CN110666292A - 一种逆变电焊机窄脉宽峰值电流控制方法及电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种逆变电焊机窄脉宽峰值电流控制方法及电路，该方法包括：检测逆变电焊机输出端的电压，当所述逆变电焊机输出端的电压大于预设电压值时，电流控制电路启动并输出脉宽控制信号，所述脉宽控制信号用于控制所述逆变电焊机中脉冲宽度调制电路的最大占空比，当所述逆变电焊机输出端的电压小于预设电压值时，所述电流控制电路停止工作，所述脉冲宽度调制电路正常工作，保证焊接的正常进行。本发明同时解决了逆变电焊机空载时主变压器磁饱和现象、逆变电焊机引弧瞬间的初级峰值电流很大的问题以及焊条与工件接触的时候没有及时起弧而引起粘焊条和不起弧等现象。

Description

一种逆变电焊机窄脉宽峰值电流控制方法及电路
技术领域
本发明涉及电焊机领域，尤其涉及一种逆变电焊机窄脉宽峰值电流控制方法及电路。
背景技术
随着逆变电焊机的广泛应用，且市场竞争日益激烈,性价比和可靠性成为竞争的最重要的两个因素；目前市场上的逆变手工弧焊机大多采用PWM（Pulse widthmodulation，脉冲宽度调制）最大脉宽输出方式，这种方式的优点是引弧成功率高；但这种方式也有很大弊端。
1.空载时，主变压器容易有磁饱和现象，尤其输入电网电压偏高时，磁饱和现象尤其明显，一旦主变压器发生磁饱和现象，会直接引起IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)损坏，导致机器故障不能正常工作。
2.电焊机引弧瞬间的初级峰值电流很大，IGBT容易因为过流而击穿损坏；只能选用更大电流的IGBT防止这个问题，选用更大电流的IGBT意味着焊机成本更高。
为解决此类问题，逆变手工弧焊机市场上出现了空载时关闭PWM输出，通过检测电焊机输出的状态开启PWM输出；这种方式虽然能解决主变压器磁饱和现象和初级峰值电流大的问题，但也出现了一个新的问题，因为检测电焊机输出的状态开启PWM输出是需要一定的时间的，所以焊条与工件接触的时候没有及时起弧而引起粘焊条和不起弧等现象，直接影响了使用者的效率，降低了客户的使用体验，尤其在国外DIY市场，客户群体不是熟练电焊工，使用者的效率和使用体验问题尤其明显。
发明内容
本发明的目的是提供一种逆变电焊机窄脉宽峰值电流控制方法及电路，其解决了主变压器磁饱和、初级峰值电流过大、粘焊条和不起弧等问题，具有电焊机可靠性高、引弧成功率高和降低成本等优点。
本发明的上述技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：
一种逆变电焊机窄脉宽峰值电流控制方法，包括：检测逆变电焊机输出端的电压，当所述逆变电焊机输出端的电压大于预设电压值时，电流控制电路启动并输出脉宽控制信号，所述脉宽控制信号用于控制所述逆变电焊机中脉冲宽度调制电路的最大占空比，当所述逆变电焊机输出端的电压小于预设电压值时，所述电流控制电路停止工作，所述脉冲宽度调制电路正常工作，保证焊接的正常进行。
通过采用上述技术方案，解决了焊条与工件接触的时候没有及时起弧而引起粘焊条和不起弧等现象，大大提高引弧成功率，提高使用者的效率，增加客户的使用体验。
本发明进一步设置为：所述逆变电焊机输出端的电压由电压检测电路进行检测。
通过采用上述技术方案，电压检测电路可以采用电压检测芯片，结构简单、使用方便。
本发明进一步设置为：所述电压检测电路包括电阻R1和电阻R2，所述电阻R1一端连接所述逆变电焊机的输出端正极，所述电阻R1另一端连接所述电阻R2一端并作为所述电压检测电路的输出端，所述电阻R2另一端连接所述逆变电焊机的输出端负极并接地。
通过采用上述技术方案，虽然当前有专用的电压检测芯片，但随着成本下降的迫切压力，就必须寻找更加低廉且性能稳定的替代电路，使得成本降低，从而提高了产品在国际市场上的竞争力。
