CN107442895B - 焊机控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种焊机控制电路，包括次级输出整流回路以及次级升压维弧回路；所述次级输出整流回路包括变压器的第一次级绕组，所述次级升压维弧回路包括所述变压器的第二次级绕组；所述第一次级绕组以及所述第二次级绕组相耦合；且所述次级升压维弧回路的输出端与所述次级输出整流回路的输出端相连接；所述次级输出整流回路用于输出所述焊机控制电路的输出；所述次级升压维弧回路用于稳定所述次级输出整流回路的输出。当焊接过程中出现外部电源输出波动或手动操作不稳定时，通过升压维弧电路防止焊接过程中出现断弧、焊接缺陷现象，提高了焊机输出的稳定性，成型美观，质量更加可靠。

Description

焊机控制电路
技术领域
本发明涉及焊接电源技术领域，特别是涉及一种焊机控制电路。
背景技术
随着逆变电弧焊机电源技术的日益成熟，电焊机行业的竞争越来越激烈。市场上电焊机的种类也层出不穷，人们对电焊机的使用也不限于工业上，家庭里使用也越来越普遍，电焊机开始越来越趋向焊接稳定、成型美观、质量可靠、成本低的方向发展。
一般而言，请参阅图1所示，图1为普通的逆变式手工焊机控制电路的原理框图，普通的逆变式手工焊机控制电路包括初级回路100'以及一输出整流回路200'，初级回路100'中的初级绕组N1'与输出整流回路200'中的次级绕组N2'耦合，从而将初级回路100'将外部电源U输入的电能输出至输出整流回路200'，输出整流回路200'的输出为焊机控制电路的输出OUT，从而进行焊接。
但是，首先，逆变弧焊电源要焊接稳定、成型美观需要次级绕组处的电压较高；其次，由于次级绕组处的电压较高，则初级绕组和次级绕组N2'的匝数比较低，从而初级回路100'中的电流会很大，位于初级回路100'中的功率器件发热量会很大，从而导致负载持续率较低，这样将为焊机的正常工作带来很大的挑战，也大大降低了焊机的安全性能。
发明内容
基于此，有必要提供一种焊机控制电路，提高焊机输出的稳定性。
一种焊机控制电路，包括次级输出整流回路以及次级升压维弧回路；
所述次级输出整流回路包括变压器的第一次级绕组，所述次级升压维弧回路包括所述变压器的第二次级绕组；所述第一次级绕组以及所述第二次级绕组相耦合；且所述次级升压维弧回路的输出端与所述次级输出整流回路的输出端相连接；
所述次级输出整流回路用于输出所述焊机控制电路的输出；
所述次级升压维弧回路用于稳定所述次级输出整流回路的输出。
上述焊机控制电路，当焊接过程中出现外部电源输出波动或手动操作不稳定时，通过次级升压维弧回路防止焊接过程中出现断弧、焊接缺陷现象，提高了焊机输出的稳定性，成型美观，质量更加可靠。
在其中一个实施例中，所述次级升压维弧回路还包括储能模块，所述储能模块的输出端与所述次级输出整流回路的输出端相连接；
所述储能模块用于在所述焊机控制电路正常工作时存储电能，且在所述焊机控制电路非正常工作时，释放电能以稳定所述次级输出整流回路的输出。
在其中一个实施例中，所述储能模块为电感，所述电感用于在所述焊机控制电路正常工作时存储电能，且在所述焊机控制电路非正常工作时，释放电能以稳定所述次级输出整流回路的输出。
在其中一个实施例中，所述次级升压维弧回路还包括第一整流模块、第一滤波模块；所述第二次级绕组与所述第一整流模块的输入端相连接，所述第一整流模块的输出端与所述第一滤波模块输入端相连接，所述第一滤波模块的输出端与所述储能模块的输入端相连接。
在其中一个实施例中，所述第一整流模块为全桥整流器或二极管。
在其中一个实施例中，所述第一滤波模块为聚丙烯电容或陶瓷电容。
