CN107414261A - 电池式螺柱焊机 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种电池式螺柱焊机，由电池组、焊枪提升电路、开关电路、开关驱动电路、控制单元和电流采样电路组成，其中电池组、开关电路、焊机输出和焊枪提升电路构成螺柱焊机的供能回路，电流采样电路接入焊机输出并信号接入控制单元，控制单元通过开关驱动电路输出信号控制开关电路的接通、关断。该焊接设备体积小、轻巧便携，外接螺柱焊枪和接地线即可实现焊接。设备集成了焊接时间控制，焊接电流调节，降低了对使用者的焊接技能要求。该设备无需外接大功率输入电源，解决了户外焊接施工无大功率输入电源等问题。

Description

电池式螺柱焊机

技术领域

本发明涉及一种焊接设备，特别涉及一种无需大功率输入电源的电池式螺柱焊机。

背景技术

现代化工业装配在各种场合、各种环境下广泛开展。其中焊接是尤为重要的一个装配环节。而现有的螺柱焊机均需大功率输入电源，因此无法在高深度矿井、偏远山区等缺乏外接电源的户外场地使用。虽然科技进步带来了蓄电技术的突飞猛进，然而相对于焊接设备的高能耗要求，传统电池供能技术尚未得到妥善的解决。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺陷，本发明的目的旨在提出一种电池式螺柱焊机，解决螺柱焊机的离电源的使用问题。

本发明实现上述目的的技术解决方案，电池式螺柱焊机，其特征在于由电池组、焊枪提升电路、开关电路、开关驱动电路、控制单元和电流采样电路组成，其中电池组、开关电路、焊机输出和焊枪提升电路构成螺柱焊机的供能回路，所述电流采样电路接入焊机输出并信号接入控制单元，所述控制单元通过开关驱动电路输出信号控制开关电路的接通、关断。

进一步地，所述开关电路主体为一个绝缘栅双极型晶体管的开关管Q1，所述开关管Q1的集电极连接电池组的正极，开关管Q1的发射极连接焊机输出的正极端子，且开关驱动电路接入开关管Q1的栅极和发射极。

进一步地，所述开关驱动电路包含光耦U1、两个共栅相接的功放三极管Q2、Q3以及若干个电阻，其中光耦U1的3脚接开关信号P1输入，光耦U1的6脚通过电阻R2接功放三极管的共栅极，且功放三极管的共射极通过电阻R3输出开关管Q1的驱动信号P2。

进一步地，所述电流采样电路包含运放U2C、电流霍尔传感器和周边若干个电阻、电容元件，电流采样信号P3经运放U2C接入的电流霍尔传感器的3脚，并经电流霍尔传感器生成控制信号P4接入控制单元。

进一步地，所述焊枪提升电路包含焊枪提升电磁铁L1、光耦U3、MOS管Q4、分压电阻R8及面向电池组的开通回路，所述开通回路包括串并相连的电阻R7、电容C3和稳压二极管V1，所述提升信号P6通过光耦U3连通电池组的开通电压至MOS管Q4的栅极，吸合或释放焊枪提升电磁铁L1。

进一步地，所述电池组两端并联有续流二极管D1。

进一步地，所述控制单元内部集成有微处理器，且控制单元外联焊接参数设定的输入单元，所述微处理器根据所设定的焊接参数及电流采样电路反馈的焊接回路电流大小向开关驱动电路输出开关信号。

应用本发明的螺柱焊机，较之于现有技术具备突出的实质性特点和显著的进步性：该焊接设备体积小、轻巧便携，易于外接螺柱焊枪和接地线即可参与无源的焊接作业；设备集成了焊接时间控制、焊接电流调节等必需的应用功能，降低了对使用者焊接技能的要求，有效解决了户外焊接施工无大功率输入电源及上手困难的问题。

附图说明

图1为本发明螺柱焊机的系统框图。

图2是本发明螺柱焊机的电气原理图。

图3是本发明螺柱焊机中的开关驱动电路示意图。

图4是本发明螺柱焊机中的电流采样电路示意图。

图5是本发明螺柱焊机中的焊枪提升电路示意图。

具体实施方式

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握，从而对本发明的保护范围做出更为清晰的界定。

本发明该电池式螺柱焊机从概括的技术方案而言，如图1和图2所示，其主要由电池组、焊枪提升电路4、开关电路、开关驱动电路1、控制单元2和电流采样电路3组成，其中电池组、开关电路、焊机输出和焊枪提升电路构成螺柱焊机的供能回路，该电流采样电路3接入焊机输出并信号接入控制单元2，该控制单元2通过开关驱动电路1输出信号控制开关电路的接通、关断。其中B1为电池组，需要满足反复可充电及螺柱焊机输出功率；而D1为续流二极管，并联在电池组的两端，以平缓化螺柱焊机的功率输出。

进一步来看该螺柱焊机各组成电路的细节构成。首先该开关电路主体为一个绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的开关管Q1，该开关管Q1的集电极连接电池组的正极，开关管Q1的发射极连接焊机输出的正极端子，且开关驱动电路接入开关管Q1的栅极和发射极。该IGBT既具有MOSFET器件驱动简单和快速的优点，又具有双极型器件容量大的优点，因而在中大功率的开关电源装置中，IGBT由于其控制驱动电路简单、工作频率较高、容量较大的特点可以被有效利用。

