CN113751836A - 一种220v供电低热输入多功能逆变焊机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种220V供电低热输入多功能逆变焊机，焊机具有氩弧焊、低热输入或冷焊和手弧焊三种焊接方法，低热输入或冷焊时电流是间歇的，焊接时的线能量较小，可为焊接薄板、减小工件焊后的变形等创造了有利的条件。在操作界面上，设计有十三个指示灯、一个编码器、三个按键、一个显示器；显示器可显示电流和时间焊接参数；设有三种焊接方法的按键；2T和4T焊枪开关操作方式，以及手工电弧焊时的VRD功能选择按键；前气和后气时间、低热输入焊时的焊接时间和间歇或停止时间、氩弧焊时的焊接电流、手弧焊时的热引弧电流和焊接电流，这些参数可通过编码器按键进行选择，同时，可利用编码器进行调节或改变。

Description

一种220V供电低热输入多功能逆变焊机

技术领域

本发明涉及一种220V供电低热输入多功能逆变焊机的结构和电路构设计，属于逆变焊机技术领域。

技术背景

目前，逆变式氩弧焊和手弧焊机产品的市场竞争十分激烈，不仅体现产品的价格上，而且还在很大程度上取决于焊机的功能和电路及结构设计等方面技术的先进性上。

国内外市场上，220V供电逆变式的直流氩弧焊和手工电弧焊，或者，逆变式的直流和脉冲氩弧焊和手工电弧焊机，是比较常见的产品，这些多功能焊机产品的的额定电流通常在120~200A（负载持续率60~15%等）的水平。脉冲氩弧焊，尽管对工件或焊接接头的热输入量，相对于直流氩弧焊来说，已经是比较低的，但在某些应用方面仍然有一定的限制。例如，对工件或焊接接头的热输入量；对工件的焊后变形、防止工件烧穿或厚度更加薄的工件焊接；一些热敏感性薄板材料的焊接，有比脉冲氩弧焊更加严格的要求。因此，市场上的一些用户也急需有一种性价比较高的、能够满足上述使用和焊接要求的产品来解决此类问题。在此背景下，220V供电的具有良好低热输入量控制的多功能焊机随之出现。当然，对于此类新产品，不同的产品，其控制电路原理图、电路板结构和整机结构，以及操作控制界面的设计等是完全不同的。表现在产品的性能、可靠性、制作工艺和成本等方面，也会有较大的差异性。因此，如何在低成本的前提下，开发出操作界面和控制性能好、可靠性高的、具有低热输入控制功能的多功能焊机是有一定技术难度的。这也是本发明需要解决的技术难题。

本发明焊机，采用220V供电电源，具有氩弧焊、低热输入或冷焊和手工电弧焊三种焊接方法的功能，并且符合产品安全性检测和认证要求。氩弧焊时电流为给定的焊接电流；低热输入或冷焊时，电流是间歇的，分为焊接阶段和间歇阶段，由于这种方法的电流是间歇的，因此，相对于稳定电流的焊接过程来说，它对焊接接头的热输入量是较小的，或者说，焊接时的线能量较小，这就为焊接薄板、减小工件焊后的变形等创造了有利的条件，是一种新型的焊接工艺方法。在操作界面上，设计有十三个指示灯、一个编码器、三个按键（其中一个按键是编码器的，即该编码器既是参数调节器，又有按键功能）、一个显示器，以及大量的电路电子元器件。显示器可显示电流和时间焊接参数；设有三种焊接方法的按键；2T和4T焊枪开关操作方式，以及手工电弧焊时的VRD功能选择按键；前气和后气时间、低热输入焊时的焊接时间和间歇或停止时间、氩弧焊时的焊接电流、手弧焊时的热引弧电流和焊接电流，这些参数可通过编码器按键进行选择，同时，可利用编码器进行调节或改变，即当选定某项参数时，可通过编码器进行对应参数的调节或设定。这些参数，选择操作时有相应的指示灯进行指示。此外，还设有异常指示灯。

本发明的220V供电焊机，由于具有氩弧焊、低热输入或冷焊和手弧焊三种焊接方法，并且，有良好的操作界面，电路控制性能好，产品可靠性高，因而焊机有更好的市场适应性。其良好的电路及其结构设计也是本发明的优势所在，也是满足薄板或低热输入量焊接，防止工件变形和烧穿，高效和低成本生产、高可靠性、制造技术先进性的重要保障。本发明焊机的电路原理、电路板和整机结构设计有自己的独特之处。本发明专利申请保护的内容就在于保护这种焊机的电路和结构设计。

发明内容

本发明焊机，采用220V供电电源，具有氩弧焊、低热输入或冷焊和手弧焊三种焊接方法的功能，并且符合产品安全性性能检测和认证要求。氩弧焊时电流为给定的焊接电流；低热输入焊时，电流是间歇的，分为焊接阶段和间歇阶段，由于这种方法的电流是间歇的，因此，相对于稳定电流的焊接过程来说，它对焊接接头的热输入量是较小的，或者说，焊接时的线能量较小，这就为焊接薄板、减小工件焊后的变形等创造了有利的条件，是一种新型的焊接工艺方法。

本发明焊机的外壳部分。包括提手或手柄、机箱外壳、塑料百叶窗、机壳底板、外壳螺丝部分组成。

本发明焊机的内部零部件部分，被焊机的中隔板分为上、下层两个部分；除了前后面板上安装的外，上层部分，包括电源板、面罩驱动板、磁环（一）、磁环（二），磁环（一）套在电源板与前控制面板的连接线上；磁环（二）套在霍尔传感器的连接线上；下层部分，包括长竖梁、短竖梁、主电路板、霍尔传感器、高频引弧电抗器、铝连接件、吸收板、水泥电阻、焊枪开关板、铜连接件、冷却风机或风扇、电磁阀等部分；高频引弧电抗器的一端连接在负极性的氩弧焊焊枪气电一体化输出接口上，另一端连接在主电路板上的OUT（-）端上；霍尔传感器穿在铝连接件上；铝连接件的一端连接在主电路板上的快恢复二极管的阴极输出端，其另一端连接到机器内部的红色（正极性）输出快速接头的接线端；主电路板通过底板的两边支撑件和固定螺丝固定在机壳底板的底部上；绝缘材料制成的长竖梁、短竖梁也通过螺丝固定在机壳底板的底部上，同时，还通过螺丝与主电路板上的铝合金（包括快恢二极管散热片、IGBT散热片）固定在一起，以保障主电路板的固定稳定性和可靠性；在主电路板上还有很多的元器件和零部件，例如，IGBT散热片（一）、快恢复二极管、快恢二极管散热片、主变压器、继电器、整流桥及其散热片、母线电流检测互感器、驱动变压器、电解电容、IGBT散热片（二）、IGBT （IGBT有四只，这个只是其中二只）。四只IGBT的管脚焊接在主电路板上，其中，有两只IGBT的散热面涂抹导热硅脂后，分别安装在两个IGBT散热片（一）上，两个IGBT散热片（一）分别通过紧固螺丝固定在主电路板上；有二只IGBT的散热面涂抹导热硅脂后，安装在IGBT散热片（二）上，IGBT散热片（二）通过紧固螺丝固定在主电路板上；整流桥的散热面涂抹导热硅脂后，安装在它的散热片上。利用这些铝散热器，可对IGBT和整流桥进行散热，由于冷却风扇的作用，它们的冷却效果会更好。（过热）保护器的热检测面紧贴在快恢二极管散热片的表面安装，当此散热器片表面的温度高于（过热）保护器的动作温度时，该保护器会动作，从而发出器件过热的保护信号，通过过热保护控制电路的作用，可关闭IGBT的工作，焊机也会停止逆变输出。待快恢二极管散热片的温度下降后，（过热）保护器会恢复到其常态，于是，在控制电路的作用下，可重新使IGBT进行通、断工作，再次有逆变输出。多只电解电容、继电器、母线电流检测互感器焊装在主电路板上。快恢复二极管组成的电路为输出整流电路，可把主变压器的次级交流输出，整流变换为直流输出电流和电压。高频引弧电抗器的一端连接到黑色氩弧焊焊枪气电一体化输出接口的铜芯上，另一端连接到OUT（-）端上。霍尔传感器套在输出铝连接件上，当输出铝连接件有电流流过时，可被霍尔传感器检测到。霍尔传感器用于检测焊机输出的电流信号，获得的电流检测信号输送至焊机的电路控制板。

本发明焊机的机壳底板的前面板上安装的零部件主要有：塑料百叶窗、红色（正极性）输出快速接头（组件）、黑色（负极性）输出快速接头（组件）、氩弧焊焊枪气电一体化输出接口、二芯氩弧焊焊枪开关线航空插座、航空插座的固定底座，用于连接黑色（负极性）输出快速接头（组件）和氩弧焊焊枪气电一体化输出接口的铜连接件、前控制面板及其焊装在该电路板上的编码器（含按键）及其旋钮、连接在负极性输出端的高频引弧电抗器、连接在正极性输出端的铝连接件、控制面板贴纸等部分。焊机的控制面板贴纸贴在前面板上。前控制面板通过插头连接线，可与焊机的其它控制电路部分进行电气线路的连接。氩弧焊焊枪气电一体化输出接口的氩气气嘴通过一根内部气管连接至后面板上安装的电磁（气）阀的一端。正、负两组输出快速接头组件用于连接电焊钳电缆、工件夹电缆或氩弧焊枪。操作前控制面板上，设计有十三个指示灯、一个编码器、三个按键（其中一个按键是编码器的，即该编码器既是参数调节器，又有按键功能）、一个显示器，以及大量的电路电子元器件。显示器可显示电流和时间焊接参数；设有三种焊接方法的按键；2T和4T焊枪开关操作方式，以及手工电弧焊时的VRD功能选择按键；前气和后气时间、低热输入焊时的焊接时间和间歇或停止时间、氩弧焊时的焊接电流、手弧焊时的热引弧电流和焊接电流，这些参数可通过编码器按键进行选择，同时，可利用编码器进行调节或改变，即当通过编码器按键选定某项参数时，可通过编码器进行对应参数的调节或设定。这些参数，选择操作时有相应的指示灯进行指示。此外，还设有异常指示灯。对于焊接参数，电流分为氩弧焊、手工电弧焊和低热输入或冷焊时的焊接电流、手工电弧焊时的热引弧（Hot Start）电流（或起弧电流，下同）。时间分为氩弧焊和低热输入或冷焊时的前气（提前送气）和后气（滞后闭气）时间、低热输入或冷焊时的焊接时间（ms，本时间以毫秒计。其它的时间以秒或S为单位）和间歇或停止时间；对于焊接方法按键，可选择直流氩弧焊、低热输入低热输入或冷焊和手工电弧焊，选择时有相应的指示灯会被点亮进行状态指示；对于焊枪开关操作或控制方式按键，可选择2T（2步）或4T（4步）焊枪开关操作模式，或者在选择手工电弧焊下的VRD（空载低电压输出，大约15V）功能，选择时有相应的指示灯会被点亮进行状态指示；对于焊接参数，选择手工焊或直流氩弧焊时，可选择焊接电流；选择低热输入或冷焊时，可选择焊接电流大小，配合编码器按键操作，可选择焊接时间（ms）、间隙或停止时间（S）。此外，焊机在使用过程中，如果出现过热保护现象，即当焊机内部的器件温度过高，超过动作温度时，在控制电路的作用下，一方面可使面板上设计的异常指示灯被点亮，以进行状态指示。另一方面，可使焊机停止焊接或输出。在焊机不输出的情况下，风机的冷却作用会使器件的温度降低。当降低到恢复动作温度时，焊机过热现象消除。过热指示灯会自动熄灭。同时，焊机可自动恢复输出或焊接。

本发明焊机的后面板上安装的零部件主要有：电源开关、连接氩气进气嘴的电磁（气）阀、供电电源线及其拉不脱或固线器、冷却风扇及其风扇防护网罩、连接面罩的航空插座等部分。供电电源线通过拉不脱或固线器固定在后面板上；带有氩气进气嘴的电磁（气）阀也固定在后面板上，电磁（气）阀固定在焊机内部，后部的进气嘴在机壳后面板的外侧。焊机使用时，可通过一根气管连接该进气嘴和氩气流量计，而氩气流量计安装在氩气瓶上。气体的流量大小可通过流量计进行调节。电源开关固定在后面板上。来自供电电网的电源线连接到电源开关。电源开关控制焊机电源的通或断。冷却风扇位于焊机的后部，冷风从焊机后部的进气孔进行。利用冷却风扇，可使焊机中隔板下方的电路部分的一些发热器件或零部件，如IGBT及散热器散热器、快速恢复二极管及散热器、逆变主变压器等零部件得到较好的冷却。这样的冷却方式设计，有利于保障焊机电路工作的可靠性，也是本发明焊机实现较大电流和高负载持续率的重要原因之一。

