CN201183160Y - Mosfet逆变式弧焊机 - Google Patents

Abstract

能够满足欧洲CE检测要求性能稳定负载持续率高的逆变式弧焊机，包括顺序连接的输入整流滤波电路、逆变电路、隔离降压电路、二次整流滤波电路、控制电路、隔离驱动电路，且隔离驱动电路与逆变电路相连，特别是在电源输入端设有EMC电路，该EMC电路与输入整流滤波电路连接。该EMC电路由电容(C101、C102、C103、C104、C105)及电阻R101和电感(L101、L102、L103、L104)连接构成。该逆变电路的桥臂由MOSFET场效应管(VT3、VT4、VT5、VT6)并联构成，每只场效应管的栅极串联一只4.7～10R电阻。设有PCB板和F形散热片构成风道式结构。作为焊接设备用于工农业生产。

Description

MOSFET逆变式弧焊机

技术领域

本实用新型涉及焊接设备，尤其是一种MOSFET逆变式弧焊机。

背景技术

目前单相输入的逆变焊机生产厂家很多，其产品千差万别，由于布局布线等工艺性处理不好，产品很难通过欧洲CE标准EMC检测。由于主变压器漏感较大，焊机输出电流大于100A时，焊机的电磁辐射很严重，严重影响电网质量及人的身心健康，对周边其他设备也造成干扰。另外由于风道设计不够合理，许多厂家的众多产品负载持续率都很低，无法满足长时间的使用要求。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够满足欧洲CE标准检测要求的、性能稳定的、具有高负载持续率的逆变式弧焊机。

为解决上述技术问题，本实用新型MOSFET逆变式弧焊机，包括顺序连接的输入整流滤波电路、逆变电路、隔离降压电路、二次整流滤波电路、控制电路、隔离驱动电路，且隔离驱动电路与逆变电路相连，特别是在电源输入端设有EMC电路，该EMC电路与输入整流滤波电路连接。

该EMC电路由电容(C101、C102、C103、C104、C105)及电阻R101和电感(L101、L102、L103、L104)连接构成。

该逆变电路为全桥逆变电路，该逆变电路的桥臂由MOSFET场效应管(VT3、VT4、VT5、VT6)并联构成，每只场效应管的栅极串联一只4.7～10R电阻。

设有PCB板和F形散热片，所述控制电路、隔离驱动电路和逆变电路制作在上PCB板上，所述隔离降压电路和二次整流滤波电路制作在中PCB板上，上PCB板安装于两组F形散热片顶面，中PCB板安装于两组F形散热片底面，左右两组F形散热片相对安装且构成下部风道，中PCB板上的电子电路元件位于该下部风道内。

本实用新型采用全桥逆变方式，提高功率因数，减少电源自身损耗，降低成本。由于在电源输入端设计了EMC滤波电路，使其真正满足欧洲CE检测要求。由于采用两块PCB板和两个散热片组成风道式结构，散热性能好，负载持续率高。同时，整机电路简单，保护功能全面，生产工艺简单，调试方便。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型的电路方框图。

图2是本实用新型电路原理图。

图3为本实用新型主机组装结构示意图。

图中1为EMC电路，2为整流滤波电路，3为逆变电路，4为隔离降压电路，5为二次整流滤波电路，6为控制电路，7为隔离驱动。K1为控制厚膜电路；Q1为隔离驱动厚膜电路；E1为辅助电源电路。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型MOSFET逆变式弧焊机，包括顺序连接的输入整流滤波电路2、逆变电路3、隔离降压电路4、二次整流滤波电路5、控制电路6、隔离驱动电路7，且隔离驱动电路7与逆变电路3相连，特别是在电源输入端设有EMC电路1，该EMC电路1与输入整流滤波电路2连接。

图1中所示各个电路的构成和相互关系参见图2。

如图2所示，EMC电路1由电容(C101、C102、C103、C104、C105)及电阻R101和电感(L101、L102、L103、L104)连接构成。

逆变电路3为全桥逆变电路，该逆变电路的桥臂由MOSFET场效应管(VT3、VT4、VT5、VT6)并联构成，每只场效应管的栅极串联一只4.7～10R电阻，防止驱动过冲，并保护驱动电路不受由于场效应管击穿传过来的电压的损坏。

隔离降压电路由T1构成。

抗不平衡电容C10，用来阻止主变压器上有直流分量流过。

驱动放大电路即驱动电路的前置电路由场效应管VT7～VT10构成。

驱动厚膜电路Q1，由一个一组初级输入，四组次级输出的驱动变压器，及一些电阻，二极管，稳压二极管，电容组成，完成四个桥臂的驱动功能。

辅助电源电路E1，给控制电路和驱动电路供电。

如图2所示，单相输入交流电先经电容X2(C105)吸收尖峰毛刺电压，再经过由双线并绕在同一个磁环上的共模电感(L103，L104)以限制谐波电流。再经过两个电容Y2(C104，C103)防止电压悬空，然后再由两个电容X2(C101，C102)和两个共模电感(L102，L101)构成二阶滤波电路，将输入波形的毛刺降到最低。

