CN106624269A - 一种基于可调稳压电路设计的交流电焊机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于可调稳压电路设计的交流电焊机，设置有空载保护电路、电源供电电路及焊机电路，空载保护电路与电源供电电路相连接，电源供电电路与焊机电路相连接，电源供电电路内设置有电源变压器T1、整流二极管D1、整流二极管D2、电源芯片IC1、稳压管VS、电容C2、电感L1、电容C5及电位器RP1，电源变压器T1的次级端W2的两端分别通过整流二极管D1和整流二极管D2与电源芯片IC1的1脚相连接；在进行空载保护电路供电时，采用基于可调型的稳压芯片而设计，能够根据不同需要进行直流供电电压的调节，在进行整流电路设置时，基于全波整流设计，能够自动化的提高功率因数，达到节能环保的目的。

Description

一种基于可调稳压电路设计的交流电焊机

技术领域

本发明涉及材料科学技术、焊机技术等领域，具体的说，是一种基于可调稳压电路设计的交流电焊机。

背景技术

焊机就是为焊接提供一定特性的电源的电器，焊接由于灵活简单方便牢固可靠，焊接后甚至与母材同等强度的优点广泛用于各个工业领域，如航空航天，船舶，汽车，容器等。

电焊机(electric welding machine)实际上就是具有下降外特性的变压器，将220V和380V交流电变为低压的直流电，电焊机一般按输出电源种类可分为两种，一种是交流电源的；一种是直流电的。直流的电焊机可以说也是一个大功率的整流器，分正负极，交流电输入时，经变压器变压后，再由整流器整流，然后输出具有下降外特性的电源，输出端在接通和断开时会产生巨大的电压变化，两极在瞬间短路时引燃电弧，利用产生的电弧来熔化电焊条和焊材，冷却后来达到使它们结合的目的。焊接变压器有自身的特点，外特性就是在焊条引燃后电压急剧下降的特性。

电焊机的主要部件是一个降压变压器，次级线圈的两端是被焊接工件和焊条，工作时引燃电弧，在电弧的高温中将焊条熔接于工件的缝隙中。由于电焊变压器的铁芯有自身的特点，因此具有电压急剧下降的特性，即在焊条引燃后电压下降；在焊条被粘连短路时，电压更是急剧下降。

在焊接操作时，虽然电路中的电流处处相等，但由于各处的电阻不一样，在不固定接触处的电阻最大(这个电阻叫接触电阻)，根据电流的热效应定律(也叫焦尔定律)，即Q＝IR.t可知：在电流相等时，则电阻越大的部位发热越高，因此在焊接时，焊条的触头也就是被接的金属体的接触处的接触电阻最大，则在这个部位产生的电热自然也就最多，加之焊条是熔点较低的合金，自然容易熔化。熔化后的合金焊条芯粘合在被焊物体上，冷却后便把焊接对象粘合在一块。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于可调稳压电路设计的交流电焊机，能够实现电焊机的空载保护，在进行空载保护电路供电时，采用基于可调型的稳压芯片而设计，能够根据不同需要进行直流供电电压的调节，达到可调的进行直流电压供给，在进行整流电路设置时，基于全波整流设计，能够自动化的提高功率因数，避免出现电压浪费的情况，从而达到节能环保的目的。

本发明通过下述技术方案实现：一种基于可调稳压电路设计的交流电焊机，设置有空载保护电路、电源供电电路及焊机电路，所述空载保护电路与电源供电电路相连接，电源供电电路与焊机电路相连接，在所述电源供电电路内设置有电源变压器T1、整流二极管D1、整流二极管D2、电源芯片IC1、稳压管VS、电容C2、电感L1、电容C5及电位器RP1，电源变压器T1的次级端W2的两端分别通过整流二极管D1和整流二极管D2与电源芯片IC1的1脚相连接，电源芯片IC1的3脚和5脚共接且与次级端W2的中间抽头连接并接地，电源芯片IC1的3脚还通过稳压管VS与电源芯片IC1的2脚相连接，电容C2、电感L1、电容C5连接构成LCπ型滤波电路，且LCπ型滤波电路的输入端连接在电源芯片IC1的2脚和3脚之间，LCπ型滤波电路的输出端与空载保护电路相连接，电位器RP1并联在LCπ型滤波电路的输出端上，且电位器RP1的可调端与电源芯片IC1的4脚相连接；电源变压器T1的初级端W1为电源供电电路的输入端，且初级端W1与焊机电路相连接。