本发明焊机的电路板设计为七块，包括电源和主控制板（DY+Main control-PCB）、面罩驱动板（MZQD-PCB）、高频板（HF-PCB）、主电路板（Main Circuit-PCB）、吸收板（XS-PCB）、焊枪开关板（SW1-PCB）、操作前控制面板（MB-PCB）。这些电路板，按照不同的功能，设计有不同的电路。本发明说明书给出的各个部分的电路原理图表达了这些电路的组成。主电路板（Main Circuit-PCB）部分主要由电源开关、上电缓冲电路、单相输入整流桥或整流器、电解电容滤波器、四个IGBT开关和主变压器组成的逆变电路、母线电流检测互感器、IGBT的高压侧和低压侧驱动电路、逆变后的输出整流电路等组成，主要是完成供电电源的通、断，输入整流、上电缓冲、滤波、IGBT驱动和逆变、直流母线电流检测、逆变后的输出整流功能，其中的输出整流部分主要由快恢复二极管组成的输出整流电路及其它们的阻容保护电路组成，主要是完成逆变后的交流到直流的变换，使焊机输出直流；吸收板（XS-PCB）部分主要由电阻、压敏电阻、电容组成吸收电路，并联在焊机的输出两端，主要是完成高频干扰信号的吸收、滤波，保护器件、电路的可靠工作，以及获得输出电压检测信号；高频板（HF-PCB）部分主要由高频升压变压器、高压电容、火花放大器、电阻和电容、逆变主变压器的次级绕组高频引弧电抗器组成，主要是在其它控制电路的作用下，利用该电路产生的高频高压，实现氩弧焊和低热输入焊的非接触式引弧；电源和主控制板（DY+Main control-PCB）中的电源电路部分主要由开关电源变压器、场效应管、PWM脉冲宽度调节器（UC3843B）、-15V输出稳压器、+15V输出稳压器、+5V输出稳压器、+3.3V输出稳压器，以及很多的电阻、电容、二极管、光耦、稳压管组成，主要是产生+24V、+15V、-15V、+5V和+3.3V工作电压，供给焊机的各部分控制电路工作使用；电源和主控制板（DY+Main control-PCB）中的控制电路部分主要由冷却风扇Fan控制电路、电磁气阀DCF控制电路、高频控制电路、2IC8微处理器为核心的数字控制电路、过热保护电路、VRD低电压输出控制电路、输出电压反馈控制电路、直流母线保护控制电路、霍尔电流传感器输出电流检测电路、输出特性PWM控制电路、IGBT低压侧驱动电路组成，实现冷却风扇Fan控制、电磁气阀DCF控制、高频控制、过热保护、输出电压反馈、直流母线保护控制、霍尔电流传感器输出电流检测、输出特性PWM控制功能；焊枪开关板（SW1-PCB）部分主要由三个滤波电感、八个滤波电容、一个整流器或整流桥、一个光耦组成，其作用是降低来自开关操作部分的干扰，进一步保障焊机电路工作的可靠性；面罩驱动板（MZQD-PCB）部分主要由PWM芯片5U1、电阻、电容、二极管、NPN型三极管、共模滤波电感5L1组成，主要是满足低热输入焊时的面罩使用供电要求；操作前控制面板（MB-PCB）部分的电路主要由数码显示管DPY1~DPY3、微处理器控制芯片1U1、氩弧焊（TIG）/手弧焊（MMA）/低热输入焊（COLD）焊接方法选择按键1SW1、焊枪开关操作控制模式（4T/2T）和手工焊VRD功能选择按键1SW2，带按键功能的参数调节数字编码器P1（通过按下编码器的按键选择焊接参数；通过旋转编码器调节焊接参数），电阻1R1~1R7、1R9~1R18，电,1C1~1C8、三极管1Q1~1Q5，发光二极管1LED1（过热保护O.H，或者故障指示灯）、1LED2（手弧焊，MMA）、1LED3（氩弧焊，TIG）、1LED4（低热输入焊，COLD）、1LED5（焊枪开关2T操作模式）、1LED6（焊枪开关4T操作模式）、1LED7（手工焊选择下的VRD功能）、1LED8（焊接电流）、1LED9（引弧电流）、1LED11（提前送气或前气时间，Pre-flow gas time）、1LED12（滞后闭气或后气时间，Post-flow gas time）、1LED13（低热输入焊（COLD）时的间歇或停止时间STOP TIME）、1LED14（低热输入焊（COLD）时的焊接时间WELDING TIME）、插头1CN1组成。插头1CN1通过连接线与焊机的其它控制电路连接，主要是完成焊接方法的选择，不同焊接方法下的焊接参数选择、调节，以及各个状态的指示灯指示。

对不同电流等级和负载持续率要求的本发明焊机，可通过调整少量的零部件数量和规格参数，形成不同输出额定电流和负载持续率的产品，使产品系列化。例如，改变整流桥参数；改变IGBT器件的电流等级和散热器尺寸；改变快速恢复二极管的型号和参数及数量；改变逆变主变压器和输出滤波电抗器的规格和参数等，即可容易形成不同规格的系列产品。如140A、1600A等多种额定电流等级和规格型号的产品。当然，这些变化，目的是使产品与相应机器的规格参数和性能指标相匹配。这样，每种规格型号的焊机才能实现最优化的成本和性能控制。这就提升了所开发产品的市场竞争力。

本发明220V供电的焊机，由于具有氩弧焊、低热输入或冷焊和手弧焊三种焊接方法。氩弧焊时电流为给定的焊接电流；低热输入焊时，电流是间歇的，分为焊接阶段和间歇阶段，由于这种方法的电流是间歇的，因此，相对稳定电流的焊接过程来说，它对焊接接头的热输入量是较小的，或者说，焊接时的线能量较小，这就为焊接薄板、减小工件焊后的变形等创造了有利的条件，是一种新型的焊接工艺方法。并且，焊机有良好的操作界面，电路控制性能好，产品可靠性高，因而焊机有更好的市场适应性。其良好的电路及其结构设计也是本发明的优势所在，也是满足高可靠性、制造技术先进性的重要保障。本发明焊机的电路原理、电路板和整机结构设计有自己的独特之处。本发明专利申请保护的内容就在于保护这种焊机的电路和结构设计。

附图说明

附图1是利用本发明制成的一种示例焊机的结构设计示意图；

附图2是本发明焊机的电路原理框图；

附图3是本发明焊机的主电路、IGBT驱动电路、输出整流电路、输出吸收电路和高频引弧、直流母线电流检测电路部分的原理图；

附图4是本发明焊机的操作前控制面板部分的电路原理图；

附图5是本发明焊机的面罩驱动部分的电路原理图；

附图6是本发明焊机的电源电路、焊枪开关电路、主控制电路等部分的原理图；

附图7是本发明主电路板的结构示意图；

附图中各部件的名称如下：1、手柄；2、机箱外壳；3、电源和主控制板；4、面罩驱动板；5、磁环（一）；6、中隔板；7、磁环（二）；8、高频板；9、长竖梁；10、短竖梁；11、主电路板；12、霍尔传感器；13、高频引弧电抗器；14、铝连接件；15、吸收板；16、水泥电阻、17、焊枪开关板；18、前控制面板；19、编码器按键和调节旋钮；20、塑料百叶窗；21、氩弧焊焊枪气电一体化输出接口；22、黑色（负极性）输出快速接头；23、二芯氩弧焊焊枪开关线航空插座；24、航空插座的固定底座；25、红色（正极性）输出快速接头；26、铜连接件；27、机壳底板；28、冷却风机或风扇；29、风机网罩；30、电磁阀；31、电源线；32、拉不脱；33、电源开关；34、航空插座；35、IGBT散热片（一）；36、快恢复二极管；37、快恢二极管散热片；38、主变压器；39、继电器；40、整流桥及其散热片；41、母线电流检测互感器；42、驱动变压器；43、电解电容；44、IGBT散热片（二）；45、IGBT管。

具体实施方式

附图1、7所示，是利用本发明制成的一种示例焊机的结构设计示意图。

1）外壳部分。包括提手或手柄1（数字代表附图1中的零部件序号，下同，不再重复说明）、机箱外壳2、塑料百叶窗20、机壳底板27、外壳螺丝部分组成。

2）后面板部分。后面板上安装的零部件主要有：电源开关33、连接氩气进气嘴的电磁（气）阀30、供电电源线31及其拉不脱或固线器32、冷却风扇28及其风扇防护网罩29、连接面罩的航空插座34等部分。供电电源线31通过拉不脱或固线器32固定在后面板上；带有氩气进气嘴的电磁（气）阀30也固定在后面板上，电磁（气）阀30固定在焊机内部，后部的进气嘴在机壳后面板的外侧。焊机使用时，可通过一根气管连接该进气嘴和氩气流量计，而氩气流量计安装在氩气瓶上。气体的流量大小可通过流量计进行调节。电源开关33固定在后面板上。来自供电电网的电源线连接到电源开关33。电源开关33控制焊机电源的通或断。冷却风扇28位于焊机的后部，冷风从焊机后部的进气孔进行。利用冷却风扇28，可使焊机中隔板6下方的电路部分的一些发热器件或零部件，如IGBT及散热器散热器、快速恢复二极管及散热器、逆变主变压器等零部件得到较好的冷却。这样的冷却方式设计，有利于保障焊机电路工作的可靠性，也是本发明焊机实现较大电流和高负载持续率的重要原因之一。

3）前面板部分。焊机机壳底板27的前面板上安装的零部件主要有：塑料百叶窗20、红色（正极性）输出快速接头（组件）25、黑色（负极性）输出快速接头（组件）22、氩弧焊焊枪气电一体化输出接口21、二芯氩弧焊焊枪开关线航空插座23、航空插座的固定底座24，用于连接黑色（负极性）输出快速接头（组件）22和氩弧焊焊枪气电一体化输出接口21的铜连接件26、操作前控制面板（MB-PCB）18及其焊装在该电路板上的编码器（含按键）及其旋钮19、连接在负极性输出端的高频引弧电抗器13、连接在正极性输出端的铝连接件14、前控制面板贴纸等部分。焊机的控制面板贴纸贴在前面板上。操作前控制面板（MB-PCB）18通过插头连接线，可与焊机的其它控制电路部分进行电气线路的连接。氩弧焊焊枪气电一体化输出接口21的氩气气嘴通过一根内部气管连接至后面板上安装的电磁（气）阀30的一端。正、负两组输出快速接头组件用于连接电焊钳电缆、工件夹电缆或氩弧焊枪。操作前控制面板（MB-PCB）18上，设计有十三个指示灯、一个编码器、三个按键（其中一个按键是编码器的，即该编码器既是参数调节器，又有按键功能）、一个显示器，以及大量的电路电子元器件。显示器可显示电流和时间焊接参数；设有三种焊接方法的按键；2T和4T焊枪开关操作方式，以及手工电弧焊时的VRD功能选择按键；前气和后气时间、低热输入焊时的焊接时间和间歇或停止时间、氩弧焊时的焊接电流、手弧焊时的热引弧电流和焊接电流，这些参数可通过编码器按键进行选择，同时，可利用编码器进行调节或改变，即当通过编码器按键选定某项参数时，可通过编码器进行对应参数的调节或设定。这些参数，选择操作时有相应的指示灯进行指示。此外，还设有异常指示灯。对于焊接参数，电流分为氩弧焊、手工电弧焊和低热输入或冷焊时的焊接电流、手工电弧焊时的热引弧（Hot Start）电流（或起弧电流，下同）。时间分为氩弧焊和低热输入或冷焊时的前气（提前送气）和后气（滞后闭气）时间、低热输入或冷焊时的焊接时间（ms，本时间以毫秒计。其它的时间以秒或S为单位）和间歇或停止时间；对于焊接方法按键，可选择直流氩弧焊、低热输入低热输入或冷焊和手工电弧焊，选择时有相应的指示灯会被点亮进行状态指示；对于焊枪开关操作或控制方式按键，可选择2T（2步）或4T（4步）焊枪开关操作模式，或者在选择手工电弧焊下的VRD（空载低电压输出，大约15V）功能，选择时有相应的指示灯会被点亮进行状态指示；对于焊接参数，选择手工焊或直流氩弧焊时，可选择焊接电流；选择低热输入或冷焊时，可选择焊接电流大小，配合编码器按键操作，可选择焊接时间（ms）、间隙或停止时间（S）。此外，焊机在使用过程中，如果出现过热保护现象，即当焊机内部的器件温度过高，超过动作温度时，在控制电路的作用下，一方面可使面板上设计的异常指示灯被点亮，以进行状态指示。另一方面，可使焊机停止焊接或输出。在焊机不输出的情况下，风机的冷却作用会使器件的温度降低。当降低到恢复动作温度时，焊机过热现象消除。过热指示灯会自动熄灭。同时，焊机可自动恢复输出或焊接。