在其中一个实施例中，还包括初级回路，所述初级回路包括所述变压器的初级绕组，所述初级绕组、所述第一次级绕组以及所述第二次级绕组相耦合；
所述初级回路用于向所述次级输出整流回路以及所述次级升压维弧回路输出电能。
在其中一个实施例中，所述初级绕组的匝数与所述第一次级绕组的匝数的比值介于3/8～6/5之间。
在其中一个实施例中，所述初级回路还包括第二整流模块、第二滤波模块以及中频逆变模块；所述第二整流模块的输入端与外部电源相连接，所述第二整流模块的输出端与所述第二滤波模块的输入端相连接，所述第二滤波模块的输出端与所述中频逆变模块的输入端相连接，所述中频逆变模块的输出端与所述初级绕组相连接。因此初级绕组与第一次级绕组的匝数比变大，从而流经初级回路中的电流变小，即流经初级回路中的功率器件的电流变小，从而降低了功率器件的发热量，提高了产品的质量和负载持续率，应用范围较为广泛。
在其中一个实施例中，所述次级输出整流回路还包括整流滤波模块，所述第一次级绕组与所述整流滤波模块的输入端相连接，所述整流滤波模块的输出端为所述焊机控制电路的输出端。
附图说明
图1为普通的逆变式手工焊机控制电路的原理框图；
图2为本发明的一实施例中的焊机控制电路的原理框图。
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于解释本发明，并不用于限定本发明。
在详细说明根据本发明的实施例前，应该注意到的是，实施例主要在于与焊机控制电路相关的系统组件的组合。因此，所属系统组件已经在附图中通过常规符号在适当的位置表示出来了，并且只示出了与理解本发明的实施例有关的细节，以免因对于得益于本发明的本领域普通技术人员而言显而易见的那些细节模糊了本发明的公开内容。
在本文中，诸如左和右，上和下，前和后，第一和第二之类的关系术语仅仅用来区分一个实体或动作与另一个实体或动作，而不一定要求或暗示这种实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。术语“包括”、“包含”或任何其他变体旨在涵盖非排他性的包含，由此使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包含这些要素，而且还包含没有明确列出的其他要素，或者为这种物品或者设备所固有的要素。
请参阅图2所示，图2为本发明的一实施例中的焊机控制电路的原理框图。该实施例中通过增加次级升压维弧回路100来提高焊机控制电路的输出OUT1的稳定性，特别是当焊接过程中出现外部电源U1输出波动或手动操作不稳定时，通过次级升压维弧回路100防止焊接过程中出现断弧、焊接缺陷现象，成型美观，质量更加可靠。其中在实际应用中，焊机控制电路可以包括初级回路300、次级输出整流回路200以及次级升压维弧回路100；其中，初级回路300包括变压器TR1的初级绕组N1，次级输出整流回路200包括变压器TR1的第一次级绕组N2，次级升压维弧回路100包括变压器TR1的第二次级绕组N3；初级绕组N1、第一次级绕组N2以及第二次级绕组N3相耦合。初级回路300用于向次级输出整流回路200以及次级升压维弧回路100输出电能；即通过变压器TR1将外部电源U1的能量输出至焊机控制电路的输出OUT1，次级输出整流回路200用于输出焊机控制电路的输出OUT1；次级升压维弧回路100的输出端与次级输出整流回路200的输出端相连接，次级升压维弧回路100用于稳定次级输出整流回路200的输出。