进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述整流二极管D1的负极和整流二极管D2的负极皆与电源芯片IC1的1脚相连接，稳压管VS的负极连接电源芯片IC1的2脚。

进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：还包括连接在电源供电电路的输入端上的开关保护电路，所述开关保护电路包括双联开关QS和保险管FU，且在双联开关QS的每一联上皆设置一个保险管FU，保险管FU设置在双联开关QS与电源供电电路的输入端之间。

进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：在所述空载保护电路内设置有相互连接的电流检测控制电路及延时控制电路，延时控制电路内设置有电阻R7、电容C3、电容C4、时基芯片IC2、继电器K及交流接触器KM，电阻R7的第一端分别与LCπ型滤波电路的输出端的第一端及时基芯片IC2的4脚和8脚相连接，电阻R7的第二端分别与电容C3的第一端和电流检测控制电路相连接，电容C3的第二端分别与电流检测控制电路、电容C4的第二端及时基芯片IC2的1脚相连接，时基芯片IC2的6脚和7脚共接且与电阻R7的第二端相连接，时基芯片IC2的6脚连接电容C4的第一端，时基芯片IC2的2脚连接电流检测控制电路，继电器K设置在时基芯片IC2的3脚和1脚之间；交流接触器KM与继电器K的动触头K1相串联且设置在电源供电电路的输入端上。

进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述电容C3采用电解电容，且电容C3的正极连接电阻R7的第二端。

进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：在所述电流检测控制电路内设置有电流互感器TA、二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、晶体管V1及晶体管V2，所述电流互感器TA与焊机电路感应连接，二极管VD1并联在电流互感器TA上，电阻R2、二极管VD2、二极管VD3及二极管VD1顺次相连，且二极管VD22与二极管VD3共接的端头通过电阻R3与晶体管V1的基极相连接，二极管VD1与二极管VD3的共接端通过电阻R4连接晶体管V1的基极，且电阻R4并联在晶体管V1的发射结上；晶体管V1的集电极通过电阻R5连接LCπ型滤波电路的输出端的第一端，晶体管V1的集电极通过电阻R6连接晶体管V2的基极，晶体管V1的集电极连接时基芯片IC2的2脚，晶体管V2的发射极连接电阻R7的第二端，晶体管V2的集电极连接时基芯片IC2的1脚且接地。

进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述二极管VD1的正极连接二极管VD3的负极，二极管VD2的负极连接二极管VD3的正极，晶体管V1采用NPN三极管，晶体管V2采用PNP三极管。

进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述二极管VD1及二极管VD2皆采用发光二极管。

进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：在所述焊机电路内设置有电位器RP2、电容C1及焊机变压器T2，电容C1并联在电位器的可调端和第二固定端之间，交流接触器KM的常开触头KM1并联在电位器RP2两端，交流接触器KM与动触头K1非共接的端头与电位器RP2的第一固定端相连接，电位器RP2的第二固定端连接焊机变压器T2初级端W3的第二端，动触头K1与交流接触器KM非共接的端头连接初级端W3的第一端，所述电流互感器TA与焊机变压器T2的次级端W4感应连接。

进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置结构：所述电源芯片IC1采用LM2596系列稳压芯片，所述电容C2为LCπ型滤波电路的输入端，所述电容C5为LCπ型滤波电路的输出端。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明能够实现电焊机的空载保护，在进行空载保护电路供电时，采用基于可调型的稳压芯片而设计，能够根据不同需要进行直流供电电压的调节，达到可调的进行直流电压供给，在进行整流电路设置时，基于全波整流设计，能够自动化的提高功率因数，避免出现电压浪费的情况，从而达到节能环保的目的。

本发明能够实现电焊机的空载保护，通过设置电流检测控制电路对焊机电路进行检测，确定其是否依然处于工作状态，并结合延时控制电路进行延时，当超过延时时间后，整个电焊机自动的进行断电节能保护，达到安全焊接的同时具有节能的效果。