4）内部其它的零部件部分，被焊机的中隔板6分为上、下层两个部分；除了前后面板上安装的外，上层部分，包括电源和主控制板（DY+Main control-PCB）3、面罩驱动板4、磁环（一）5、磁环（二）7，磁环（一）5套在电源和主控制板（DY+Main control-PCB）3与前控制面板（MB-PCB）18的连接线上；磁环（二）7套在霍尔传感器的连接线上；下层部分，包括长竖梁9、短竖梁10、主电路板（Main Circuit-PCB）11、霍尔传感器12、高频引弧电抗器13、铝连接件14、吸收板15、水泥电阻16、焊枪开关板17、铜连接件26、冷却风机或风扇28、电磁阀30等部分；高频引弧电抗器13的一端连接在负极性的氩弧焊焊枪气电一体化输出接口21上，另一端连接在主电路板（Main Circuit-PCB）11上的OUT（-）端上；霍尔传感器12穿在铝连接件14上；铝连接件14的一端连接在主电路板（Main Circuit-PCB）11上的快恢复二极管36的阴极输出端，其另一端连接到机器内部的红色（正极性）输出快速接头25的接线端；主电路板（Main Circuit-PCB）11通过底板的两边支撑件和固定螺丝固定在机壳底板27的底部上；绝缘材料制成的长竖梁9、短竖梁10也通过螺丝固定在机壳底板27的底部上，同时，还通过螺丝与主电路板（Main Circuit-PCB）11上的铝合金（包括快恢二极管散热片、IGBT散热片）固定在一起，以保障主电路板（Main Circuit-PCB）11的固定稳定性和可靠性；在主电路板（Main Circuit-PCB）11上还有很多的元器件和零部件，例如，IGBT散热片（一）35、快恢复二极管36、快恢二极管散热片37、主变压器38、继电器39、整流桥及其散热片40、母线电流检测互感器41、驱动变压器42、电解电容43、IGBT散热片（二）44、IGBT 45（IGBT有四只，这个只是其中二只）。四只IGBT的管脚焊接在主电路板（Main Circuit-PCB）11上，其中，有两只IGBT的散热面涂抹导热硅脂后，分别安装在两个IGBT散热片（一）35上，两个IGBT散热片（一）35分别通过紧固螺丝固定在主电路板11（Main Circuit-PCB）上；有二只IGBT的散热面涂抹导热硅脂后，安装在IGBT散热片（二）44上，IGBT散热片（二）44通过紧固螺丝固定在主电路板（Main Circuit-PCB）11上；整流桥的散热面涂抹导热硅脂后，安装在它的散热片上。利用这些铝散热器，可对IGBT和整流桥进行散热，由于冷却风扇的作用，它们的冷却效果会更好。（过热）保护器的热检测面紧贴在快恢二极管散热片37的表面安装，当此散热器片表面的温度高于（过热）保护器的动作温度时，该保护器会动作，从而发出器件过热的保护信号，通过过热保护控制电路的作用，可关闭IGBT的工作，焊机也会停止逆变输出。待快恢二极管散热片37的温度下降后，（过热）保护器会恢复到其常态，于是，在控制电路的作用下，可重新使IGBT进行通、断工作，再次有逆变输出。多只电解电容43、继电器39、母线电流检测互感器41焊装在主电路板（Main Circuit-PCB）11上。快恢复二极管36组成的电路为输出整流电路，可把主变压器38的次级交流输出，整流变换为直流输出电流和电压。高频引弧电抗器13的一端连接到黑色氩弧焊焊枪气电一体化输出接口的铜芯21上，另一端连接到OUT（-）端上。霍尔传感器12套在输出铝连接件14上，当输出铝连接件14有电流流过时，可被霍尔传感器12检测到。霍尔传感器12用于检测焊机输出的电流信号，获得的电流检测信号输送至焊机的电路控制板。

5）控制板部分。设计为七块，包括电源和主控制板（DY+Main control-PCB）3、面罩驱动板（MZQD-PCB）4、高频板（HF-PCB）8、主电路板（Main Circuit-PCB）11、吸收板（XS-PCB）15、焊枪开关板（SW1-PCB）17、操作前控制面板（MB-PCB）18。这些电路板，按照不同的功能，设计有不同的电路。本发明说明书给出的各个部分的电路原理图表达了这些电路的组成。主电路板（Main Circuit-PCB）11部分主要由电源开关、上电缓冲电路、单相输入整流桥或整流器、电解电容滤波器、四个IGBT开关和主变压器组成的逆变电路、母线电流检测互感器、IGBT的高压侧和低压侧驱动电路、逆变后的输出整流电路等组成，主要是完成供电电源的通、断，输入整流、上电缓冲、滤波、IGBT驱动和逆变、直流母线电流检测、逆变后的输出整流功能，其中的输出整流部分主要由快恢复二极管组成的输出整流电路及其它们的阻容保护电路组成，主要是完成逆变后的交流到直流的变换，使焊机输出直流；吸收板（XS-PCB）15部分主要由电阻、压敏电阻、电容组成吸收电路，并联在焊机的输出两端，主要是完成高频干扰信号的吸收、滤波，保护器件、电路的可靠工作，以及获得输出电压检测信号；高频板（HF-PCB）8部分主要由高频升压变压器、高压电容、火花放大器、电阻和电容、逆变主变压器的次级绕组高频引弧电抗器组成，主要是在其它控制电路的作用下，利用该电路产生的高频高压，实现氩弧焊和低热输入焊的非接触式引弧；电源和主控制板（DY+Main control-PCB）3中的电源电路部分主要由开关电源变压器、场效应管、PWM脉冲宽度调节器（UC3843B）、-15V输出稳压器、+15V输出稳压器、+5V输出稳压器、+3.3V输出稳压器，以及很多的电阻、电容、二极管、光耦、稳压管组成，主要是产生+24V、+15V、-15V、+5V和+3.3V工作电压，供给焊机的各部分控制电路工作使用；电源和主控制板（DY+Main control-PCB）3中的控制电路部分主要由冷却风扇Fan控制电路、电磁气阀DCF控制电路、高频控制电路、2IC8微处理器为核心的数字控制电路、过热保护电路、VRD低电压输出控制电路、输出电压反馈控制电路、直流母线保护控制电路、霍尔电流传感器输出电流检测电路、输出特性PWM控制电路、IGBT低压侧驱动电路组成，实现冷却风扇Fan控制、电磁气阀DCF控制、高频控制、过热保护、输出电压反馈、直流母线保护控制、霍尔电流传感器输出电流检测、输出特性PWM控制功能；焊枪开关板（SW1-PCB）17部分主要由三个滤波电感、八个滤波电容、一个整流器或整流桥、一个光耦组成，其作用是降低来自开关操作部分的干扰，进一步保障焊机电路工作的可靠性；面罩驱动板（MZQD-PCB）4部分主要由PWM芯片5U1、电阻、电容、二极管、NPN型三极管、共模滤波电感5L1组成，主要是满足低热输入焊时的面罩使用供电要求；操作前控制面板（MB-PCB）18部分的电路主要由数码显示管DPY1~DPY3、微处理器控制芯片1U1、氩弧焊（TIG）/手弧焊（MMA）/低热输入焊（COLD）焊接方法选择按键1SW1、焊枪开关操作控制模式（4T/2T）和手工焊VRD功能选择按键1SW2，带按键功能的参数调节数字编码器P1（通过按下编码器的按键选择焊接参数；通过旋转编码器调节焊接参数），电阻1R1~1R7、1R9~1R18，电,1C1~1C8、三极管1Q1~1Q5，发光二极管1LED1（过热保护O.H，或者故障指示灯）、1LED2（手弧焊，MMA）、1LED3（氩弧焊，TIG）、1LED4（低热输入焊，COLD）、1LED5（焊枪开关2T操作模式）、1LED6（焊枪开关4T操作模式）、1LED7（手工焊选择下的VRD功能）、1LED8（焊接电流）、1LED9（引弧电流）、1LED11（提前送气或前气时间，Pre-flow gas time）、1LED12（滞后闭气或后气时间，Post-flow gas time）、1LED13（低热输入焊（COLD）时的间歇或停止时间STOP TIME）、1LED14（低热输入焊（COLD）时的焊接时间WELDING TIME）、插头1CN1组成。插头1CN1通过连接线与焊机的其它控制电路连接，主要是完成焊接方法的选择，不同焊接方法下的焊接参数选择、调节，以及各个状态的指示灯指示。

附图2是本发明焊机的电路原理框图。如附图2所示，来自供电电源的单相220V输入电源连接至焊机后面板上的空气开关，之后，输入至主电路板（Main circuit-PCB）。主电路板（Main circuit-PCB）通过连接导线或连接件分别可连接至焊机的输出OUT（+）和OUT（-）端；主电路板（Main circuit-PCB）通过CN4插头及其控制线与吸收板（XS-PCB）部分的3CN2插头连接；电源和主控制板（DY+Main control-PCB）通过2CN13插头及其控制线与操作前控制面板（MB-PCB）部分相连接；电源和主控制板（DY+Main control-PCB）通过2CN5插头及其控制线与主电路板（Main circuit-PCB）的CN3插头连接；电源和主控制板（DY+Maincontrol-PCB）通过2CN4插头及其控制线与BL1霍尔电流传感器的控制线相连接；电源和主控制板（DY+Main control-PCB）通过2CN2插头及其控制线与主电路板（Main circuit-PCB）的CN2插头连接，即连接24V电源；电源和主控制板（DY+Main control-PCB）通过2CN1插头及其控制线与主电路板（Main circuit-PCB）的CN1插头连接，即连接310V电源；电源和主控制板（DY+Main control-PCB）通过2CN3插头及其控制线与主电路板（Main circuit-PCB）的3CN1插头连接，即连接输出电压反馈Uf信号；电源和主控制板（DY+Main control-PCB）通过2CN11插头及其连接线与主电路板（Main circuit-PCB）的T2变压器连接，即连接驱动控制信号QD-control；电源和主控制板（DY+Main control-PCB）通过2CN7插头及其连接线与冷却风扇Fan相连接；电源和主控制板（DY+Main control-PCB）通过2CN9插头及其控制线与高频板（HF-PCB）部分的6CN5插头连接，高频板（HF-PCB）部分的6CN6插头及其连接线与主电路板（Main circuit-PCB）的T1变压器连接；电源和主控制板（DY+Main control-PCB）通过2CN8插头及其控制线与焊枪开关板（SW1-PCB）部分的4CN1插头连接，焊枪开关板（SW1-PCB）部分的4CN2插头及其控制线与焊枪开关SW1连接；电源和主控制板（DY+Main control-PCB）通过2CN6插头及其控制线与电磁气阀DCF的控制线连接；电源和主控制板（DY+Maincontrol-PCB）通过2CN10插头及其控制线与温度传感器WDCGQ相连接；电源和主控制板（DY+Main control-PCB）通过2CN12插头及其控制线与面罩驱动控制板（MZQD-PCB）的5CN1插头相连接，而面罩驱动控制板（MZQD-PCB）的5CN2插头则连接至焊机后面板上的MZ航空插座34，通过该航空插座34可与本焊机用于低热输入（COLD）焊接时配置的特殊焊接防护面罩的供电电源线相连接，这种面罩，在不进行焊接时，可由面罩的LED灯照亮焊接区，焊工通过面罩的防护镜很容易观察焊接区的情况，一旦焊接开始，则该面罩的防护镜会立即变光，防护住或防止焊接时的弧光对焊工的眼睛造成伤害，同时还便于焊工进行焊接操作。

