CN106425029A - 一种电池式焊机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池式焊机，包括电源线、壳体、焊机电路和焊枪，焊机电路位于壳体内，焊机电路的输入端连接电源线，焊机电路的输出端连接焊枪，电源线用于接通直流电源，所述焊机电路包括推挽电路、第一推挽驱动电路、第二推挽驱动电路和PWM脉宽调制电路。本发明电池式焊机利用推挽电路将蓄电池电源进行输出功率调节，用于焊接操作；当需要进行野外焊接作业时，将本发明的焊机接入到自备的蓄电池或者汽车电瓶即可，非常适合焊接工作量小但焊接环境不固定的场合。并且本发明电池式焊机利用PWM脉宽调制电路控制推挽电路的两个开关场效应管的导通时间，进而控制焊机的输出电压和输出电流，以适应各种不同类型的工件的焊接工作。

Description

一种电池式焊机
技术领域
本发明涉及焊接设备领域，尤其涉及一种电池式焊机。
背景技术
电焊机利用正负两极短路的大电流在接触点形成的高温电弧来熔化电焊条上的焊料和被焊材料，使被焊材料相融合而达到焊接的目的。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。这两种电焊机均是利用了短路大电流熔化接触点金属的原理，利用正负两极在短路时的大电流形成电弧来熔化电焊条上的焊料，使它们达到原子层面的结合。
目前，电焊机在工作时需要接入220V或380V的电源供电，如果需要在野外等缺乏电网的环境中工作，往往需要额外牵拉电线或者配置发电机。这不仅增加了焊接工作的成本，过多的辅助装置也降低了焊接效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有技术的电焊机在野外环境中工作需要牵拉电线或者配置发电机，不仅增加了焊接成本，也降低了焊接效率。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种电池式焊机，包括电源线、壳体、焊机电路和焊枪，焊机电路位于壳体内，焊机电路的输入端连接电源线，焊机电路的输出端连接焊枪，电源线用于接通直流电源，所述焊机电路包括推挽电路、第一推挽驱动电路、第二推挽驱动电路和PWM脉宽调制电路；
推挽电路包括推挽变压器T1、第一开关场效应管Q1、第二开关场效应管Q2、第一快恢复二极管D1和第二快恢复二极管D2；推挽变压器T1的初级绕组包括两段串联的绕组N1和绕组N2，绕组N1和绕组N2的公共端连接直流电源的正极；绕组N1的另一端连接第一开关场效应管Q1的漏极，第一开关场效应管Q1的源极连接直流电源的负极，第一开关场效应管Q1的栅极连接第一推挽驱动电路；绕组N2的另一端连接第二开关场效应管Q2的漏极，第二开关场效应管Q2的源极连接直流电源的负极，第二开关场效应管Q2的栅极连接第二推挽驱动电路；推挽变压器的次级绕组包括两段串联的绕组N3和绕组N4，绕组N3和绕组N4的公共端引出焊机电路的负输出端，绕组N3的另一端串联第一快恢复二极管D1的阳极，绕组N4的另一端串联第二快恢复二极管D2的阳极，第一快恢复二极管D1和第二快恢复二极管D2的阴极并联后构成焊机电路的正输出端；
第一推挽驱动电路和第二推挽驱动电路均连接PWM脉宽调制电路，PWM脉宽调制电路向第一推挽驱动电路和第二推挽驱动电路输出互补的方波驱动信号，第一推挽驱动电路和第二推挽驱动电路将方波驱动信号放大后分别用于控制第一开关场效应管Q1和第二开关场效应管Q2的通断。
进一步的，所述焊机电路的负输出端连接滤波电感L1。
进一步的，所述焊机电路的输出端设置有电压采样电路和电流采样电路，电压采样电路和电流采样电路采集焊机电路的输出电压和输出电流并将采集结果传递至PWM脉宽调制电路，PWM脉宽调制电路根据采集结果调节PWM脉冲宽度，控制推挽电路的第一开关场效应管Q1和第二开关场效应管Q2的导通时间，维持焊机电路的输出电压和输出电流在预设范围内。
