CN201183161Y - 交直流逆变式脉冲氩弧焊机 - Google Patents
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Abstract
满足欧洲CE标准检测要求、功能完善、性能稳定、负载持续率高、具有脉冲交直流输出和手焊功能的逆变式氩弧焊机。包括顺序连接的EMC电路、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连接，特别是设有二次逆变电路、二次隔离驱动电路、高频高压电路，二次逆变电路接收处理二次整流滤波电路及二次隔离驱动电路和高频高压电路的信号，二次隔离驱动电路接收处理控制电路的信号，高频高压电路接收处理控制电路和二次整流滤波电路的信号。作为焊接设备用于工农业生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及焊接设备，尤其是一种交直流逆变式脉冲氩弧焊机。
背景技术
目前ACDC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。另外市场上销售的ACDC机功能都比较简单，性能也大都不稳定。
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、功能完善、性能稳定、负载持续率高、具有脉冲交直流输出和手焊功能的逆变式氩弧焊机。
为解决上述技术问题，本实用新型交直流逆变式脉冲氩弧焊机，包括顺序连接的EMC电路、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连接，特别是设有二次逆变电路、二次隔离驱动电路、高频高压电路，二次逆变电路接收处理二次整流滤波电路及二次隔离驱动电路和高频高压电路的信号，二次隔离驱动电路接收处理控制电路的信号，高频高压电路接收处理控制电路和二次整流滤波电路的信号。
该高频高压电路由变压器T3、引弧线圈T2、放电嘴F1，四倍压电路及周围电路连接构成。
该二次逆变电路的桥臂由MOSFET场效应管VT9～VT12并联构成，每只场效应管的栅极串联一只51R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；二次逆变电路的四个桥臂分别作在第二上PCB板和第二中PCB板上，第二上PCB板安装于第三、第四散热片顶面，第二中PCB板安装于第三、第四散热片底面，第二上PCB板和第二中PCB板上的电子元件位于第三、第四散热片侧面，第三、第四散热片相对安装且构成中间风道。
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标准EMC检测要求。特别是由于一次逆变和二次逆变分别组成两个风道式结构，散热性能好，负载持续率高。高频引弧，焊接渗透力强，焊接表面均匀美观。有手氩焊切换，AC/DC转换，2T/4T转换，脉冲选择等功能齐全。控制板通过绝缘板安装到前面板上，电路工作稳定，又美观。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法对本实用新型作进一步详细说明。
图1是本实用新型的原理方框图。
图2是本实用新型电路原理图。
图3为本实用新型一次逆变主机组装示意结构图。
图4为本实用新型二次逆变主机组装示意结构图。
图5为本实用新型多功能控制板安装图。
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，6二次逆变电路、7二次驱动电路，8高频高压电路，9为控制电路，10为隔离驱动电路。其中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；MB1板中的G1～G9分别为手氩焊切换电路；气阀控制电路；手开关及2T/4T功能控制电路；给定及脉冲控制电路；AC/DC信号发生电路；信号驱动电路；电源欠压保护及过热保护电路；高频控制电路；QD1为二次驱动电路。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型交直流逆变式脉冲氩弧焊机，包括顺序连接的EMC电路1、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9、隔离驱动电路10，且隔离驱动电路10与逆变电路3连接，特别是设有二次逆变电路6、二次隔离驱动电路7、高频高压电路5，二次逆变电路6接收处理二次整流滤波电路5及二次隔离驱动电路7和高频高压电路8的信号，二次隔离驱动电路7接收处理控制电路9的信号，高频高压电路8接收处理控制电路9和二次整流滤波电路5的信号。