附图3是本发明焊机的主电路、IGBT驱动电路、输出整流电路、输出吸收电路和高频引弧、直流母线电流检测电路部分的原理图。附图3中，A、B连接焊机的220V供电电源，PE连接至供电电源系统的保护性接地端。开关KG1控制焊机供电电源的通、断，KG1开关后级的一端连接整流器或整流桥BR1的输入一端，KG1开关后级的另一端连接热敏电阻PTC1和继电器的常开触头CR1（B）的一端，继电器的常开触头CR1（B）的另一端连接PTC1的另一端，同时还连接整流器或整流桥BR1的输入另一端；热敏电阻PTC1和继电器的常开触头CR1（B）组成的并联电路称为上电缓冲电路，在焊机的电源开关KG1闭合时，触头CR1（B）是处于常开状态的，此时，热敏电阻PTC1串联在整流器BR1和供电电源之间，并且，热敏电阻PTC1是正温度系数的，即电流通过它时，随其温度升高，电阻值增加，这就更加限制了流过PTC1电流的大小，从而防止过大的上电冲击电流对焊机电源开关KG1造成危害。在焊机的开关KG1闭合一定时间后，触头CR1（B）闭合，短路PTC1，电流从该触头间流过。触头CR1（B）闭合是通过对继电器的线包CR1（A）控制实现的。继电器的线包CR1（A）控制由24V完成，实际上就是连接电源电路部分的24V电源。继电器CR1动作的控制过程是：当24V电源产生时，这样就会有电流流过继电器的线包CR1（A），于是继电器的触头CR1（B）闭合，短接RT1。由于24V电压形成的时间滞后于KG1开关闭合时刻，因此，可起到上电缓冲的控制作用。BR1的输出正端连接后级电解电容C1~C3、电阻R45和R46并联组成的滤波电路，电解电容C1~C3的正端（或者说VCC端，或310V端），BR1的输出负端则与滤波电路的负端连接；R45和R46这些电阻的作用是当焊机关闭供电电源后，C1~C3电解电容上储存的高压电能够被这些电阻释放掉，防止C1~C3电解电容上的高压电伤及设备检修人员；C4并联滤波电容并联在前级电解电容和电阻组成的滤波电路的两端（即VCC与其地的两端）；由Q1~Q4四只IGBT组成的“H”桥式逆变变换控制电路也并联在滤波电路的两端（即VCC与其地的两端），Q1和Q3的D端连接至VCC端，Q2和Q4的S端连接至VCC电压的负端或地端；Q3的S端连接Q4的D端，同时还连接着母线电流检测互感器TM3的一端，而母线电流检测互感器TM3的另一端则与附图3中的逆变主变压器T1的初级一端相连接，逆变主变压器T1的初级另一端则连接Q1的S端连接Q2的D端；对于直流母线电流检测电路部分，直流母线电流检测互感器TM3的次级检测信号通过插头TM3-1、TM3-2连接线与D9~D12组成的单相全波整流桥电路的输入端相连接，D9~D12的输出端并联有电阻R20、R21和CN3插头，通过CN3连接至附图6中的2CN5，向附图6中的2IC10 PWM控制芯片部分的电路发送直流母线的电流大小信号，用于过流保护等控制；Q1~Q4四只IGBT的栅极控制两端则与附图3中对应的IGBT驱动电路相连接，通过PWM脉冲宽度控制信号和驱动电路的控制，可实现Q1、Q4与Q3、Q2两组IGBT的交替通、断控制，最终在逆变主变压器T1的初级两端形成中频（几十KHz）的交流变换。

附图3中左边、下方的电路，是IGBT的驱动电路，其中，T2为驱动变压器，它有一个初级绕组，四个次级绕组。驱动变压器T2把驱动电路分为高压侧驱动电路和低压侧驱动电路，由附图3可见，高压侧驱动电路有四个支路，每个支路的电路，其组成形式是一样的，下面以其中一个支路的电路为例进行说明：每个IGBT的驱动高压侧电路由驱动变压器的一个次级、一个电容、一个二极管、三个电阻组成；驱动变压器一次级的一端连接D1的阴极、R9的一端，D1的阳极连接R10，R10的另一端与R9的另一端连接在一起，并且连接到Q1（IGBT）的G1端，驱动变压器该次级的另一端连接至Q1（IGBT）的E1端，R1和C9并联在Q1（IGBT）的G1端和E1端之间；其它三支路的IGBT驱动高压侧电路，与此类似，只是元器件的代号不同；驱动电路的低压侧驱动电路由附图3中的驱动变压器T2的初级，以及附图6中右上角部分的电阻2R71~2R75、电容2C61~2C67、2CN11插头、2IC10 PWM（3846）芯片、场效应管2Q13~2Q16组成；2Q14的D端连接+15V，并且，分别连接2C66、2C64电容；2Q15的D端连接+15V，并且，分别连接2C62、2C67电容，其中2C67为电解电容，2C66、2C67电容的另一端接地，2C64、2C62电容的另一端分别连接2Q14和2Q15的S端；2Q14的S端还分别连接2Q16的D端、2C63电容、2CN11插头的1脚，2Q16的S端、2C63电容的另一端接地；2Q15的S端还分别连接2Q13的D端、2C61电容，以及2C65电容和2R73并联电路的一端，2C65电容和2R73并联电路的另一端连接2CN11插头的2脚，2Q13的S端、2C61电容的另一端接地；2Q14的G端通过电阻2R74连接至2IC10 PWM（3846）芯片的14脚，2Q16的G端通过电阻2R75连接至2IC10 PWM（3846）芯片的14脚，2Q15的G端通过电阻2R72连接至2IC10 PWM（3846）芯片的11脚，2Q13的G端通过电阻2R71连接至2IC10 PWM（3846）芯片的11脚；驱动变压器T2的初级通过2CN11插头与附图6中的上述器件构成的驱动电路低压侧连接；PWM控制芯片，就是附图6中的2IC10 （3846）芯片，其输出的信号控制端一路是该芯片的AOUT端，另一路该芯片的BOUT端。由于U2芯片PWM输出的信号驱动功率小，故需要经过驱动功率电路进行放大，再通过驱动变压器及其外围的驱动电路去控制四个IGBT的工作状态。在有PWM输出驱动控制信号的情况下，可使逆变主电路中的Q1～Q4按照设定的通、断规律进行控制，从而使逆变主电路完成逆变转换控制。

输出整流部分的电路原理图见附图3所示。附图3中，输出整流电路由快恢复二极管芯片D5~D8、电容C13和C14、电阻R17~R18组成，逆变主变压器次级绕组的中心连接点OUT（-）连接高频引弧电抗器TM2次级的一端，TM2次级的另一端为焊机的负极性输出端OUT（-），而快恢复二极管芯片D5~D8正输出端通过一铝连接件穿入霍尔传感器BL1后再连接至焊机的正极性输出端OUT（+）。D5~D8芯片的快恢复二极管的阴极连接在一起。电阻R17与C13串联，它们的串联电路并联在D5~D6芯片的快恢复二极管的两端，也就是利用阻容串联电路保护快恢复二极管，防止过电压击穿二极管。类似地，电阻R18与C14串联，它们的串联电路并联在D7~D8芯片的快恢复二极管的两端，也就是利用阻容串联电路保护快恢复二极管，防止过电压击穿二极管。R35与C17并联在在OUT（+）端与OUT（-）端之间，起到假负载和电容抗干扰的作用。霍尔传感器BL1有四个连接线，分别是+15V、-15V、地和输出电流采用信号，该信号通过插头连接至控制板的电路。

输出吸收板（XS-PCB）部分电路原理图见附图3中右上角虚线框的部分，输出吸收板（XS-PCB）电路由电容3C1~3C4、压敏电阻3RV1、电阻3R1~3R3和3R5~3R6组成；3C1、3R3、3RV1并联在OUT（+）端与OUT（-）端之间；3C3、3C4的一端分别连接OUT（+）端与OUT（-）端，3C3、3C4的中间连接点则与焊机的保护性地连接，起到电容抗干扰的作用；3R1与3R5串联，3R2与3R6串联，之后，它们两组串联电路再并联，并且其一端连接OUT（+）端，其另一端与3C2的一端连接，3C2的另一端连接OUT（-）端，利用阻、容串联电路起到抗干扰的作用；压敏电阻3RV1用于防止过电压烧坏电路器件；通过插头可输出OUT（+）端与OUT（-）端之间的电压，实现输出电压的采样。输出吸收电路的作用：一方面是作为假负载电路，建立焊机的空载电压，另一方面是防止高频过电压信号从输出端进入焊机的控制电路，提高焊机的抗干扰能力。

高频板（HF-PCB）部分电路原理图见附图3中右边虚线框的部分，高频发生部分的电路（HF-PCB）主要是用于氩弧焊和低热输入焊时的高频引弧控制电路，目的是利用此电路产生的高频高压，实现非接触式引弧。附图3中，高频发生部分的电路由高频升压变压器6T1、火花放电器6FD1，电容6C5~6C8、高频引弧电抗器TM2（附图1中的13），电阻6R1和6R5、逆变主变压器T1的高频电路供电次级绕组、插头6CN6和6CN5组成。通过插头6CN6把逆变主变压器T1的高频电路供电次级绕组与6C8、6T1和6R5的一端连接起来，6CN6-3连接6R5的一端，6R5的另一端连接6C8的一端和6CN5-3，6CN6-1的一端连接6C8、6T1的一端，6T1的另一端连接并联的6R1、电容6C6和6C7，该并联的三个器件的另一端连接6CN5-1；6T1的次级，并联电容6C5，6T1的一端连接高频引弧电抗器TM2的一端，高频引弧电抗器TM2的另一端连接火花放电器6FD1的一端，火花放电器6FD1的另一端连接6C5和高频升压变压器6T1的一端，高频引弧电抗器TM2的次级串联在焊机负极性端输出的回路中。高频升压变压器6T1可把其初级的电压升到很高的次级电压。氩弧焊或低热输入焊时，按下焊枪的开关后，本发明的焊机在开始高频高压引弧前会首先建立空载电压输出，此时，逆变主变压器的高频供电次级绕组也会有较高的电压输出，即在6CN6-1、6CN6-3的两端会有较高的电压输出。当6CN5-1、6CN5-3的两端闭合时，由于6R1、电容6C6和6C7三个器件并联后串联在6T1的初级，因此，高频升压变压器6T1的初级也会获得较高的电压，此电压经过6T1升压后，会在6T1的次级获得较高的电压，当这个电压升高到一定值后可使火花放电器6FD1的两端形成火花放电，也就是短路，此时，6C5电容与高频引弧电抗器TM2的初级绕组线圈（相对于电感）构成L、C振荡电路，在电抗器TM2的初级两端会形成较高的电压，该电压再经过高频引弧电抗器TM2的升压作用，可把振荡的高频高压施加至焊枪与被焊工件之间，当焊枪与被焊工件之间的距离或间隙较小（一般是几个毫米的距离）时，会在焊枪与被焊工件之间实现引弧。高频发生部分的电路的作用就是使焊枪的钨极对工件之间击穿气隙而引燃焊接电弧。

电源和主控制板（DY+Main control-PCB）部分的控制电路主要由电源电路、冷却风扇Fan控制电路、电磁气阀DCF控制电路、高频控制电路、2IC8微处理器为核心的数字控制电路、过热保护电路、VRD低电压输出控制电路、输出电压反馈控制电路、直流母线保护控制电路、霍尔电流传感器输出电流检测电路、输出特性PWM控制电路、IGBT低压侧驱动电路组成，主要是实现冷却风扇Fan控制、电磁气阀DCF控制、高频控制、过热保护、输出电压反馈、直流母线保护控制、霍尔电流传感器输出电流检测、输出特性PWM控制等功能。下面对各部分发电路工作原理进行说明：

