电压值是否低于低压电源105的电压值，需要说明的是，低压电源105的电压值是可以是从低压电源105处获取的，也可以是单独从信号发生器获取的。同样的理由，工作电压值也可以是从信号发生器上获取到的。

具体的，如图3所示，控制开关102包括第一接触器C1、第一继电器J1和第二继电器J2，第一接触器C1包括第一接触器C1线圈和2个第一接触器C1触点(两个触点的动作方式相同，其中一个的作用是通电自锁，另一个的作用是与其他元器件形成回路)，第一继电器J1包括第一线圈和第一触点，第二继电器J2包括第二线圈和第二触点，第一接触器C1触点和第一触点为常开型触点，第二触点为常闭型触点，高压电源101包括高压电源输出端和高压电源输入端；高压电源输出端、第一接触器C1触点和高压电源输入端串联形成闭合回路；高压电源输出端、第一触点、第二触点、第一接触器C1线圈和高压电源输入端串联形成回路；高压电源输出端、第二触点、第一接触器C1触点、第一接触器C1线圈和高压电源输入端串联形成回路；第一线圈与第一比较器的输出端电连接，且当接收到电信号时，控制第一触点闭合；第二线圈与第二比较器的输出端电连接，且当接收到电信号时，控制第二触点断开。

需要说明的是，高压电源输出端、第二触点、第一接触器C1触点、第一接触器C1线圈和高压电源输入端串联形成的回路，作用是将第一接触器C1线圈通电后自锁，以使第一接触器C1触点持续处于闭合状态，使高压电源101持续向变压器103输出。

如图3所示，具体的，第一比较器和第二比较器可以通过如下连接方式来采集电压信号：第一比较器的反相输入端通过第二采样电阻R2与地端电连接，且通过第三采样电阻R3与焊靶104电连接；第一比较器的同相输入端通过第一采样电阻R1与低压电源105电连接，且通过第八采样电阻R8与地端电连接；第二比较器的反相输入端通过第七采样电阻R7与低压电源105电连接，且通过第九采样电阻R9与地端电连接；第二比较器的同相输入端通过第四采样电阻R4与焊靶104电连接，且通过第五采样电阻R5与地端电连接。图中的二极管D1是起到单向导通作用的。

如图4所示，除了使用电压比较电路106，通过电信号的方式来操控控制开关102，还可以是直接从控制开关102的硬件角度实现控制。也就是控制开关102包括第二接触器C2、第三继电器J3和第四继电器J4，第二接触器C2包括第二接触器C2线圈和两个第二接触器C2触点(两个触点的动作方式相同，其中一个的作用是通电自锁，另一个的作用是与其他元器件形成回路)，第三继电器J3包括第三线圈和第三触点，第四继电器J4包括第四线圈和第四触点，第二接触器C2触点和第三触点均为常开型触点，第四触点为常闭型触点，高压电源101包括第高压电源输出端和高压电源输入端；高压电源输出端、第二接触器C2触点和高压电源输入端串联形成回路，第二接触器C2触点当第二接触器C2线圈所在电路通电时控制闭合；高压电源输出端、第二接触器C2线圈、第二接触器C2触点、第四触点和地端串联形成回路；高压电源输出端第二接触器C2线圈、第三触点、第四触点和地端串联形成回路；焊靶104、第四线圈和地端串联形成回路；第四线圈当电压值超过预设的工作电压时，控制第四触点断开。

需要说明的是，通过调整继电器线圈的物理特性，能够使继电器的线圈在达到一定的电压时才会控制相应的触点做出动作。

进一步，通常高压电源101是交流电流源(如220V，380V等)，而焊靶104所使用的是直流电流，也就是需要通过整流电路进行交直流的转换，此处使用的是全桥整流电路对变压器103输出进行整流工作。也就是电焊机电压控制电路还包括桥式整流电路，桥式整流电路连接于变压器二次侧和电压比较电路106之间。

图4中，电阻R10的作用是分压限流，使继电器4线圈在电焊机正常工作的时候不会工作，调节R10的阻值可以改变电焊机工作停止的电压。

本申请所提供的电焊机电压控制电路，通过比较焊靶处与低压电源电压值大小，和比较焊靶处的电压值与预设的工作电压值大小，来控制给焊靶供电的变压器是否工作，进而控制了电焊机的工作状态，从而使焊靶只有在需要使用的时候才会由高压电源进行供电，并且通过使用了继电器等不宜损坏的电子元器件使得电焊机电压控制电路整体的稳定性更强，从而在避免了电能的浪费的基础上，使电焊机电压控制电路更稳定，并且，进一步明确了不同比较器的作用，使电焊机电压控制电路的工作更为合理和容易实现，还设计了控制开关的具体电路结构，使电焊机电压控制电路的电路结构更为合理，工作更加稳定，更好的解决了现有技术中的不足，更加重要的是现有技术中待机状态下的焊靶电压在30V左右，同时这个电压是主变压器提供的，功力很大，达几KW，如果电焊机在特别湿的环境下工作，不是特别安全。经试验，本发明实施例提供的电焊机电压控制电路，待机状态下的焊靶电压在12V以下，功力非常的小，只有3瓦左右，所以更加安全可靠。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.电焊机电压控制电路，其特征在于，包括：变压器、控制开关、焊靶、低压电源、高压电源；

所述变压器二次侧和所述低压电源均与所述焊靶电连接；

所述控制开关连接于所述高压电源与所述变压器一次侧之间，且当所述焊靶电压低于预设的低压电源电压时闭合，当所述焊靶电压高于预设的工作电压时断开；

所述控制开关包括第二接触器、第三继电器和第四继电器，所述第二接触器包括第二接触器线圈和第二接触器触点，所述第三继电器包括第三线圈和第三触点，所述第四继电器包括第四线圈和第四触点，所述第二接触器触点和所述第三触点均为常开型触点，所述第四触点为常闭型触点，所述高压电源包括高压电源输出端和高压电源输入端；

所述高压电源输出端、所述第二接触器触点和所述高压电源输入端串联形成回路，所述第二接触器触点当所述第二接触器线圈所在电路通电时控制闭合；

所述高压电源输出端、所述第二接触器线圈、所述第二接触器触点、所述第四触点和地端串联形成回路；

所述高压电源输出端、所述第二接触器线圈、所述第三触点、所述第四触点和地端串联形成回路；

所述焊靶、所述第四线圈和地端串联形成回路；

所述第四线圈当电压值超过预设的工作电压时，控制所述第四触点断开。

2.根据权利要求1所述的电焊机电压控制电路，其特征在于，还包括桥式整流电路，所述桥式整流电路连接于所述变压器二次侧和所述焊靶之间。