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(C1，C2)、电感(L1，L2)共同构成。
高频高压电路8由变压器T3、引弧线圈T2、放电嘴F1，四倍压电路及周围电路连接构成。主要用于焊接初期在输出端产生高频高压，以击穿空气引燃电弧，当起弧后由控制电路关断高频高压。
一次逆变电路3的桥臂都是由若干只MOSFET场效应管并联组成的全桥逆变电路。VT5～VT8分别代表一次逆变电路四个桥臂中的场效应管。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。
二次逆变电路6的桥臂由MOSFET场效应管VT9～VT12并联构成，每只场效应管的栅极串联一只51R电阻，防止驱动过冲。
抗不平衡电容C12，阻止主变压器上有直流分量流过。
驱动放大电路由场效应管VT1～VT4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。
驱动厚膜电路QD1驱动二次逆变电路工作，由四组驱动电路构成，每组驱动采用输入光耦隔离和单独供电，再由非门和三极管将信号驱动后输出。
辅助电源电路E1给控制电路9、驱动电路(7，10)供电。
如图2所示，单相输入交流先经两个电容Y2(C1，C2)防止电压悬空，再经过由双线并绕在同一个磁环上的共模电感(L1，L2)以限制谐波电流。
通过电流耦合器TR1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半波整流电路(D13，D16)和电阻(R35、R37、R40)给电容C39充电得到一个高电压，使控制模块K1起到保护作用。
控制电路G3由给定电路输出的分压值来决定输出电流大小。当输出电流发生波动时，由分流器R1采样电流值，经负反馈电路反向调节控制电路的4脚电压，以达到稳定输出的效果。
热敏开关(RC3，RC4)分别安装于主变压器上和散热器上，一旦主变压器和散热器(参见图3)温度过高，热敏开关便导通，同样使控制模块起到保护作用，使焊机停止工作。
抗不平衡电容C12，阻止主变压器上有直流分量流过，提高整机效率。
电阻R6，电容C8；电阻R7，电容C9；电阻R13，电容C14；电阻R14，电容C15分组构成一次逆变各个桥臂的吸收方式，吸收杂散电感产生的尖峰毛刺。
二次逆变的总吸收电路由场效应管VT1、电解电容C30～C32、大功率电阻R26及周围电路构成，以吸收场效应管工作时的漏源间的尖峰电压。
负压反馈推力电路由三极管Q2、电位器R36和周围电路构成，在手焊状态时，当焊条和工件粘连后，由采样点A1采样的负压被拉高，使三极管Q2导通。电位器R36的中间抽头就有一个电压值，使控制电路控制输出一个大电流，将焊条和工件熔开。通过调节电位器还可改变推力的大小。
多功能控制板MB1由八部分组成，其中的G1～G9分别为手氩焊切换电路，气阀控制电路，手开关及2T/4T功能控制电路，给定及脉冲控制电路，AC/DC信号发生电路，信号驱动电路，电源欠压保护及过热保护电路，高频控制电路。它当手开关S1闭合后，G1电路发出b7～b10四路高电平信号，高电平信号b7使气阀控制电路G2打开气阀。高电平信号b8使控制电路的18脚也为高电平，则电路进入正常输出状态。高电平信号b9使给定及脉冲控制电路G4开始输出给定值。高电平信号b10使驱动电路G6导通。G5为二次逆变的驱动波形发生电路，S3为交直流输出选择开关。G6为信号驱动电路，输出两路相位相反的驱动信号b14、b15。G7为过热欠压保护电路，当电源电压过低和因温度过高时热敏电阻导通，就会拉低b16使驱动电路截止。G8为高频控制电路控制高频电路的开关，b3为控制板K1的输出信号，控制b2、b1是否导通，以达到控制高频电路的功能。G1为手氩焊切换电路，S4位切换开关，当开关闭后为手焊状态，就会发出两路低电平信号b4、b5分别关闭气阀和高频电路。
高频高压功能实现：当手开关闭合时电路工作，高频控制电路G8将b2、b1断开，则三极管Q3导通场效应管，三极管Q4截止，使继电器RELAY1吸合，变压器T3接通产生高压电，经四倍压整流电路继续将电压升高四倍，然后放电嘴F1因高压击穿空气放电，此时相当于引弧线圈T2、电容(C26，C27)短路，这时电容(C26，C27)和引弧线圈T2产生高频振荡。由于输出能量的不断补充，使得每隔一定时间，引弧线圈T2、电容(C26，C27)便产生高频振荡电流，并通过引弧线圈T2次级输出到输出端，引起电弧，电弧一引起，输出回路便出现大电流。这是由控制板K1发出高电平信号b3，是高频控制电路将b1，b2短路，则关断了继电器RELAY1，也就关断了高频。