电源和主控制板（DY+Main control-PCB）部分中电源电路的原理图见附图6左上方虚线框中的部分所示。附图6中，电源电路的部分主要由开关电源变压器2T1、场效应管2Q1、2IC2PWM脉冲宽度调节器（UC3843B）、-15V输出稳压器2Q2、+15V输出稳压器2Q3、+5V输出稳压器2Q4、+3.3V输出稳压器2Q22，以及很多的电阻、电容、二极管、稳压管2ZD1和ZD2、光耦2IC1组成。

附图6中，2T1是开关电源变压器，其N1、N5为初级绕组，N2～N4为次级绕组。N2绕组的一端接地，其另一端接至快速二极管2D4的阴极，2D4的阳极端对地之间并联有滤波电容2C9和电解电容2C12，以及二极管2D3，2D3的阴极和2C12的阴极接地，N2绕组的输出电压经过快速二极管2D4的整流，电容2C9和电解电容2C12的滤波后，再经稳压器2Q2后输出-15V直流电压，-15V对地之间并联有滤波电容2C10和电解电容2C11；N3绕组的一端接地，其另一端接至快速二极管2D2的阳极，2D2的阴极端对地之间并联有滤波电容2C7和电解电容2C8，以及二极管2D7，2D7的阳极和2C8的阴极接地。N3绕组的输出电压经过快速二极管2D2的整流、电容滤波后，变为+24V直流电压，标记为+24V-DF。

N4绕组的一端接地，其另一端接至快速二极管2D5的阳极，2D5的阴极端对地之间并联有滤波电容2C13和电解电容2C21，以及二极管2D6，2D6的阳极和2C21的阴极接地。N4绕组的输出电压经过快速二极管2D5的整流、电容滤波后，变为+24V直流电压，标记为+24V；此外，2D5的阴极端连接2R18，2R18的另一端连接稳压管ZD2的阴极，ZD2的阳极连接电容2C15和光耦2IC1中发光二极管的阳极，该发光二极管的阴极和2C15的另一端接地（GND-DF）；+24V作为稳压器2Q3的输入电压，经稳压器2Q3后输出+15V，+15V对地之间并联有滤波电容2C19和电解电容2C20；+15V作为稳压器2Q4的输入电压，经稳压器2Q4后输出+5V，+5V对地之间并联有滤波电容2C25和电解电容2C22；+5V作为稳压器2Q22的输入电压，经稳压器2Q22后输出+3.3V，+3.3V对地之间并联有滤波电容2C24和电解电容2C23。

附图6中，开关电源电路的高压侧电路由电源变压器2T1的初级绕组N1和N5、2Q1场效应开关管、2IC2脉冲宽度PWM调制器（UC3843B）、光耦2IC1、稳压管2ZD1，二极管2D1和2D8-1，电阻2R1～2R11、电容2C1～2C6、C18组成。插头2CN1连接着VCC直流高压或母线电压310V。由附图6可见，开关电源电路的高压侧电路与电源输出电路或低压侧电路，是通过开关电源变压器2T1进行电气隔离的。另外，光耦2IC1中的发光二极管在开关电源电路的低压侧，而该2IC1光耦的输出级三极管则在开关电源电路的高压侧，也就是高压侧与低压侧的电路还通过光耦2IC1进行电气隔离。开关电源PWM的核心控制芯片是UC3843B PWM脉冲宽度调节器2IC2，其6脚是PWM脉冲信号的输出控制端。其5脚接地；其4脚对地之间接电容2C1，对8脚之间接电阻2R3；其8脚对地之间接电容2C3；其1脚连接至并联的电阻2R7和电容2C5，该并联阻容的另一端到其2脚；其2脚对地之间，并联有一个电阻2R8和2R6，另外，电阻2R8和2R6的连接点连接着2IC1光耦的输出级三极管的发射极，该三极管的集电极连接2IC2的7脚；2IC2的6脚连接2R2,2R2的另一端连接稳压管2ZD1的阴极，同时，还连接2Q1开关管的控制极G端；稳压管2ZD1的阳极接地；2IC2的7脚对地之间，并联有2C2电容、2C6电解电容和电阻2R4；

2IC2的3脚对地之间连接着电容2C4，以及串联的电阻2R5和2R1。2R5和2R1的中间连接点还连接至2Q1开关管的S极端子；N5的一端接地，其另一端连接2D1的阳极，2D1的阴极连接至2IC1光耦的输出级三极管的集电极；2Q1开关管的D极端子，一是连接N1的一端，二是连接2D8-1的阳极，2D8-1的阴极连接2R11、C18、N1的另一端、2R10的一端，同时也是通过插头2CN1连接的310V的VCC直流母线电压端，2R10的另一端连接2R9，2R9的另一端接2IC2的7脚。

附图6中，本发明焊机的开关电源电路，当2CN1插头检测到一定值的逆变主电路的高压电时，可使UC3843B PWM脉冲宽度调节器的6脚输出脉冲信号，该信号为一定工作频率的、具有一定时间宽度的驱动脉冲，可使2Q1开关管处于通、断工作状态。进而可使开关电源变压器2T1的初级N1、N5绕组中产生交变电流信号，使2T1变压器的各个次级绕组同时也产生控制电源信号，最终，在开关电源电路的作用下，产生+24V-DF、+24V、+15V、-15V、+5V、+3.3V的电源电压。

本发明的开关电源电路，当焊机的输入电源电压在130V～260V之间变化时，都可获得+24V-DF、+24V、+15V、-15V、+5V、+3.3V的稳定电源电压。这就保障了本发明焊机抗电网电压波动的能力，即在输入电源电压较大的波动情况下，本发明焊机仍然可以进行焊接工作，并有较高的工作可靠性。

关于本焊机开关电源电路中UC3843B PWM脉冲宽度调节器的工作特性，相关参数设定，以及开关电源电路进一步的工作原理。需要查看相关资料或说明进一步了解。这里不再重复。

见附图6，冷却风扇Fan连接在2CN7插头上。2CN7插头同时连接+24V电源。当焊机接通供电电源工作时，电源板3上产生+24V电源，可使连接在2CN7上的冷却风扇运转工作，以便冷却焊机内部的器件。

见附图6，电磁气阀DCF控制电路由2IC8微处理器控制系统、2R11~2R14、2IC3光耦、电磁气阀DCF、场效应管2Q18、二极管2D7、2CN6插头组成；电磁气阀DCF连接在2CN6插头上；来自IC8微处理器PB4脚的控制信号QIFA连接2R14，2R14的另一端连接2IC3光耦中发光二极管的阳极，该发光二极管的阴极接地；场效应管2Q18的D端连接给电磁气阀供电的+24V电源（图5中标记为+24V-DF，描述时简化为+24V，下同），2Q18的S端连接2CN6-1、2D7的阴极，2CN6-2、2D7的阳极接地（24V-DF的地，GND-DF），2Q18的G端连接2R13,2R13的另一端连接2R11、2R12的中间连接点，2R11的另一端连接+24V电源，2R12的另一端连接2IC3光耦中输出级三极管的集电极，该输出级三极管的发射极接地；但电源板3上产生+24V-DF电源后，如果用户选择氩弧焊或低热输入焊，并且，按下焊枪开关时，2IC8微处理器控制系统检测到焊枪开关合上后，会通过其PB4脚输出QIFA高电平控制信号，于是，有电流流过2R14和2IC3光耦中的发光二极管，该发光二极管发光，2IC3光耦中的输出级三极管导通，可使场效应管2Q18导通，最终，使2CN6插头上有+24V输出，连接在2CN6插头上的电磁气阀DCF动作，可使保护气体从焊枪枪头流出，保护焊接区，反之，如果2IC8微处理器控制系统检测到停止焊接的操作指令，则会通过其PB4脚输出QIFA低电平控制信号，最终关闭电磁气阀DCF，停止输送保护气体。

见附图6，焊枪开关板（SW1-PCB）控制电路由氩弧焊焊枪开关SW1、滤波电容4C1~4C5、滤波电感4L1和4L2，以及插头4CN1和4CN2组成。由图可见，所组成的电路是典型的多级滤波电路，可起到良好的抗干扰作用。附图6中，SW1为TIG氩弧焊或低热输入焊的焊枪开关，通过插头连接到焊机前面板下方的焊枪开关插座，而开关座的两根控制线连接到附图6的4CN1插头。通过4CN2、2CN8插头及其控制线，可把焊枪开关板（SW1-PCB）与其后级的电路连接起来，其后级的电路包括2C16、2C17、2C18滤波电容、2L1滤波电感组成的滤波电路（可进一步降低干扰），以及2BR1整流桥、2R15和2IC4光耦。接好焊机供气系统，并且焊机通电。当选择手工电弧焊时，不使用TIG焊枪，控制电路不会使电磁气阀QF动作。当选择直流氩弧焊（DC TIG）或低热输入焊（COLD）时，使用TIG焊枪。如果焊枪开关SW1闭合，通过焊枪开关SW1检测和抗干扰控制电路，以及后级的控制电路，可使光耦2IC4中的发光二极管发光，于是，光耦2IC4中的三极管导通，使hanqiang信号端处于低电平。反之，则hanqiang信号端为高电平。附图6中的微处理器控制电路在控制程序的作用下通过检测hanqiang信号端的电平信号高低，即可知道焊枪开关SW1是否按下。当枪开关SW1闭合，附图6中的微处理器控制电路，在控制程序的作用下，会先使电磁气阀QF动作。通过供气系统，可把保护气体输送到焊枪的焊接区进行保护，焊接区域的焊缝金属不会被空气氧化。即在控制时序上，按下焊枪开关SW1，即可实现送气保护。并且，开始送气的时刻先于高频引弧的时刻。当松开焊枪开关，并且是准备结束焊接过程时，微处理器控制电路会进行电磁气阀QF的延时控制，最终实现保护气体的滞后闭气控制。而提前送气和滞后闭气的时间，是根据用户设定的两个时间参数来决定的。这些时间参数一旦输入到微处理器控制电路中，会被保存，直到被新的参数所取代。

HF高频控制电路，见附图6，通过2CN9插头连接着高频（HF）引弧控制的高频板（HF-PCB）。HF高频控制电路由连接在2CN9上的高频板（HF-PCB）、光耦2IC5、PNP型三极管2Q20、二极管2D8、继电器2CR1、电容2C26，电阻2R21、2R22、2R23和2R80，以及来自2IC8微处理器的控制信号GAOPING组成。2CN9通过控制线连接高频板（HF-PCB）；继电器2CR1线包的一端接地，其另一端连接PNP型三极管2Q20的集电极，二极管2D8与2R80串联，2R80的另一端接地，2D8的阴极连接2Q20的集电极，继电器2CR1的触头连接2CN9，通过控制继电器的动作，也就是利用2CR1的触头通、断状态去控制高频引弧电路的工作；2Q20的发射极连接+24V电源，2R21与2R22串联，其中间连接点连接2Q20的基极，2R21的另一端连接+24V电源，2R22的另一端连接光耦2IC5中输出级三极管的集电极，该光耦2IC5中输出级三极管的发射极接地；电容2C26的一端接地，另一端连接+24V电源；2R23的一端接控制信号GAOPING，其另一端连接光耦2IC5中发光二极管的阳极，该发光二极管的阴极接地（微处理器系统的地）；当控制信号GAOPING为高电平时，光耦2IC5中发光二极管发光，其输出级三极管导通，2Q20三极管导通，继电器2CR1动作，其触头2CR1-KG闭合，会使高频板（HF-PCB）控制电路产生高频高压引弧，反之，则没有高频引弧控制。在氩弧焊或低热输入焊时，2IC8微处理器控制系统可根据所检测到的焊枪开关是否闭合，决定是否启动高频控制电路、实现非接触高频高压引弧。当焊枪开关闭合、发出准备开始焊接信号后，2IC8微处理器系统发出的控制信号可使电磁气阀QF工作，向焊枪输送保护气体，之后，2IC8微处理器系统发出的控制信号GAOPING可使连接在2CN9上的HF高频控制电路工作，使高频板（HF-PCB）控制电路产生高频高压引弧，最终实现焊枪钨极与工件之间在氩气保护的气氛中引燃电弧。一旦引弧成功，则2IC8微处理器系统发出的控制信号可使高频HF控制电路停止产生高频高压，直到断弧后下一次再次进行高频高压引弧。