本发明在进行电流检测控制电路设计时，利用发光二极管能够实时观察其是否处于正常运行的状态。

本发明通过交流接触器和继电器的配合使用，能够在起到空载节能保护的同时，利用小电流进行大电流的控制，达到安全控制的目的。

本发明基于时基芯片而设计的延时控制电路能够在高灵敏性的控制条件下进行延时控制。

附图说明

图1为本发明的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

一种基于可调稳压电路设计的交流电焊机，能够实现电焊机的空载保护，在进行空载保护电路供电时，采用基于可调型的稳压芯片而设计，能够根据不同需要进行直流供电电压的调节，达到可调的进行直流电压供给，在进行整流电路设置时，基于全波整流设计，能够自动化的提高功率因数，避免出现电压浪费的情况，从而达到节能环保的目的，如图1所示，特别采用下述设置结构：设置有空载保护电路、电源供电电路及焊机电路，所述空载保护电路与电源供电电路相连接，电源供电电路与焊机电路相连接，在所述电源供电电路内设置有电源变压器T1、整流二极管D1、整流二极管D2、电源芯片IC1、稳压管VS、电容C2、电感L1、电容C5及电位器RP1，电源变压器T1的次级端W2的两端分别通过整流二极管D1和整流二极管D2与电源芯片IC1的1脚相连接，电源芯片IC1的3脚和5脚共接且与次级端W2的中间抽头连接并接地，电源芯片IC1的3脚还通过稳压管VS与电源芯片IC1的2脚相连接，电容C2、电感L1、电容C5连接构成LCπ型滤波电路，且LCπ型滤波电路的输入端连接在电源芯片IC1的2脚和3脚之间，LCπ型滤波电路的输出端与空载保护电路相连接，电位器RP1并联在LCπ型滤波电路的输出端上，且电位器RP1的可调端与电源芯片IC1的4脚相连接；电源变压器T1的初级端W1为电源供电电路的输入端，且初级端W1与焊机电路相连接。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，如图1所示，特别采用下述设置结构：所述整流二极管D1的负极和整流二极管D2的负极皆与电源芯片IC1的1脚相连接，稳压管VS的负极连接电源芯片IC1的2脚。

实施例3：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，如图1所示，特别采用下述设置结构：还包括连接在电源供电电路的输入端上的开关保护电路，所述开关保护电路包括双联开关QS和保险管FU，且在双联开关QS的每一联上皆设置一个保险管FU，保险管FU设置在双联开关QS与电源供电电路的输入端之间。

实施例4：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，如图1所示，特别采用下述设置结构：在所述空载保护电路内设置有相互连接的电流检测控制电路及延时控制电路，延时控制电路内设置有电阻R7、电容C3、电容C4、时基芯片IC2、继电器K及交流接触器KM，电阻R7的第一端分别与LCπ型滤波电路的输出端的第一端及时基芯片IC2的4脚和8脚相连接，电阻R7的第二端分别与电容C3的第一端和电流检测控制电路相连接，电容C3的第二端分别与电流检测控制电路、电容C4的第二端及时基芯片IC2的1脚相连接，时基芯片IC2的6脚和7脚共接且与电阻R7的第二端相连接，时基芯片IC2的6脚连接电容C4的第一端，时基芯片IC2的2脚连接电流检测控制电路，继电器K设置在时基芯片IC2的3脚和1脚之间；交流接触器KM与继电器K的动触头K1相串联且设置在电源供电电路的输入端上。

实施例5：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，如图1所示，特别采用下述设置结构：所述电容C3采用电解电容，且电容C3的正极连接电阻R7的第二端。

实施例6：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，如图1所示，特别采用下述设置结构：在所述电流检测控制电路内设置有电流互感器TA、二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、晶体管V1及晶体管V2，所述电流互感器TA与焊机电路感应连接，二极管VD1并联在电流互感器TA上，电阻R2、二极管VD2、二极管VD3及二极管VD1顺次相连，且二极管VD22与二极管VD3共接的端头通过电阻R3与晶体管V1的基极相连接，二极管VD1与二极管VD3的共接端通过电阻R4连接晶体管V1的基极，且电阻R4并联在晶体管V1的发射结上；晶体管V1的集电极通过电阻R5连接LCπ型滤波电路的输出端的第一端，晶体管V1的集电极通过电阻R6连接晶体管V2的基极，晶体管V1的集电极连接时基芯片IC2的2脚，晶体管V2的发射极连接电阻R7的第二端，晶体管V2的集电极连接时基芯片IC2的1脚且接地。