请继续参见图2所示，在一种实施例中，次级升压维弧回路100还包括储能模块，储能模块的输出端与次级输出整流回路200的输出端相连接；储能模块用于在焊机控制电路正常工作时存储电能，且在焊机控制电路非正常工作时，释放电能以稳定次级输出整流回路200的输出。在该实施例中，当外部电源U1的输出波动频繁或者操作者手动操作不稳定时，储能模块可以释放能量至次级输出整流回路200的输出，从而可以保证次级输出整流回路200的输出稳定，例如该储能模块可以通过释放电能保证焊机控制电路输出的电压稳定或保证焊机输出的电流稳定等。在其中一个实施方式中，储能模块可以为电感L，在其他的实施方式中储能模块还可以为其他的具有储能功能的器件，如电容等。
在其中一种实施方式中，次级升压维弧回路100还包括第一整流模块DB1、第一滤波模块；第二次级绕组N3与第一整流模块DB1的输入端相连接，第一整流模块DB1的输出端与第一滤波模块输入端相连接，第一滤波模块的输出端与储能模块的输入端相连接，第一整流模块DB1用于对输出至第二次级绕组N3的交流电进行整流，且第一滤波模块用于对第一整流模块DB1输出的电能进行滤波。在实际应用中的连接方式可以参见图2所示，第一整流模块DB1的两交流输入端AC1、AC2分别与第二次级绕组N3的两端相连接，第一整流模块DB1的正向输出端与第一滤波模块的第一端、以及储能模块的第一端相连接，第一整流模块DB1的负向输出端与第一滤波模块的第二端以及焊机控制电路的负向输出端相连接，储能模块的第二端与焊机控制电路的正向输出端相连接。在该实施例中第一整流模块DB1可以为全桥整流器，第一滤波模块可以为聚丙烯电容C；此外，第一整流模块DB1还可以选择其他的整流模块，例如二极管等，第一滤波模块还可以选择其他类型的电容，例如陶瓷电容等。
另外，为了解决初级回路300中的功率器件的发热量较大的问题，在一个实施例中的初级绕组N1的匝数与第一次级绕组N2的匝数的比值介于3/8～6/5之间。也就是说本实施例中的初级绕组N1的匝数与第一次级绕组N2的匝数的比值提高为普通焊机的初级绕组N1'的匝数与次级绕组N2'的匝数的比值的3/2～3倍之间。例如，当普通焊机的初级绕组N1'的匝数与次级绕组N2'的匝数的比值为1/4时，本实施例中的初级绕组N1的匝数与第一次级绕组N2的匝数的比介于3/8～3/4之间。当普通焊机的初级绕组N1'的匝数与次级绕组N2'的匝数的比值为3/10时，本实施例中的初级绕组N1的匝数与第一次级绕组N2的匝数的比介于9/20～9/10之间。即提高初级绕组N1的匝数与第一次级绕组N2的匝数的比值，在实际应用中，通常通过降低第一次级绕组N2的匝数为普通焊机的次级绕组N2'的匝数的1/3～2/3倍来实现。由于变压器TR1的电流比与匝数比成反比关系，因此，可以有效地降低流经初级回路300的电流，从而可以降低初级回路300中功率器件的发热量。另外，本实施例中之所以将初级绕组N1的匝数与第一次级绕组N2的匝数的比值提高为普通焊机的初级绕组N1'的匝数与次级绕组N2'的匝数的比值的3/2～3倍之间，是因为如果将初级绕组N1的匝数与第一次级绕组N2的匝数的比值提高为普通焊机的初级绕组N1'的匝数与次级绕组N2'的匝数的比值的3倍之上(不包括3)，则焊机控制电路的输出电流不符合要求，导致焊机不能正常工作；如果将初级绕组N1的匝数与第一次级绕组N2的匝数的比值提高为普通焊机的初级绕组N1'的匝数与次级绕组N2'的匝数的比值的3/2倍之下(不包括3/2)，则初级回路300中的电流依旧很大，不能有效地降低初级回路300中功率器件的发热量。