过热保护电路和短路保护电路，前面已经说过，（过热）保护器的热检测面紧贴快恢二极管散热片的表面安装，当此散热器片表面的温度高于（过热）保护器的动作温度时，该保护器会动作，从而发出器件过热的保护信号，通过过热保护控制电路的作用，可关闭IGBT的工作，焊机也会停止逆变输出。待快恢二极管散热片的温度下降后，（过热）保护器会恢复到其常态，于是，在控制电路的作用下，可重新使IGBT进行通、断工作，再次有逆变输出。附图6中，过热信号检测和保护控制电路由连接在2CN10插头的温度传感器WDCGQ、2Q5和2Q6双二极管、电容2C42~2C45、电阻2R48~2R51、可变电阻RT1，以及连接微处理器控制系统的Wendu、Wendu1信号端，以及2IC8微处理器系统和PWM芯片等组成的控制电路构成。由附图6可见，2CN10插头的1、2脚两端连接一个温度传感器WDCGQ，2CN10插头的3、4脚两端也可以连接另一个温度传感器WDCGQ，2Q5双二极管、电容2C42和2C44、电阻2R48和2R49，以及连接微处理器控制系统的Wendu1信号端组成备用的温度检测控制电路；2Q6双二极管、电容2C43和2C45、电阻2R50和2R51、可变电阻RT1，以及连接微处理器控制系统的Wendu信号端组成另一路温度检测控制电路；2CN10-1连接+3.3V电源，2CN10-2连接电阻2R51、2R50、可变电阻RT1和2C45，可变电阻RT1的另一端连接+3.3V，2R51、2C45的另一端接地，2R50的另一端连接电容2C43、2Q6双二极管中的两个二极管的公共连接点，该连接点也是Wendu信号端，2Q6双二极管中一个二极管的阳极接地，2Q6双二极管中另一个二极管的阴极连接+3.3V，Wendu信号端连接微处理器控制系统的PB1端，2IC8微处理器系统通过检测Wendu的电平状态，即可知道WDCGQ检测的信号是否过热，如果出现了过热现象，那么，2IC8微处理器系统会发出控制指令，关闭PWM（2IC10）芯片Aout、Bout输出的PWM信号，再通过2CN11输出，去最终关闭逆变部分电路的IGBT，于是，焊机停止输出。同时，会使过热保护指示灯点亮，指示焊机出现了过热现象。之后，在冷却风机的作用下，当过热现象消除时，控制电路才能使（2IC10）PWM芯片输出PWM脉冲控制信号，同时过热指示灯熄灭。这就实现了焊机过热保护。

如果焊机的控制电路检测到输出长时间短路（输出电压很低，输出电流很大，并且持续时间较长）现象，那么，微处理器控制系统将输出控制信号，也去关闭PWM芯片Aout、Bout输出的PWM信号，最终关闭逆变部分电路的IGBT，于是，焊机停止输出。[046] 直流母线电流检测和保护控制电路，见附图3，如前所述，母线电流检测互感器TM3串联在逆变主变压器T1的初级回路中，母线电流检测互感器TM3的次级检测信号通过插头TM3-1、TM3-2连接线与D9~D12组成的单相全波整流桥电路的输入端相连接，D9~D12的输出端并联有电阻R20、R21和CN3插头，通过CN3连接至附图6中的2CN5，向附图6中的2IC10 PWM控制芯片部分的电路发送直流母线的电流大小信号，用于过流保护等控制。直流母线电流检测信号及其电路的作用是：一旦检测到的电流信号很大，超过设定值时，则通过对附图6中的2IC10 PWM的关断控制端SHUTD进行控制，使2IC10 PWM芯片停止输出PWM脉冲宽度调制信号，最终是主电路部分的IGBT停止逆变过程，这样，焊机也就停止输出，实现对焊机的过流保护控制。如果母线电流检测信号是正常的，则不会去影响2IC10 PWM芯片的输出PWM信号。

输出电压检测电路，见附图3，OUT（+）与OUT（-）两端输出的信号，也就是本发明焊机的输出电压信号Uf，通过两根线连接至附图6中的2CN3插头。见附图6，2CN3-3接地，2CN3-1连接二极管2D9的阴极、2R41，2R41、2R40和2R39串联，2R39的另一端连接双二极管2Q10中一个二极管的阳极和另一个二极管的阴极，同时还连接电容2C34、2R37和2R38的一端，双二极管2Q10中前二极管的阴极连接至+3.3V，双二极管2Q10中后二极管的阳极接地，2C34、2R38的另一端接地，2R37的另一端连接至电容2C33和2IC8微处理器系统PA2端口，也就是焊机输出电压的Voltage-BACK反馈信号端。2IC8微处理器系统通过监测Voltage-BACK反馈信号端输出信号的大小，即可知道焊机的输出电压大小。Voltage-BACK反馈信号端输出信号是模拟信号，2IC8微处理器系统通过模数转换，即可获得焊机输出电压的数字信号。

VRD（指手工焊时的空载低电压输出）输出控制电路，见附图6，VRDout端连接着2IC8微处理器系统PB12端口，同时连接2R28，2R28的另一端连接2R27和NPN型三极管2Q8的基极，2R27的另一端接地，2Q8的发射极接地；2R24和2R118并联，其一端连接2Q8的集电极，其另一端连接2R25、2R26和PNP型三极管2Q7的基极，2Q7的发射极、2R25、2R26的另一端连接+24V电源，2Q7的集电极连接二极管2D10的阴极和2R27，2D10的阳极接地，2R27的另一端连接二极管2D9的阳极，2D9的阴极连接2CN3-1端，也就是本发明焊机的输出正极性OUT（+）端；在操作者选择手工焊（MMA）焊接方法，并且，选择VRD功能的情况下，控制电路一方面控制电路停止输出PWM信号，关闭IGBT，使主逆变电路停止逆变输出，另一方面，将通过2IC8微处理器系统PB12端口发出高电平控制信号，此时，2Q8导通，2Q7也导通，+24V电源经过2R27降压后，再通过2D9在本发明焊机的输出端输出大约15V的低空载电压。

霍尔电流传感器输出电流检测电路，见附图3，霍尔电流传感器BL1穿在快恢复整流的输出端和OUT（+）输出连接导线上，它的四根线连接到附图6的2CN4插头上。见附图6，2CN4的四根线中，有+15V、-15V、地三根线，还有一根输出电流检测信号线。此信号线连接2R36电阻，2R36的另一端连接2R53、2R34和2C32、2Q17中两个二极管的中间连接点组成的电路，2R53、2C32、2Q17中一个二极管的阳极接地，2Q17中另一个二极管的阴极连接+3.3V，2R34的另一端连接2C31、CUR-BACK，2C31的另一端接地，最后由CUR-BACK输出焊机的输出电流检测信号，输送至2IC8微处理器系统PA3端口。CUR-BACK输出电流检测信号是模拟信号，2IC8微处理器系统通过模数转换，即可获得焊机的输出电流的数字信号。

附图6中，GeiDingPWM信号是电流给定信号，是2IC8微处理器系统29脚或PA8端的输出信号，该信号也通过2R29连接至2Q9A运算放大器的同相输入端，经过2Q9A运算放大器组成的电路后，再通过2R33连接至IC12A运算放大器的同相输入端，之后，经过IC12A运算放大器组成的电路后，再通过2R61输入至2IC10 PWM芯片脉冲宽度调制芯片的5脚或误差运算放大器的EER+端。GeiDingPWM信号的大小直接决定着2IC10 PWM芯片脉冲宽度调制芯片通过其11/14脚输出的PWM（脉冲宽度调节）信号的脉冲占空比，也决定着焊机输出电流的大小，因此，改变GeiDingPWM信号的大小，就是改变焊机的输出电流大小。

附图4中，1CN1插头通过其控制线连接至附图6中的2CN13插头；附图4中的1U1微处理器系统可检测到不同焊接方法下的各焊接参数，如手工焊时的焊接电流、推力电流；氩弧焊下的焊接电流等；冷焊时的电流等，通过1CN1插头及其控制线，实现1U1微处理器系统与2IC8微处理器系统之间的通信，信号传递、交换两个系统之间的数据信息。例如，当通过焊机的操作面板改变焊接电流参数时，GeiDingPWM信号的大小也将随之改变，最终将改变焊机的输出电流大小。

附图6中，来自控制面板即附图4部分的电流给定信号Dg和CUR-BACK输出电流检测信号都输入至2IC8微处理器系统，而在该系统中，采用有软件编写的数字PI（比例+积分）运算控制环节，该环节的输出就是GeiDingPWM电流给定信号。电流给定信号Dg和CUR-BACK输出电流检测信号一起共同作用于数字PI（比例+积分）运算控制环节的输入，通过PI控制运算，实现电流截止负反馈，焊机输出下降特性。而Dg信号与霍尔电流传感器的CUR-BACK输出电流检测信号共同决定着2IC10 PWM芯片输出的PWM信号的脉冲宽度，最终决定着本发明焊机的输出电流或焊接电流大小，改变Dg信号的大小，就是改变焊机的输出电流大小。

见附图6，输出特性PWM控制电路由2IC10 PWM芯片脉冲宽度调制芯片，以及该器件外围的很多电阻、电容等器件组成。2IC10 PWM脉冲宽度调制芯片的11（Bout）脚和14（Aout）脚为输出PWM脉冲信号。2IC10 PWM脉冲宽度调制（PWM）芯片输出的PWM脉冲控制信号是两组方波脉冲信号。该信号是具有一定工作频率。两组方波脉冲信号在时间上有一个固定的时间差，专业上也称为死区时间。是保障IGBT两组开关交替工作的重要参数之一。该时间是通过2IC10 PWM芯片的外围器件（RT端的2R70；CT端的并联电容2C54和2C55）参数设置而确定的。至于如何确定，需要查看PWM芯片的相关使用资料或说明，这里不再重复。需要说明的是：PWM脉冲宽度调制信号是决定焊机逆变主电路输出电压和电流大小的信号。而PWM脉冲宽度调制信号则受焊机的电流调节给定信号（由不同焊接阶段的电流给定信号决定。例如，起始电流由起始电流给定决定；脉冲电流由脉冲电流给定决定等）和电流负反馈信号（不同的焊接阶段，检测到的电流反馈信号大小也不相同）决定。不同焊接阶段的PWM输出（也决定着焊机的输出）控制信号，通过附图6中的2CN11端口输出，即连接至驱动电路部分。对于氩弧焊和低热输入焊，输出电流，包括起始电流，是利用电流的给定信号值与电流负反馈信号值，通过PI（比例+积分）运算控制，最终实现输出电流的恒流或垂直下降输出特性控制；对于手弧焊，由于输出特性是恒流带外拖的特性，就是说，工作段是恒流或垂直下降，而当输出的电压低于16V时，则随着输出电压的降低，输出电流增加，也就是所谓的外拖工作段，或者说是推力电流阶段的控制，因此，手弧焊控制时，除了有电流的给定信号值与电流负反馈信号值的PI（比例+积分）运算控制，还有输出电压的判断，即当输出的电压低于16V时，随着输出电压的降低，输出电流增加，增加的电流多少，还取决于推力电流的给定信号大小。

面罩驱动板部分的电路原理图见附图5所示。附图5中，面罩驱动控制电路由PWM芯片5U1、电阻、电容、二极管、NPN型三极管、共模滤波电感5L1组成，通过5CN1插头与电源和主控制板（DY+Main control-PCB）3中的2CN12插头连接， +15V连接5CN1-1，+15V的地连接5CN1-3；+15V连接电容5C1和电阻5R1，经5R1电阻后，获得+15V1电压，此电压供本电路板上的器件作为工作电源，电容5C1的另一端接地，电容5C1为抗干扰电容；5U1-13（5U1的13脚，其它的类似，不再重复说明）、5U1-15连接电容5C5和+15V1电压，电容5C5的另一端接地，电容5C5为抗干扰电容；5U1-10、5U1-12端接地；5U1-2、5U1-16端连接电容5C3，电容5C3的另一端接地；5U1-6端连接电阻5R4，电阻5R4的另一端接地；5U1-7端连接电阻5R3，电阻5R3的另一端连接电容5C4和5U1-5端，电容5C4的另一端接地；5U1-1、5U1-9端连接电容5C6，电容5C6的另一端接地；5U1-8端连接电阻5R2，电阻5R2的另一端连接电容5C2，电容5C2的另一端接地；5U1-14端（PWM输出信号的OUT B端）连接电阻5R5和5D2双二极管的3脚，5D2双二极管的2脚接+15V1，5D2双二极管的1脚接地，电阻5R5的另一端连接电容5C8、共模滤波电感5L1一侧绕组的一端，该侧绕组的另一端连接电容5C9和5CN-2，电容5C9的另一端连接机架地，电容5C8的另一端连接共模滤波电感5L1另一侧绕组的一端；类似地，5U1-11端（PWM输出信号的OUT A端）连接电阻5R6和5D3双二极管的3脚，5D3双二极管的2脚接+15V1，5D3双二极管的1脚接地，电阻5R6的另一端连接电容5C8、共模滤波电感5L1另一侧绕组的一端，该侧绕组的另一端连接电容5C10和5CN-1，电容5C10的另一端连接机架地，电容5C8的另一端连接电阻5R5的一端、共模滤波电感5L1另一侧绕组的一端。5CN2-1和5CN2-2插头通过连接线连接至焊机后面板上方的面罩电源插座，通过该插座可与低热输入焊时使用的面罩连接起来，为面罩供电，满足低热输入焊时的面罩使用供电要求。