通过电流耦合器T3对主电路进行不断的采样，一旦出现异常过大的电流即通过绝对值整流电路BR2和电阻R10～R13给电容C16充电得到一个高电压，使控制模块K1起到保护作用。

电压负反馈及给定电路由电阻R35～R39，电位器VR4，电容(C29、C31、C33)，稳压管(Z5，Z6)及三极管Q2构成。当输出电压发生波动时，由电压负反馈电路反向调节给定值，以达到稳定输出的效果。

热敏开关RC1安装于整机电路的散热器上，一旦散热器(参见图2)温度过高，热敏开关便导通，同样使控制模块K1起到保护作用，使焊机停止工作。

抗不平衡电容C10用于阻止主变压器上有直流电分量流过，提高整机效率。电阻R4，电容C6；电阻R5，电容C8；电阻R14，电容C7；电阻R16，电容C9分组构成4个桥臂的吸收方式，吸收杂散电感产生的尖峰毛刺。

如图2所示，单相交流电电源经EMC电路滤除干扰，再经整流桥BR1整流，电解电容C2滤波后成为直流电，再由MOSFET场效应管全桥逆变为高频交流电，再由隔离降压电路降为高频低压交流电，经两组高速整流管(D2，D3)整流为直流电。电阻(R6，R7)，电容(C11，C12)为相应的吸收回路，以保护整流管(D3，D2)。输出电抗L1用来限制浪涌电流并使输出电流连续。

控制电路K1能够实现脉宽调制(PWM)、温度保护、开关机保护及过压欠压保护的功能，它的PWM信号送至场效应管VT7～VT10组成的驱动电路，推动隔离驱动电路产生快速开通或关断场效应管的4路信号，推动4个桥臂，实现全桥逆变，这样驱动电路便大大简化。

如图所示3，本实用新型设有PCB板和F形散热片，所述控制电路6、隔离驱动电路7和逆变电路3制作在上PCB板8上，所述隔离降压电路4和二次整流滤波电路5制作在中PCB板11上。如箭头A所示，上PCB板8安装于两组F形散热片(9，10)顶面。如箭头B所示，中PCB板11安装于两组F形散热片(9，10)底面。左右两组F形散热片(9，10)相对安装且构成下部风道12，中PCB板11上的电子电路元件位于该下部风道12内。EMC电路1和输入整流滤波电路2安装于整机底板(图中未画)上。其整体结构经这样优化组合后，体积小散热性好，组装维修方便。

本实用新型选用的MOSFET场效应管其耐压为500V，电流为20A，每个桥臂为3只MOSFET场效应管并联。

根据本实用新型图2、图3组装的MOSFET逆变式弧焊机，测试结果达到如下技术要求：1、额定输入功率5.4KW；2、额定输入电流24.5A；3、额定输出电压26.4V；4、输出电流调节20A～160A；5、负载持续率60％；6、空载电压56V；7、空载损耗40W；8、效率85％；9、功率因数0.93。

Claims (4)

1.一种MOSFET逆变式弧焊机，包括顺序连接的输入整流滤波电路、逆变电路、隔离降压电路、二次整流滤波电路、控制电路、隔离驱动电路，且隔离驱动电路与逆变电路相连，其特征在于，在电源输入端设有EMC电路，该EMC电路与输入整流滤波电路连接。

2.根据权利要求1所述的MOSFET逆变式弧焊机，其特征在于，该EMC电路由电容(C101、C102、C103、C104、C105)及电阻R101和电感(L101、L102、L103、L104)连接构成。

3.根据权利要求1所述的MOSFET逆变式弧焊机，其特征在于，该逆变电路为全桥逆变电路，该逆变电路的桥臂由MOSFET场效应管(VT3、VT4、VT5、VT6)并联构成，每只场效应管的栅极串联一只4.7-10R电阻。

4.根据权利要求1所述的MOSFET逆变式弧焊机，其特征在于，设有PCB板和F形散热片，所述控制电路、隔离驱动电路和逆变电路制作在上PCB板上，所述隔离降压电路和二次整流滤波电路制作在中PCB板上，上PCB板安装于两组F形散热片顶面，中PCB板安装于两组F形散热片底面，左右两组F形散热片相对安装且构成下部风道，中PCB板上的电子电路元件位于该下部风道内。

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