实施例7：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，如图1所示，特别采用下述设置结构：所述二极管VD1的正极连接二极管VD3的负极，二极管VD2的负极连接二极管VD3的正极，晶体管V1采用NPN三极管，晶体管V2采用PNP三极管。

实施例8：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，如图1所示，特别采用下述设置结构：所述二极管VD1及二极管VD2皆采用发光二极管。

实施例9：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，如图1所示，特别采用下述设置结构：在所述焊机电路内设置有电位器RP2、电容C1及焊机变压器T2，电容C1并联在电位器的可调端和第二固定端之间，交流接触器KM的常开触头KM1并联在电位器RP2两端，交流接触器KM与动触头K1非共接的端头与电位器RP2的第一固定端相连接，电位器RP2的第二固定端连接焊机变压器T2初级端W3的第二端，动触头K1与交流接触器KM非共接的端头连接初级端W3的第一端，所述电流互感器TA与焊机变压器T2的次级端W4感应连接。

实施例10：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，如图1所示，特别采用下述设置结构：所述电源芯片IC1采用LM2596系列稳压芯片，所述电容C2为LCπ型滤波电路的输入端，所述电容C5为LCπ型滤波电路的输出端。

在设计使用时，将焊机变压器T2的次级端分别连接焊把A和焊件B，接通双联开关QS，交流380V电压(或交流220V电压)一路经交流接触器KM的常开触头KM1加至焊机变压器T2的一次绕组(初级端)W3上；另一路经电源变压器T1降压，整流二极管D1、整流二极管D2全波整流，电源芯片IC1、稳压管VS及电位器RP1稳压调节，电容C2、电感L1及电容C5滤波后，为晶体管V1、晶体管V2和时基芯片IC2提供直流工作电压。

在电焊机空载(未焊接)时，电流互感器TA中无感应电流，晶体管V1和晶体管V2处于截止状态，时基芯片IC2(优选的采用NE555时基芯片)的2脚为高电位，时基芯片IC2的3脚输出低电平，继电器K和交流接触器KM处于释放状态，交流接触器KM的常开触头KM1断开，电容C1、电位器RP2并联接入焊机变压器T2的一次回路(初级端W3)中，使电焊机进入空载节电状态。

当焊接时，焊把A上的焊条与焊件B碰触，使交流接触器TA产生感应电流，磁感应电流经电阻R2限流，二极管VD2整流后使晶体管V1和晶体管V2导通，时基芯片IC2的2脚变为低电平，时基芯片IC2的3脚输出高电平，继电器K和交流接触器KM通电吸合，交流接触器KM的常开触头KM1将电位器RP2和电容C1短路，电焊机进入正常焊接状态。

为防止KM在电焊机间歇操作时频繁动作，电路设有延时控制功能。在停止焊接时，晶体管V1和晶体管V2截止，电容C3通过电阻R7充电，只有在电容C3两端电压充至设定电平(优选的为8V)时，时基芯片IC2的3脚才输出低电平，使继电器K和交流接触器KM断电释放，电焊机才转入待机节能状态。