操作前控制面板（MB-PCB）部分的电路原理图见附图4所示。附图4中，操作前控制面板部分的电路由数码显示管DPY1~DPY3、微处理器控制芯片1U1、氩弧焊（TIG）/手弧焊（MMA）/低热输入焊（COLD）焊接方法选择按键1SW1、焊枪开关操作控制模式（4T/2T）和手工焊VRD功能选择按键1SW2，带按键功能的参数调节数字编码器P1（通过按下编码器的按键选择焊接参数；通过旋转编码器调节焊接参数），电阻1R1~1R7、1R9~1R18，电,1C1~1C8、三极管1Q1~1Q5，发光二极管1LED1（过热保护O.H，或者故障指示灯）、1LED2（手弧焊，MMA）、1LED3（氩弧焊，TIG）、1LED4（低热输入焊，COLD）、1LED5（焊枪开关2T操作模式）、1LED6（焊枪开关4T操作模式）、1LED7（手工焊选择下的VRD功能）、1LED8（焊接电流）、1LED9（引弧电流）、1LED11（提前送气或前气时间，Pre-flow gas time）、1LED12（滞后闭气或后气时间，Post-flow gas time）、1LED13（低热输入焊（COLD）时的间歇或停止时间STOP TIME）、1LED14（低热输入焊（COLD）时的焊接时间WELDING TIME）、插头1CN1组成。见附图2和附图6，1CN1插头及其控制线连接2CN13，也就是通过1CN1插头及其控制线，实现1U1微处理器系统与2IC8微处理器系统之间的通信，信号传递、交换两个系统之间的数据信息；附图4中，VCC为+3.3V，1CN1插头的2脚或1U1微处理器的P3.0端连接1C7电容，1C7的另一端接地；数码显示管DPY1~DPY3的A、B、C、D、E、F、G、DP分别连接在一起，数码显示管DPY1的COM1连接NPN型三极管1Q5的集电极，1Q5的发射极接地，1Q5的基极连接1R13，1R13的另一端连接C6，即1U1的P2.1；类似地，数码显示管DPY2的COM2连接NPN型三极管1Q4的集电极，1Q4的发射极接地，1Q4的基极连接1R12，1R12的另一端连接C2，即1U1的P2.2；数码显示管DPY3的COM3连接NPN型三极管1Q3的集电极，1Q3的发射极接地，1Q5的基极连接1R11，1R11的另一端连接C3，即1U1的P2.0；A1点或1U1的P0.2端连接1R1，1R1的另一端连接1LED1和1LED8发光二极管的阳极、数码显示管DPY1~DPY3的A点，1LED1的阴极连接NPN型三极管1Q1的集电极，1Q1的发射极接地，1Q1的基极连接1R9，1R9的另一端连接C5或1U1的P3.7端，

1LED8的阴极连接NPN型三极管1Q2的集电极，1Q2的发射极接地，1Q2的基极连接1R10，1R10的另一端连接C4或1U1的P2.3端；类似地，B1点或1U1的P0.3端连接1R2，1R2的另一端连接1LED2和1LED9发光二极管的阳极、数码显示管DPY1~DPY3的B点，1LED2的阴极连接NPN型三极管1Q1的集电极，1LED9的阴极连接NPN型三极管1Q2的集电极；C1点或1U1的P0.1端连接1R3，1R3的另一端连接1LED3发光二极管的阳极、数码显示管DPY1~DPY3的C点，1LED3的阴极连接NPN型三极管1Q1的集电极；D1点或1U1的P1.0端连接1R4，1R4的另一端连接1LED4和1LED11发光二极管的阳极、数码显示管DPY1~DPY3的D点，1LED4的阴极连接NPN型三极管1Q1的集电极，1LED11的阴极连接NPN型三极管1Q2的集电极；E1点或1U1的P0.0端连接1R5，1R5的另一端连接1LED5和1LED12发光二极管的阳极、数码显示管DPY1~DPY3的E点，1LED5的阴极连接NPN型三极管1Q1的集电极，1LED12的阴极连接NPN型三极管1Q2的集电极；F1点或1U1的P1.1端连接1R6，1R6的另一端连接1LED6和1LED13发光二极管的阳极、数码显示管DPY1~DPY3的F点，1LED6的阴极连接NPN型三极管1Q1的集电极，1LED13的阴极连接NPN型三极管1Q2的集电极；G1点或1U1的P2.7端连接1R7，1R7的另一端连接1LED7和1LED14发光二极管的阳极、数码显示管DPY1~DPY3的G点，1LED7的阴极连接NPN型三极管1Q1的集电极，1LED14的阴极连接NPN型三极管1Q2的集电极；数码显示管DPY1~DPY3的DP连接至1U1的P2.6端；焊接方法按键1SW1的一端接地，其另一端Key1点连接1C1电容、1R18电阻，1C1的另一端接地，1R18的另一端连接VCC（+3.3V），类似地，2T、4T和VRD模式按键1SW2的一端接地，其另一端Key2点连接1C2电容、1R17电阻，1C2的另一端接地，1R17的另一端连接VCC（+3.3V）；Key1点为1U1的P2.4端；Key2点为1U1的P2.5端；

附图4中，P1为带按键的数字编码器，其4、5脚之间为按键，1、3脚为数字信号输出端，P1编码器的4、5脚之间连接1C5电容，P1编码器的2、5脚接地，P1编码器的1、2脚和2、3脚之间分别连接有电容1C3、1C4，P1编码器的1脚连接Knob1-B或1U1微处理器的P3.6端、1R14电阻，1R14电阻的另一端连接VCC（+3.3V）,P1编码器的3脚连接Knob1-A或1U1微处理器的P3.5端、1R15电阻，1R15电阻的另一端连接VCC（+3.3V）,P1编码器的4脚连接Knob1-K或1U1微处理器的P3.4端、1R16电阻，1R16电阻的另一端连接VCC（+3.3V）。

前控制面板（即操作界面的控制板）18上，设计有十三个指示灯、一个编码器、三个按键（其中一个按键是编码器，即该编码器既是参数调节器，又有按键功能）、一个显示器，以及大量的电路电子元器件。显示器可显示电流和时间焊接参数；设有三种焊接方法的按键；2T和4T焊枪开关操作方式，以及手工电弧焊时的VRD功能选择按键；前气和后气时间、低热输入焊时的焊接时间和间歇或停止时间、氩弧焊时的焊接电流、手弧焊时的热引弧电流和焊接电流，这些参数可通过编码器按键进行选择，同时，可利用编码器进行调节或改变，即当通过编码器按键选定某项参数时，可通过编码器进行对应参数的调节或设定。这些参数，选择操作时有相应的指示灯进行指示。此外，还设有异常指示灯。对于焊接参数，电流分为氩弧焊、手工电弧焊和低热输入或冷焊时的焊接电流、手工电弧焊时的热引弧（HotStart）电流（或起弧电流，下同）。时间分为氩弧焊和低热输入或冷焊时的前气（提前送气）和后气（滞后闭气）时间、低热输入或冷焊时的焊接时间（ms，本时间以毫秒计。其它的时间以秒或S为单位）和间歇或停止时间；对于焊接方法按键，可选择直流氩弧焊、低热输入低热输入或冷焊和手工电弧焊，选择时有相应的指示灯会被点亮进行状态指示；对于焊枪开关操作或控制方式按键，可选择2T（2步）或4T（4步）焊枪开关操作模式，或者在选择手工电弧焊下的VRD（空载低电压输出，大约15V）功能，选择时有相应的指示灯会被点亮进行状态指示；对于焊接参数，选择手工焊或直流氩弧焊时，可选择焊接电流；选择低热输入或冷焊时，可选择焊接电流大小，配合编码器按键操作，可选择焊接时间（ms）、间隙或停止时间（S）。此外，焊机在使用过程中，如果出现过热保护现象，即当焊机内部的器件温度过高，超过动作温度时，在控制电路的作用下，一方面可使面板上设计的异常指示灯被点亮，以进行状态指示。另一方面，可使焊机停止焊接或输出。在焊机不输出的情况下，风机的冷却作用会使器件的温度降低。当降低到恢复动作温度时，焊机过热现象消除。过热指示灯会自动熄灭。同时，焊机可自动恢复输出或焊接。氩弧焊时电流为给定的焊接电流，低热输入焊时，电流是间歇的，分为焊接阶段和间歇阶段，由于这种方法的电流是间歇的，因此，相对于稳定电流的焊接过程来说，它对焊接接头的热输入量是较小的，或者说，焊接时的线能量较小，这就为焊接薄板、减小工件焊后的变形等创造了有利的条件，是一种新型的焊接工艺方法。

以上是本发明焊机各个电路部分以及氩弧焊、低热输入焊和手弧焊方法的简要控制过程说明。由于本发明已经给出了附图2～附图6的详细电路原理图，因此，对于有电路阅读能力（或具备相关电路知识）的人来说，是完全可以读懂的。电路图就是一种无声的语言。但是，对于没有电路阅读能力（或不具备相关电路知识）的人来说，即使解释的再多，他们也是难以理解的。鉴于篇幅的关系，本文只能阐述主要的部分，以使读者能够更好地理解相关的工作原理和过程。

通过上述说明可见，本发明电路有自己独特的设计思路和方法。不仅可实现焊机直流氩弧焊、低热输入焊和手弧焊三种焊接方法输出等控制，而且，所设计的控制电路和焊机的整机结构，都是使本发明焊机产品符合安全性认证要求，具有良好控制性能等技术优势的根本原因所在，也是满足产品高效和低成本生产、高可靠性、制造工艺技术先进性的重要保障。本发明专利申请保护的内容就在于保护这种焊机的结构设计。

此外，本发明的电路板之间连接简单，电路板上器件很多是采用自动贴片机和插件机完成加工的，其制作工序和生产工艺大为简化，降低产品重量、生产和运输成本。

以上内容是结合具体的焊机结构和电路板及控制功能对本发明所作的详细说明，不能认定本发明的具体实施只限于这些说明。对本发明所述技术领域的其他技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干其它的推演和变换，这些都应该视为属于本发明保护的范畴。

Claims (6)

1.一种220V供电低热输入多功能逆变焊机，其特征在于：焊机的结构组成部分主要包括：外壳部分，包括提手或手柄、机箱外壳、塑料百叶窗、机壳底板、外壳螺丝；后面板部分，主要包括电源开关、连接氩气进气嘴的电磁阀、冷却风扇及其风扇防护网罩、连接面罩的航空插座；前面板部分，主要包括塑料百叶窗、正极性输出快速接头、负极性输出快速接头、氩弧焊焊枪气电一体化输出接口、二芯氩弧焊焊枪开关线航空插座、航空插座的固定底座，用于连接输出快速接头和氩弧焊焊枪气电一体化输出接口的铜连接件、操作前控制面板及其焊装在该电路板上的编码器及其旋钮、连接在负极性输出端的高频引弧电抗器、连接在正极性输出端的铝连接件；操作前控制面板通过插头连接线，可与焊机的其它控制电路部分进行电气线路的连接；氩弧焊焊枪气电一体化输出接口的氩气气嘴通过一根内部气管连接至后面板上安装的电磁（气）阀的一端；操作前控制面板上，设有十三个指示灯、一个编码器、三个按键、一个显示器，以及大量的电路电子元器件；显示器可显示电流和时间焊接参数；