其次，该开关驱动电路1包含光耦U1、两个共栅相接的功放三极管Q2、Q3以及若干个电阻，其中光耦U1的3脚接开关信号P1输入，光耦U1的6脚通过电阻R2接功放三极管的共栅极，且功放三极管的共射极通过电阻R3输出开关管Q1的驱动信号P2。开关信号P1输入到光耦U1的3脚，经过光耦U1隔离，从光耦U1的6脚输出到R2，经过Q2、Q3两个三极管进行功率放大，经过R3输出到驱动信号P2，并分别连接到开关管Q1的栅极和发射极。

再次，该电流采样电路3包含运放U2C、电流霍尔传感器和周边若干个电阻、电容元件。具体地，电阻R4的一端与电流采样信号P3、运放U2C的输入端连接于节点8，电阻R4的另一端、电阻R5的一端与运放U2C的负极输出端连接于节点9，电阻R5的另一端与升压电阻R6一并接入电流霍尔传感器的3脚，两个电容C1、C2分压后分别接入电流霍尔传感器的1脚和2脚，并经电流霍尔传感器生成控制信号P4接入控制单元。通过上述电路实现焊接回路电流的信号采集。采集的电流信号能真实反映焊接回路电流的大小，作为焊接电流控制单元的电流反馈信号，通过控制开关驱动电路实现开关电路的开通与关闭，实现输出电流调节。

最后，该焊枪提升电路包含焊枪提升电磁铁L1、光耦U3、MOS管Q4、分压电阻R8及面向电池组的开通回路，其中开通回路包括串并相连的电阻R7、电容C3和稳压二极管V1，所述提升信号P6通过光耦U3连通电池组的开通电压至MOS管Q4的栅极，吸合或释放焊枪提升电磁铁L1。

需要说明的是，虽未图示，上述控制单元2内部集成有微处理器，且控制单元外联焊接参数设定的输入单元，该微处理器根据所设定的焊接参数及电流采样电路反馈的焊接回路电流大小向开关驱动电路输出开关信号P1。

综上所述可见，本发明该电池式焊接设备体积小、轻巧便携，易于外接螺柱焊枪和接地线即可参与无源的焊接作业；设备集成了焊接时间控制、焊接电流调节等必需的应用功能，降低了对使用者焊接技能的要求，有效解决了户外焊接施工无大功率输入电源及上手困难的问题。

以上附图及其说明仅作为实施例提供，其实施方式具有多样性。故凡对以上实施例进行的简单修改或等效变换，能够实现本创作目的的设计方案，均应纳入本专利申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.电池式螺柱焊机，其特征在于由电池组、焊枪提升电路、开关电路、开关驱动电路、控制单元和电流采样电路组成，其中电池组、开关电路、焊机输出和焊枪提升电路构成螺柱焊机的供能回路，所述电流采样电路接入焊机输出并信号接入控制单元，所述控制单元通过开关驱动电路输出信号控制开关电路的接通、关断。

2.根据权利要求1所述电池式螺柱焊机，其特征在于：所述开关电路主体为一个绝缘栅双极型晶体管的开关管Q1，所述开关管Q1的集电极连接电池组的正极，开关管Q1的发射极连接焊机输出的正极端子，且开关驱动电路接入开关管Q1的栅极和发射极。

3.根据权利要求1所述电池式螺柱焊机，其特征在于：所述开关驱动电路包含光耦U1、两个共栅相接的功放三极管Q2、Q3以及若干个电阻，其中光耦U1的3脚接开关信号P1输入，光耦U1的6脚通过电阻R2接功放三极管的共栅极，且功放三极管的共射极通过电阻R3输出开关管Q1的驱动信号P2。

4.根据权利要求1所述电池式螺柱焊机，其特征在于：所述电流采样电路包含运放U2C、电流霍尔传感器和周边若干个电阻、电容元件，电流采样信号P3经运放U2C接入的电流霍尔传感器的3脚，并经电流霍尔传感器生成控制信号P4接入控制单元。

5.根据权利要求1所述电池式螺柱焊机，其特征在于：所述焊枪提升电路包含焊枪提升电磁铁L1、光耦U3、MOS管Q4、分压电阻R8及面向电池组的开通回路，所述开通回路包括串并相连的电阻R7、电容C3和稳压二极管V1，所述提升信号P6通过光耦U3连通电池组的开通电压至MOS管Q4的栅极，吸合或释放焊枪提升电磁铁L1。

6.根据权利要求1所述电池式螺柱焊机，其特征在于：所述电池组两端并联有续流二极管D1。

7.根据权利要求1所述电池式螺柱焊机，其特征在于：所述控制单元内部集成有微处理器，且控制单元外联焊接参数设定的输入单元，所述微处理器根据所设定的焊接参数及电流采样电路反馈的焊接回路电流大小向开关驱动电路输出开关信号。