本发明进一步设置为：所述电流控制电路由二极管Z1、电阻R3、电容C1和三极管Q1构成，所述二极管Z1阴极作为所述电流控制电路的输入端，所述二极管Z1阳极连接所述电阻R3一端、电容C1一端和三极管基极，所述电容C1另一端连接所述三极管集电极并作为所述电流控制电路的输出端，所述电阻R3另一端连接所述三极管发射极并接地。
通过采用上述技术方案，采用由二极管Z1、电阻R3、电容C1和三极管Q1构成的电流控制电路对脉冲宽度调制电路进行占空比的调制，结构简单、成本低廉。
本发明进一步设置为：所述脉宽控制信号为低电平，用于控制所述脉冲宽度调制电路的最大占空比，使其小于预设占空比值。
通过采用上述技术方案，脉宽控制信号为低电平，通过拉低所述脉冲宽度调制电路的输出电压，达到调节最大占空比的目的。
本发明进一步设置为：所述预设电压值为50V。
通过采用上述技术方案，逆变电焊机的设计需求是在空载的时候输出端为直流电压60V以上，实际工作的时候输出端的电压为20V-30V，采用50V作为检测的预设电压是比较优选的实施例。
本发明的上述技术目的二是通过以下技术方案得以实现的：
一种逆变电焊机窄脉宽峰值电流控制电路，包括电压检测电路和电流控制电路：
所述电压检测电路用于检测逆变电焊机输出端的电压并输出开关电压，所述开关电压用于控制所述电流控制电路的开关；
所述电流控制电路用于根据所述开关电压进行启动或关闭，当启动时，输出脉宽控制信号用于控制逆变电焊机中脉冲宽度调制电路的最大占空比，当关闭时，无脉宽控制信号输出。
通过采用上述技术方案，解决了焊条与工件接触的时候没有及时起弧而引起粘焊条和不起弧等现象，大大提高引弧成功率，提高使用者的效率，增加客户的使用体验。
本发明进一步设置为：所述电压检测电路包括电阻R1和电阻R2，所述电阻R1一端连接所述逆变电焊机的输出端正极，所述电阻R1另一端连接所述电阻R2一端并作为所述电压检测电路的输出端，所述电阻R2另一端连接所述逆变电焊机的输出端负极并接地。
通过采用上述技术方案，虽然当前有专用的电压检测芯片，但随着成本下降的迫切压力，就必须寻找更加低廉且性能稳定的替代电路，使得成本降低，从而提高了产品在国际市场上的竞争力。
本发明进一步设置为：所述电流控制电路包括二极管Z1、电阻R3、电容C1和三极管Q1，所述二极管Z1阴极作为所述电流控制电路的输入端，所述二极管Z1阳极连接所述电阻R3一端、电容C1一端和三极管基极，所述电容C1另一端连接所述三极管集电极并作为所述电流控制电路的输出端，所述电阻R3另一端连接所述三极管发射极并接地。
通过采用上述技术方案，采用由二极管Z1、电阻R3、电容C1和三极管Q1构成的电流控制电路对脉冲宽度调制电路进行占空比的调制，结构简单、成本低廉。
本发明进一步设置为：所述脉宽控制信号为低电平，用于控制所述脉冲宽度调制电路的最大占空比，使其小于预设占空比值。
通过采用上述技术方案，脉宽控制信号为低电平，通过拉低所述脉冲宽度调制电路的输出电压，达到调节最大占空比的目的。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1）完美解决电焊机空载时主变压器磁饱和现象，电焊机可靠性大大提高；
2）完美解决电焊机引弧瞬间的初级峰值电流很大的问题，可以选用电流更小的IGBT，大大降低了电焊机的材料成本；
3）解决焊条与工件接触的时候没有及时起弧而引起粘焊条和不起弧等现象，大大提高引弧成功率，提高使用者的效率，增加客户的使用体验。
附图说明
图1是实施例7的逆变电焊机窄脉宽峰值电流控制电路原理框图；