在使用时，优选的电阻R7可以采用电位器代替，当改变电阻R7的阻值或改变电容C3的容量，可改变延时时间的长短。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于可调稳压电路设计的交流电焊机，其特征在于：设置有空载保护电路、电源供电电路及焊机电路，所述空载保护电路与电源供电电路相连接，电源供电电路与焊机电路相连接，在所述电源供电电路内设置有电源变压器T1、整流二极管D1、整流二极管D2、电源芯片IC1、稳压管VS、电容C2、电感L1、电容C5及电位器RP1，电源变压器T1的次级端W2的两端分别通过整流二极管D1和整流二极管D2与电源芯片IC1的1脚相连接，电源芯片IC1的3脚和5脚共接且与次级端W2的中间抽头连接并接地，电源芯片IC1的3脚还通过稳压管VS与电源芯片IC1的2脚相连接，电容C2、电感L1、电容C5连接构成LCπ型滤波电路，且LCπ型滤波电路的输入端连接在电源芯片IC1的2脚和3脚之间，LCπ型滤波电路的输出端与空载保护电路相连接，电位器RP1并联在LCπ型滤波电路的输出端上，且电位器RP1的可调端与电源芯片IC1的4脚相连接；电源变压器T1的初级端W1为电源供电电路的输入端，且初级端W1与焊机电路相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于可调稳压电路设计的交流电焊机，其特征在于：所述整流二极管D1的负极和整流二极管D2的负极皆与电源芯片IC1的1脚相连接，稳压管VS的负极连接电源芯片IC1的2脚。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于可调稳压电路设计的交流电焊机，其特征在于：还包括连接在电源供电电路的输入端上的开关保护电路，所述开关保护电路包括双联开关QS和保险管FU，且在双联开关QS的每一联上皆设置一个保险管FU，保险管FU设置在双联开关QS与电源供电电路的输入端之间。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于可调稳压电路设计的交流电焊机，其特征在于：在所述空载保护电路内设置有相互连接的电流检测控制电路及延时控制电路，延时控制电路内设置有电阻R7、电容C3、电容C4、时基芯片IC2、继电器K及交流接触器KM，电阻R7的第一端分别与LCπ型滤波电路的输出端的第一端及时基芯片IC2的4脚和8脚相连接，电阻R7的第二端分别与电容C3的第一端和电流检测控制电路相连接，电容C3的第二端分别与电流检测控制电路、电容C4的第二端及时基芯片IC2的1脚相连接，时基芯片IC2的6脚和7脚共接且与电阻R7的第二端相连接，时基芯片IC2的6脚连接电容C4的第一端，时基芯片IC2的2脚连接电流检测控制电路，继电器K设置在时基芯片IC2的3脚和1脚之间；交流接触器KM与继电器K的动触头K1相串联且设置在电源供电电路的输入端上。

5.根据权利要求4所述的一种基于可调稳压电路设计的交流电焊机，其特征在于：所述电容C3采用电解电容，且电容C3的正极连接电阻R7的第二端。

6.根据权利要求4所述的一种基于可调稳压电路设计的交流电焊机，其特征在于：在所述电流检测控制电路内设置有电流互感器TA、二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、晶体管V1及晶体管V2，所述电流互感器TA与焊机电路感应连接，二极管VD1并联在电流互感器TA上，电阻R2、二极管VD2、二极管VD3及二极管VD1顺次相连，且二极管VD22与二极管VD3共接的端头通过电阻R3与晶体管V1的基极相连接，二极管VD1与二极管VD3的共接端通过电阻R4连接晶体管V1的基极，且电阻R4并联在晶体管V1的发射结上；晶体管V1的集电极通过电阻R5连接LCπ型滤波电路的输出端的第一端，晶体管V1的集电极通过电阻R6连接晶体管V2的基极，晶体管V1的集电极连接时基芯片IC2的2脚，晶体管V2的发射极连接电阻R7的第二端，晶体管V2的集电极连接时基芯片IC2的1脚且接地。

7.根据权利要求6所述的一种基于可调稳压电路设计的交流电焊机，其特征在于：所述二极管VD1的正极连接二极管VD3的负极，二极管VD2的负极连接二极管VD3的正极，晶体管V1采用NPN三极管，晶体管V2采用PNP三极管。

8.根据权利要求6或7所述的一种基于可调稳压电路设计的交流电焊机，其特征在于：所述二极管VD1及二极管VD2皆采用发光二极管。

9.根据权利要求4所述的一种基于可调稳压电路设计的交流电焊机，其特征在于：在所述焊机电路内设置有电位器RP2、电容C1及焊机变压器T2，电容C1并联在电位器的可调端和第二固定端之间，交流接触器KM的常开触头KM1并联在电位器RP2两端，交流接触器KM与动触头K1非共接的端头与电位器RP2的第一固定端相连接，电位器RP2的第二固定端连接焊机变压器T2初级端W3的第二端，动触头K1与交流接触器KM非共接的端头连接初级端W3的第一端，所述电流互感器TA与焊机变压器T2的次级端W4感应连接。

10.根据权利要求1，2，5-7，9任一项所述的一种基于可调稳压电路设计的交流电焊机，其特征在于：所述电源芯片IC1采用LM2596系列稳压芯片，所述电容C2为LCπ型滤波电路的输入端，所述电容C5为LCπ型滤波电路的输出端。