内部部分被焊机的中隔板分为上、下层两个部分，除了前后面板上安装的外，上层部分，包括电源和主控制板、面罩驱动板、磁环（一）和磁环（二），磁环（一）套在电源和主控制板与前控制面板的连接线上，磁环（二）套在霍尔传感器的连接线上；下层部分，包括长竖梁、短竖梁、主电路板、霍尔传感器、高频引弧电抗器、铝连接件、吸收板、水泥电阻、焊枪开关板、铜连接件、冷却风机或风扇和电磁阀；高频引弧电抗器的一端连接在负极性的氩弧焊焊枪气电一体化输出接口上，另一端连接在主电路板上的OUT（-）端上；霍尔传感器穿在铝连接件上；铝连接件的一端连接在主电路板上的快恢复二极管的阴极输出端，其另一端连接到机器内部正极性输出快速接头的接线端；主电路板通过底板的两边支撑件和固定螺丝固定在机壳底板的底部上；绝缘材料制成的长竖梁、短竖梁也通过螺丝固定在机壳底板的底部上，同时，还通过螺丝与主电路板上的铝合金固定在一起；在主电路板上的IGBT散热片（一）、快恢复二极管、快恢二极管散热片、主变压器、继电器、整流桥及其散热片、母线电流检测互感器、驱动变压器、电解电容、IGBT散热片（二），四只IGBT的管脚焊接在主电路板上，其中，有两只IGBT的散热面涂抹导热硅脂后，分别安装在两个IGBT散热片（一）上，两个IGBT散热片（一）分别通过紧固螺丝固定在主电路板上；有二只IGBT的散热面涂抹导热硅脂后，安装在IGBT散热片（二）上，IGBT散热片（二）通过紧固螺丝固定在主电路板上；整流桥的散热面涂抹导热硅脂后，安装在它的散热片上；过热保护器的热检测面紧贴在快恢二极管散热片的表面安装；多只电解电容、继电器、母线电流检测互感器焊装在主电路板；内部设计有七块电路板，包括电源和主控制板、面罩驱动板、高频板、主电路板、吸收板、焊枪开关板和操作前控制面板。

2.如权利要求1所述的一种220V供电低热输入多功能逆变焊机，其特征在于：所述的主电路板部分主要由母线电流检测互感器、IGBT的高压侧和低压侧驱动电路、逆变后的输出整流电路组成、四个IGBT开关和主变压器组成的逆变电路，以及上电缓冲电路、单相输入整流桥或整流器和电解电容滤波器；其中的输出整流部分主要由快恢复二极管组成的输出整流电路及其它们的阻容保护电路组成，主要是完成逆变后的交流到直流的变换，使焊机输出直流。

3.如权利要求1所述的一种220V供电低热输入多功能逆变焊机，其特征在于：所述的吸收板电路由若干电容、压敏电阻和若干电阻组成；电容3C1、电阻3R3、压敏电阻3RV1并联在OUT（+）端与OUT（-）端之间；电容3C3、电容3C4的一端分别连接OUT（+）端与OUT（-）端，电容3C3、电容3C4的中间连接点则与焊机的保护性地连接，起到电容抗干扰的作用；电阻3R1与电阻3R5串联，电阻3R2与电阻3R6串联，之后，它们两组串联电路再并联，并且其一端连接OUT（+）端，其另一端与电容3C2的一端连接，电容3C2的另一端连接OUT（-）端。

4.如权利要求1所述的一种220V供电低热输入多功能逆变焊机，其特征在于：所述的高频板电路由高频升压变压器6T1、火花放电器6FD1，若干电容、高频引弧电抗器TM2、电阻6R1、电阻6R5和逆变主变压器T1的高频电路供电次级绕组组成；通过插头6CN6把逆变主变压器T1的高频电路供电次级绕组与电容6C8、高频升压变压器6T1和电阻6R5的一端连接起来，插头6CN6连接电阻6R5的一端，电阻6R5的另一端连接电容6C8的一端和插头6CN5，插头6CN6的一端连接电容6C8和高频升压变压器6T1的一端，高频升压变压器6T1的另一端连接并联的电阻6R1、电容6C6和电容6C7，该并联的三个器件的另一端连接插头6CN5；高频升压变压器6T1的次级，并联电容6C5，高频升压变压器6T1的一端连接高频引弧电抗器TM2的一端，高频引弧电抗器TM2的另一端连接火花放电器6FD1的一端，火花放电器6FD1的另一端连接6C5和高频升压变压器6T1的一端，高频引弧电抗器TM2的次级串联在焊机负极性端输出的回路中。

5.如权利要求1所述的一种220V供电低热输入多功能逆变焊机，其特征在于：所述的电源和主控制板包括电源电路和主控制板电路，主控制板电路部分主要由冷却风扇Fan控制电路、电磁气阀DCF控制电路、高频控制电路、2IC8微处理器为核心的数字控制电路、过热保护电路、VRD低电压输出控制电路、输出电压反馈控制电路、直流母线保护控制电路、霍尔电流传感器输出电流检测电路、输出特性PWM控制电路、IGBT低压侧驱动电路组成，实现冷却风扇Fan控制、电磁气阀DCF控制、高频控制、过热保护、输出电压反馈、直流母线保护控制、霍尔电流传感器输出电流检测、输出特性PWM控制功能；

所述的电源电路部分，主要由开关电源变压器2T1、场效应管2Q1、PWM脉冲宽度调节器2IC2、输出稳压器2Q2、输出稳压器2Q3、输出稳压器2Q4、输出稳压器2Q22以及若干电阻、若干电容、若干二极管、稳压管2ZD1、稳压管ZD2和光耦2IC1组成；开关电源变压器2T1的N1、N5为初级绕组，N2、N3和N4为次级绕组；N2绕组的一端接地，其另一端接至快速二极管2D4的阴极，二极管2D4的阳极端对地之间并联有滤波电容2C9和电解电容2C12以及二极管2D3，二极管2D3的阴极和电解电容2C12的阴极接地，N2绕组的输出电压经过快速二极管2D4的整流，电容2C9和电解电容2C12的滤波后，再经稳压器2Q2后输出-15V直流电压，-15V对地之间并联有滤波电容2C10和电解电容2C11；N3绕组的一端接地，其另一端接至快速二极管2D2的阳极，快速二极管2D2的阴极端对地之间并联有滤波电容2C7和电解电容2C8，以及二极管2D7，二极管2D7的阳极和电解电容2C8的阴极接地；N3绕组的输出电压经过快速二极管2D2的整流、电容滤波后，变为+24V直流电压，标记为+24V-DF；N4绕组的一端接地，其另一端接至快速二极管2D5的阳极，快速二极管2D5的阴极端对地之间并联有滤波电容2C13和电解电容2C21，以及二极管2D6，2D6的阳极和电解电容2C21的阴极接地；N4绕组的输出电压经过快速二极管2D5的整流、电容滤波后，变为+24V直流电压，标记为+24V；此外，快速二极管2D5的阴极端连接电阻2R18，电阻2R18的另一端连接稳压管ZD2的阴极，稳压管ZD2的阳极连接电容2C15和光耦2IC1中发光二极管的阳极，该发光二极管的阴极和电容2C15的另一端接地；+24V作为稳压器2Q3的输入电压，经稳压器2Q3后输出+15V，+15V对地之间并联有滤波电容2C19和电解电容2C20；+15V作为稳压器2Q4的输入电压，经稳压器2Q4后输出+5V，+5V对地之间并联有滤波电容2C25和电解电容2C22；+5V作为稳压器2Q22的输入电压，经稳压器2Q22后输出+3.3V，+3.3V对地之间并联有滤波电容2C24和电解电容2C23；开关电源电路的高压侧电路由电源变压器2T1的初级绕组N1和N5、场效应开关管2Q1、PWM脉冲宽度调节器2IC2、光耦2IC1、稳压管2ZD1、二极管2D1、二极管2D8-1、若干电阻、若干电容组成；插头2CN1连接着VCC直流高压或母线电压310V；开关电源电路的高压侧电路与电源输出电路或低压侧电路，是通过开关电源变压器2T1进行电气隔离的，另外，光耦2IC1中的发光二极管在开关电源电路的低压侧，而该光耦2IC1的输出级三极管则在开关电源电路的高压侧，也就是高压侧与低压侧的电路还通过光耦2IC1进行电气隔离；开关电源PWM的核心控制芯片是PWM脉冲宽度调节器，PWM脉冲宽度调节器的6脚是PWM脉冲信号的输出控制端，其5脚接地；PWM脉冲宽度调节器的4脚对地之间接电容2C1，PWM脉冲宽度调节器的8脚之间接电阻2R3；PWM脉冲宽度调节器的8脚对地之间接电容2C3；其1脚连接至并联的电阻2R7和电容2C5，该并联阻容的另一端到其2脚；其2脚对地之间，并联有一个电阻2R8和电阻2R6，另外，电阻2R8和2R6的连接点连接着光耦2IC1的输出级三极管的发射极，该三极管的集电极连接PWM脉冲宽度调节器的7脚；PWM脉冲宽度调节器的6脚连接电阻2R2,电阻2R2的另一端连接稳压管2ZD1的阴极，同时，还连接开关管2Q1的控制极G端；稳压管2ZD1的阳极接地；PWM脉冲宽度调节器的7脚对地之间，并联有电容2C2、电解电容2C6和电阻2R4；PWM脉冲宽度调节器的3脚对地之间连接着电容2C4，以及串联的电阻2R5和电阻2R1；电阻2R5和电阻2R1的中间连接点还连接至开关管2Q1的S极端子；N5的一端接地，其另一端连接二极管2D1的阳极，二极管2D1的阴极连接至光耦2IC1的输出级三极管的集电极；开关管2Q1的D极端子，一是连接N1的一端，二是连接二极管2D8-1的阳极，二极管2D8-1的阴极连接电阻2R11、电容C18、N1的另一端和电阻2R10的一端，同时也是通过插头2CN1连接的310V的VCC直流母线电压端，电阻2R10的另一端连接电阻2R9，电阻2R9的另一端接PWM脉冲宽度调节器的7脚。

6.如权利要求1所述的一种220V供电低热输入多功能逆变焊机，其特征在于：所述的面罩驱动板部分的面罩驱动控制电路由PWM芯片5U1、电阻、电容、二极管、NPN型三极管和共模滤波电感5L1组成，通过插头5CN1与电源和主控制板中的插头连接， +15V连接插头5CN1， +15V连接电容5C1和电阻5R1，电容5C1的另一端接地，电容5C1为抗干扰电容；PWM芯片5U1的13和15分别连接电容5C5和电阻5R1的另一端，电容5C5的另一端接地，电容5C5为抗干扰电容；PWM芯片5U1的10和12脚接地；PWM芯片5U1的2和16脚端连接电容5C3，电容5C3的另一端接地；PWM芯片5U1的6脚连接电阻5R4，电阻5R4的另一端接地；PWM芯片5U1的7脚连接电阻5R3，电阻5R3的另一端连接电容5C4和PWM芯片5U1的5脚，电容5C4的另一端接地；PWM芯片5U1的1脚和9脚连接电容5C6，电容5C6的另一端接地；PWM芯片5U1的8脚连接电阻5R2，电阻5R2的另一端连接电容5C2，电容5C2的另一端接地；PWM芯片5U1的14端连接电阻5R5和双二极管5D2的3脚，双二极管5D2的2脚接+15V1，双二极管5D2的1脚接地，电阻5R5的另一端连接电容5C8、共模滤波电感5L1一侧绕组的一端，该侧绕组的另一端连接电容5C9和插头5CN，电容5C9的另一端连接机架地，电容5C8的另一端连接共模滤波电感5L1另一侧绕组的一端；类似地，PWM芯片5U1的11端连接电阻5R6和双二极管5D3的3脚，双二极管5D3的2脚接+15V1，双二极管5D3的1脚接地，电阻5R6的另一端连接电容5C8、共模滤波电感5L1另一侧绕组的一端，该侧绕组的另一端连接电容5C10和插头5CN，电容5C10的另一端连接机架地，电容5C8的另一端连接电阻5R5的一端、共模滤波电感5L1另一侧绕组的一端；插头5CN2通过连接线连接至焊机后面板上方的面罩电源插座，通过该插座可与低热输入焊时使用的面罩连接起来，为面罩供电。

Images