图2是实施例8的逆变电焊机窄脉宽峰值电流控制电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1：一种逆变电焊机窄脉宽峰值电流控制方法，包括：检测逆变电焊机输出端的电压，当所述逆变电焊机输出端的电压大于预设电压值时，电流控制电路启动并输出脉宽控制信号，所述脉宽控制信号用于控制所述逆变电焊机中脉冲宽度调制电路的最大占空比，当逆变电焊机引弧成功后，所述逆变电焊机输出端的电压小于预设电压值时，所述电流控制电路停止工作，无信号输出，所述脉冲宽度调制电路正常工作，保证焊接的正常进行。
实施例2：与实施例1的不同之处在于，所述逆变电焊机输出端的电压由电压检测电路进行检测。电压检测电路可以采用电压检测芯片，结构简单、使用方便。
实施例3：与实施例2的不同之处在于，所述电压检测电路包括电阻R1和电阻R2，所述电阻R1一端连接所述逆变电焊机的输出端正极，所述电阻R1另一端连接所述电阻R2一端并作为所述电压检测电路的输出端，所述电阻R2另一端连接所述逆变电焊机的输出端负极并接地。虽然当前有专用的电压检测芯片，但随着成本下降的迫切压力，就必须寻找更加低廉且性能稳定的替代电路，使得成本降低，从而提高了产品在国际市场上的竞争力。
实施例4：与实施例1的不同之处在于，所述电流控制电路由二极管Z1、电阻R3、电容C1和三极管Q1构成，所述二极管Z1阴极作为所述电流控制电路的输入端，所述二极管Z1阳极连接所述电阻R3一端、电容C1一端和三极管基极，所述电容C1另一端连接所述三极管集电极并作为所述电流控制电路的输出端，所述电阻R3另一端连接所述三极管发射极并接地。
实施例5：与实施例1的不同之处在于，所述脉宽控制信号为低电平，用于控制所述脉冲宽度调制电路的最大占空比，使其小于预设占空比值，例如小于50%是比较优选的实施例。
实施例6：与实施例1的不同之处在于，所述预设电压值为50V。逆变电焊机的设计需求是在空载的时候输出端为直流电压60V以上，实际工作的时候输出端的电压为20V-30V，采用50V作为检测的预设电压是比较优选的实施例。
实施例7：一种逆变电焊机窄脉宽峰值电流控制电路，如图1所示，包括电压检测电路和电流控制电路：
所述电压检测电路用于检测逆变电焊机输出端的电压并输出开关电压，所述开关电压用于控制所述电流控制电路的开关；
所述电流控制电路用于根据所述开关电压进行启动或关闭，当启动时，输出脉宽控制信号用于控制逆变电焊机中脉冲宽度调制电路的最大占空比，当关闭时，无脉宽控制信号输出，所述脉冲宽度调制电路正常工作，保证焊接的正常进行。
实施例8：如图2所示，与实施例7的不同之处在于，所述电压检测电路包括电阻R1和电阻R2，所述电阻R1一端连接所述逆变电焊机的输出端正极（Vout+），所述电阻R1另一端连接所述电阻R2一端并作为所述电压检测电路的输出端，所述电阻R2另一端连接所述逆变电焊机的输出端负极（Vout-）并接地。所述逆变电焊机输出端的电压信号由R1和R2分压得到所述开关电压A。
实施例9：如图2所示，与实施例7的不同之处在于，所述电流控制电路包括二极管Z1、电阻R3、电容C1和三极管Q1，所述二极管Z1阴极作为所述电流控制电路的输入端，所述二极管Z1阳极连接所述电阻R3一端、电容C1一端和三极管基极，所述电容C1另一端连接所述三极管集电极并作为所述电流控制电路的输出端，所述电阻R3另一端连接所述三极管发射极并接地。当逆变电焊机的输出端空载（即逆变电焊机输出端电压大于50V）时，开关电压A的电压大于二极管Z1的额定值，二极管Z1导通，三极管Q1处于导通状态，窄脉宽峰值电流控制信号B（Vout）处于低电平，PWM 脉冲宽度调制电路输出占空比限制在小于预设占空比值（例如50%）的PWM信号；当逆变电焊机引弧成功后（即逆变电焊机输出端电压小于50V），开关电压A的电压小于二极管Z1的额定值，二极管Z1截止，三极管Q1处于截止状态，窄脉宽峰值电流控制信号B无信号输出，PWM 脉冲宽度调制电路正常工作。
实施例10：与实施例7的不同之处在于，所述脉宽控制信号为低电平，用于控制所述脉冲宽度调制电路的最大占空比，使其小于预设占空比值，例如小于50%是比较优选的实施例。