进一步的，所述电池式焊机还包括输入装置，输入装置连接PWM脉宽调制电路，输入装置用于修改焊机参数。
进一步的，所述电池式焊机还包括送丝电机驱动电路和送丝电机，送丝电机驱动电路连接直流电源和送丝电机。
有益效果：(1)本发明电池式焊机利用推挽电路将蓄电池电源进行输出功率调节，用于焊接操作；当需要进行野外焊接作业时，将本发明的焊机接入到自备的蓄电池或者汽车电瓶即可，非常适合焊接工作量小但焊接环境不固定的场合。(2)本发明电池式焊机利用PWM脉宽调制电路控制推挽电路的两个开关场效应管的导通时间，进而控制焊机的输出电压和输出电流，以适应各种不同类型的工件的焊接工作。(3)本发明电池式焊机在焊机电路的输出端设置有电压采样电路和电流采样电路，PWM脉宽调制电路根据电压反馈和电流反馈调节输出的方波驱动信号，保证焊机输出功率的稳定。
附图说明
图1是实施例1焊机结构示意图。
图2是实施例1焊机工作原理框图。
图3是实施例1焊机的焊机电路原理图。
图4是实施例1焊机的电流采样电路原理图。
图5是实施例1焊机的电压采样电路原理图。
图6是实施例1焊机的第一推挽驱动电路和第二推挽驱动电路原理图。
其中：1、电源线；2、壳体；3、焊枪；4、推挽电路；5、第一推挽驱动电路；6、第二推挽驱动电路；7、PWM脉宽调制电路；8、电压采样电路；9、电流采样电路；10、送丝电机驱动电路；11、送丝电机；12、工件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例电池式焊机包括电源线1、壳体2、焊机电路、焊枪3、输入装置、送丝电机驱动电路10和送丝电机11。焊机电路位于壳体2内，焊机电路的输入端连接电源线1，焊机电路的输出端连接焊枪3，焊枪3用于焊接工件12，电源线1用于接通直流电源。焊机电路的连接图如图3所示，包括推挽电路4、第一推挽驱动电路5、第二推挽驱动电路6、PWM脉宽调制电路7、电压采样电路8和电流采样电路9。
推挽电路4包括推挽变压器T1、第一开关场效应管Q1、第二开关场效应管Q2、第一快恢复二极管D1和第二快恢复二极管D2；推挽变压器T1的初级绕组包括两段串联的绕组N1和绕组N2，绕组N1和绕组N2的公共端连接直流电源的正极；绕组N1的另一端连接第一开关场效应管Q1的漏极，第一开关场效应管Q1的源极连接直流电源的负极，第一开关场效应管Q1的栅极连接第一推挽驱动电路5；绕组N2的另一端连接第二开关场效应管Q2的漏极，第二开关场效应管Q2的源极连接直流电源的负极，第二开关三极管Q2的栅极连接第二推挽驱动电路6；推挽变压器的次级绕组包括两段串联的绕组N3和绕组N4，绕组N3和绕组N4的公共端引出焊机电路的负输出端，绕组N3的另一端串联第一快恢复二极管D1的阳极，绕组N4的另一端串联第二快恢复二极管D2的阳极，第一快恢复二极管D1和第二快恢复二极管D2的阴极并联后构成焊机电路的正输出端。
第一推挽驱动电路5和第二推挽驱动电路6均连接PWM脉宽调制电路7，PWM脉宽调制电路7向第一推挽驱动电路5和第二推挽驱动电路6输出互补的方波驱动信号A和方波驱动信号B，第一推挽驱动电路5和第二推挽驱动电路6将方波驱动信号放大后分别用于控制第一开关场效应管Q1和第二开关场效应管Q2的通断。第一推挽驱动电路5和第二推挽驱动电路6的电路连接图如图6所示，方波驱动信号A从R1输入，通过T2、T3组成的功率放大电路，由R2输出驱动场效应管Q1。方波驱动信号B从R3输入，通过T4、T5组成的功率放大电路，由R4输出驱动场效应管Q2。
焊机电路的负输出端连接滤波电感L1的一端，滤波电感L1的另一端连接电流采样电路9，电流采样电路如图4所示，运算放大器U2C、电阻R12、电阻R13、电阻R14和电流霍尔传感器组成电流信号采样电路，实现焊机焊接回路电流的信号采集。电流采样电路9将采集结果传递至PWM脉宽调制电路7。
焊机电路的正输出端和负输出端之间还连接有电压采样电路8，其电路连接图如图5所示。同电流采样电路9一样，电压采样电路8采集焊机电路的输出电压并将采集结果反馈至PWM脉宽调制电路7。