在其中一种实施方式中，初级回路300还包括第二整流模块DB2、第二滤波模块以及中频逆变模块IGBT；第二整流模块DB2的输入端与外部电源U1相连接，第二整流模块DB2的输出端与第二滤波模块的输入端相连接，第二滤波模块的输出端与中频逆变模块IGBT的输入端相连接，中频逆变模块IGBT的输出端与初级绕组N1相连接。次级输出整流回路200还包括整流滤波模块DBC，第一次级绕组N2与整流滤波模块DBC的输入端相连接，整流滤波模块DBC的输出端为焊机控制电路的输出端OUT1。变压器TR1为中频变压器。上文中的功率器件一般指中频逆变模块IGBT。其中，上述的中频是介于低频和高频之间，其范围一般是10千兆～550千兆。
下面介绍一下本发明的焊机控制电路的工作原理：
首先，如图2所示，本发明中降低了第一次级绕组N2的匝数与初级绕组N1的匝数的比值，由于变压器TR1的电流比与匝数比成反比，从而可以减少初级回路300中的电流，降低初级回路300中功率器件的发热量，延长了焊机的寿命。其次，当外部电源U1不稳定或者操作者手动操作不稳定的时候，焊机控制电路的输出OUT1不稳定，如果此时没有次级升压维弧回路100的话，则会导致断弧现象的发生，而本发明中引入次级升压维弧回路100，当焊机控制电路的输出OUT1不稳定时，次级升压维弧回路100中的储能模块就会释放能量，从而保证焊机控制电路的输出OUT1的稳定，杜绝了断弧现象的发生，使得成型美观，应用范围更加广泛。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种焊机控制电路，其特征在于，包括次级输出整流回路以及次级升压维弧回路；
所述次级输出整流回路包括变压器的第一次级绕组，所述次级升压维弧回路包括所述变压器的第二次级绕组；所述第一次级绕组以及所述第二次级绕组相耦合；且所述次级升压维弧回路的输出端与所述次级输出整流回路的输出端相连接；
所述次级输出整流回路用于输出所述焊机控制电路的输出；
所述次级升压维弧回路用于稳定所述次级输出整流回路的输出；
所述次级升压维弧回路还包括储能模块，所述储能模块的输出端与所述次级输出整流回路的输出端相连接；
所述储能模块用于在所述焊机控制电路正常工作时存储电能，且在所述焊机控制电路非正常工作时，释放电能以稳定所述次级输出整流回路的输出；
所述焊机控制电路还包括初级回路，所述初级回路包括所述变压器的初级绕组，所述初级绕组、所述第一次级绕组以及所述第二次级绕组相耦合；
所述初级回路用于向所述次级输出整流回路以及所述次级升压维弧回路输出电能；
所述初级绕组的匝数与所述第一次级绕组的匝数的比值介于3/8～6/5之间。
2.根据权利要求1所述的焊机控制电路，其特征在于，所述储能模块为电感或电容。
3.根据权利要求1所述的焊机控制电路，其特征在于，所述次级升压维弧回路还包括第一整流模块、第一滤波模块；所述第二次级绕组与所述第一整流模块的输入端相连接，所述第一整流模块的输出端与所述第一滤波模块输入端相连接，所述第一滤波模块的输出端与所述储能模块的输入端相连接。
4.根据权利要求3所述的焊机控制电路，其特征在于，所述第一整流模块为全桥整流器或二极管。
5.根据权利要求3所述的焊机控制电路，其特征在于，所述第一滤波模块为聚丙烯电容或陶瓷电容。
6.根据权利要求1所述的焊机控制电路，其特征在于，所述初级回路还包括第二整流模块、第二滤波模块以及中频逆变模块；所述第二整流模块的输入端与外部电源相连接，所述第二整流模块的输出端与所述第二滤波模块的输入端相连接，所述第二滤波模块的输出端与所述中频逆变模块的输入端相连接，所述中频逆变模块的输出端与所述初级绕组相连接。
7.根据权利要求1所述的焊机控制电路，其特征在于，所述次级输出整流回路还包括整流滤波模块，所述第一次级绕组与所述整流滤波模块的输入端相连接，所述整流滤波模块的输出端为所述焊机控制电路的输出端。
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