逆变电焊机的设计需求是在空载的时候输出端为直流电压60V以上，实际工作的时候输出端的电压为20V-30V，本发明检测逆变电焊机输出端的电压；当输出端的电压大于50V时电流控制电路启动，使PWM电路的最大占空比小于50%，此时既能保证变压器的磁芯不饱和，控制初级峰值电流在合理的范围，又能提高焊机保证起弧成功率；当焊机引弧成功后，焊机输出端的电压小于50V，电流控制电路不工作，PWM 脉冲宽度调制电路正常工作，保证焊接的正常进行。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种逆变电焊机窄脉宽峰值电流控制方法，其特征是，包括：检测逆变电焊机输出端的电压，当所述逆变电焊机输出端的电压大于预设电压值时，电流控制电路启动并输出脉宽控制信号，所述脉宽控制信号用于控制所述逆变电焊机中脉冲宽度调制电路的最大占空比，当所述逆变电焊机输出端的电压小于预设电压值时，所述电流控制电路停止工作，所述脉冲宽度调制电路正常工作，保证焊接的正常进行。
2.根据权利要求1所述的一种逆变电焊机窄脉宽峰值电流控制方法，其特征是：所述逆变电焊机输出端的电压由电压检测电路进行检测。
3.根据权利要求2所述的一种逆变电焊机窄脉宽峰值电流控制方法，其特征是：所述电压检测电路包括电阻R1和电阻R2，所述电阻R1一端连接所述逆变电焊机的输出端正极，所述电阻R1另一端连接所述电阻R2一端并作为所述电压检测电路的输出端，所述电阻R2另一端连接所述逆变电焊机的输出端负极并接地。
4.根据权利要求1所述的一种逆变电焊机窄脉宽峰值电流控制方法，其特征是：所述电流控制电路由二极管Z1、电阻R3、电容C1和三极管Q1构成，所述二极管Z1阴极作为所述电流控制电路的输入端，所述二极管Z1阳极连接所述电阻R3一端、电容C1一端和三极管基极，所述电容C1另一端连接所述三极管集电极并作为所述电流控制电路的输出端，所述电阻R3另一端连接所述三极管发射极并接地。
5.根据权利要求1所述的一种逆变电焊机窄脉宽峰值电流控制方法，其特征是：所述脉宽控制信号为低电平，用于控制所述脉冲宽度调制电路的最大占空比，使其小于预设占空比值。
6.根据权利要求1所述的一种逆变电焊机窄脉宽峰值电流控制方法，其特征是：所述预设电压值为50V。
7.一种逆变电焊机窄脉宽峰值电流控制电路，其特征是，包括电压检测电路和电流控制电路：
所述电压检测电路用于检测逆变电焊机输出端的电压并输出开关电压，所述开关电压用于控制所述电流控制电路的开关；
所述电流控制电路用于根据所述开关电压进行启动或关闭，当启动时，输出脉宽控制信号用于控制逆变电焊机中脉冲宽度调制电路的最大占空比，当关闭时，无脉宽控制信号输出。
8.根据权利要求7所述的一种逆变电焊机窄脉宽峰值电流控制电路，其特征是：所述电压检测电路包括电阻R1和电阻R2，所述电阻R1一端连接所述逆变电焊机的输出端正极，所述电阻R1另一端连接所述电阻R2一端并作为所述电压检测电路的输出端，所述电阻R2另一端连接所述逆变电焊机的输出端负极并接地。
9.根据权利要求7所述的一种逆变电焊机窄脉宽峰值电流控制电路，其特征是：所述电流控制电路包括二极管Z1、电阻R3、电容C1和三极管Q1，所述二极管Z1阴极作为所述电流控制电路的输入端，所述二极管Z1阳极连接所述电阻R3一端、电容C1一端和三极管基极，所述电容C1另一端连接所述三极管集电极并作为所述电流控制电路的输出端，所述电阻R3另一端连接所述三极管发射极并接地。
10.根据权利要求7所述的一种逆变电焊机窄脉宽峰值电流控制电路，其特征是：所述脉宽控制信号为低电平，用于控制所述脉冲宽度调制电路的最大占空比，使其小于预设占空比值。
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