PWM脉宽调制电路7根据反馈的输出电流和输出电压调节PWM脉冲宽度，控制推挽电路4的第一开关场效应管Q1和第二开关场效应管Q2的导通时间，维持焊机电路的输出电流和输出电压在预设范围内。
输入装置连接PWM脉宽调制电路7，输入装置用于输入或者修改焊机参数，PWM脉宽调制电路7根据焊机参数控制推挽电路4的第一开关场效应管Q1和第二开关场效应管Q2的导通时间，维持焊机电路的输出电流和输出电压在预设范围内。此处的场效应管Q1和场效应管Q2均作为开关管应用于电路中，使用相关的电路开关管(如三极管、IGBT管和碳化硅MOSFET等)均可实现对应的功能。
送丝电机驱动电路10连接直流电源和送丝电机11，送丝电机驱动电路10根据焊机参数调节送丝电机11的运行速度。
本实施例的电池式焊机体积小、轻巧、便携，在野外进行焊接作业时，只需要将焊机的电源线1插接到汽车的12V蓄电池上即可，用户也可以自备电池，十分适合电力设施、通讯设施以及救援设施的抢修工作。而且焊机集成了送丝机构，可实现各种高低碳钢连续焊接，满足0.5mm薄铁板的焊接需求，对使用者的焊接技能要求远低于其他焊接设备。
虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种电池式焊机，包括电源线(1)、壳体(2)、焊机电路和焊枪(3)，焊机电路位于壳体(2)内，焊机电路的输入端连接电源线(1)，焊机电路的输出端连接焊枪(3)，电源线(1)用于接通直流电源，其特征在于：所述焊机电路包括推挽电路(4)、第一推挽驱动电路(5)、第二推挽驱动电路(6)和PWM脉宽调制电路(7)；
推挽电路(4)包括推挽变压器T1、第一开关场效应管Q1、第二开关场效应管Q2、第一快恢复二极管D1和第二快恢复二极管D2；推挽变压器T1的初级绕组包括两段串联的绕组N1和绕组N2，绕组N1和绕组N2的公共端连接直流电源的正极；绕组N1的另一端连接第一开关场效应管Q1的漏极，第一开关场效应管Q1的源极连接直流电源的负极，第一开关场效应管Q1的栅极连接第一推挽驱动电路(5)；绕组N2的另一端连接第二开关场效应管Q2的漏极，第二开关场效应管Q2的源极连接直流电源的负极，第二开关场效应管Q2的栅极连接第二推挽驱动电路(6)；推挽变压器的次级绕组包括两段串联的绕组N3和绕组N4，绕组N3和绕组N4的公共端引出焊机电路的负输出端，绕组N3的另一端串联第一快恢复二极管D1的阳极，绕组N4的另一端串联第二快恢复二极管D2的阳极，第一快恢复二极管D1和第二快恢复二极管D2的阴极并联后构成焊机电路的正输出端；
第一推挽驱动电路(5)和第二推挽驱动电路(6)均连接PWM脉宽调制电路(7)，PWM脉宽调制电路(7)向第一推挽驱动电路(5)和第二推挽驱动电路(6)输出互补的方波驱动信号，第一推挽驱动电路(5)和第二推挽驱动电路(6)将方波驱动信号放大后分别用于控制第一开关场效应管Q1和第二开关场效应管Q2的通断。
2.根据权利要求1所述的电池式焊机，其特征在于：所述焊机电路的负输出端连接滤波电感L1。
3.根据权利要求2所述的电池式焊机，其特征在于：所述焊机电路的输出端设置有电压采样电路(8)和电流采样电路(9)，电压采样电路(8)和电流采样电路(9)采集焊机电路的输出电压和输出电流并将采集结果传递至PWM脉宽调制电路(7)，PWM脉宽调制电路(7)根据采集结果调节PWM脉冲宽度，控制推挽电路(4)的第一开关场效应管Q1和第二开关场效应管Q2的导通时间，维持焊机电路的输出电压和输出电流在预设范围内。
4.根据权利要求3所述的电池式焊机，其特征在于：还包括输入装置，输入装置连接PWM脉宽调制电路(7)，输入装置用于修改焊机参数。
5.根据权利要求4所述的电池式焊机，其特征在于：还包括送丝电机驱动电路(10)和送丝电机(11)，送丝电机驱动电路(10)连接直流电源和送丝电机(11)。
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