如图3所示，有两个PCB板(11，14)和两片F形散热片(12，13)，所述的控制电路9、隔离驱动电路10和逆变电路3制作在上PCB板11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14上。其余电路安装在整机底板上(图中没有画出)。如箭头A所示，上PCB板11安装于两组F形散热片(12，13)顶面。如箭头B所示，中PCB板14安装于两组F形散热片(12，13)底面。左右两组F形散热片(12，13)相对安装且构成下部风道15，中PCB板14上的电子电路元件位于该下部风道内15。
如图4所示，另外设有两个PCB板(16，19)和两片F形散热片(17，18)，所述二次逆变电路6的四个桥臂分别作在上PCB板16和中PCB板19上，上PCB板16安装于两片散热片(17，18)顶面，中PCB板19安装于两片散热片(17，18)底面，上PCB板16和中PCB板19上的电子元件位于两片散热片(17，18)侧面，两片散热片(17，18)相对安装且构成中间风道20。
如图5所示，本实用新型为使电器性能稳定，将机器前面板23局部开窗，嵌上一块绝缘板22，然后再将多功能控制板(MB1)21装在绝缘板22上，这样既防止了工作时高频高压通过金属机壳对电路的影响，又美观大方。
Claims (4)
1.一种交直流逆变式脉冲氩弧焊机，包括顺序连接的EMC电路、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连接，其特征在于，设有二次逆变电路、二次隔离驱动电路、高频高压电路，二次逆变电路接收处理二次整流滤波电路及二次隔离驱动电路和高频高压电路的信号，二次隔离驱动电路接收处理控制电路的信号，高频高压电路接收处理控制电路和二次整流滤波电路的信号。
2.根据权利要求1所述的交直流逆变式脉冲氩弧焊机，其特征在于，该高频高压电路由变压器T3、引弧线圈T2、放电嘴F1，四倍压电路及周围电路连接构成。
3.根据权利要求1所述的交直流逆变式脉冲氩弧焊机，其特征在于，该二次逆变电路的桥臂由MOSFET场效应管VT9～VT12并联构成，每只场效应管的栅极串联一只51R电阻。
4.根据权利要求1所述的交直流逆变式脉冲氩弧焊机，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；二次逆变电路的四个桥臂分别作在第二上PCB板和第二中PCB板上，第二上PCB板安装于第三、第四散热片顶面，第二中PCB板安装于第三、第四散热片底面，第二上PCB板和第二中PCB板上的电子元件位于第三、第四散热片侧面，第三、第四散热片相对安装且构成中间风道。
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|---|---|---|---|---|
| CN102717170A (zh) * | 2012-06-01 | 2012-10-10 | 江门市保值久机电有限公司 | 一种应用脉冲电流的手弧焊接装置及其焊接方法 |
| CN103111719A (zh) * | 2013-02-19 | 2013-05-22 | 广州友田机电设备有限公司 | 带直流电压输出的高频引弧电路 |
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 518126, Guangdong, Baoan District, Xixiang province Shenzhen Street Hengfeng Industrial City C2 Building 1, 2, 3, 4, West and 5, West and C4, building 5 Patentee after: Shenzhen Jasic Technology Co., Ltd. Address before: 4, building 518126, building C2, Hengfeng Industrial Town, Xixiang, Shenzhen, Baoan District, Guangdong Patentee before: Shenzhen Jasic Technology Development Co., Ltd. |
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| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
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