CN209062319U - 一种不同功能模块的电焊机切换控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种不同功能模块的电焊机切换控制电路，包括输入电源模块、辅助开关电源模块和IGBT逆变部分，所述输入电源模块的输入端通过电源开关S1连接220V交流电，输入电源模块的输出端分别连接辅助开关电源模块和IGBT逆变部分，辅助开关电源模块分别连接IGBT驱动模块，PWM脉冲调制模块，也包括功率给定模块，功率反馈模块。本实用新型把两种(手工电弧焊/等离子切割不同功能特性)的输出模块，通过简单的切换手段达到切换的目的，从而实现两个功能和而为一，既节省了生产成本，产品结构更加紧凑，一机两用，使产品更具竞争性，同时也使得设备在使用的过程中，提高了工作效率。

Description

一种不同功能模块的电焊机切换控制电路

技术领域

本实用新型涉及一种控制电路，具体是一种不同功能模块的电焊机切换控制电路。

背景技术

空气等离子切割：是利用受压缩空气约束的等离子电弧，施加在被加工的金属物体上，等离子电弧所产生的高温高速离子流，迫使金属体被熔化，同时在高速气流的冲刷下，熔化的金属液体被吹离基体，如果不间断的进行此操作，就会在金属物体上形成割缝。最终把一个金属物体切割成两个金属物体。(熟称钢铁裁剪刀)

手工电弧焊：是利用正负两极在瞬间短路时产生的高温，使得周围的空气被电离，空气电离后产生电子流，从而引发电弧，利用电弧的高温来熔化电焊条上的焊料和被焊材料，熔池冷却后它们的原子结合在一起，从而达到两个金属物体相结合的目的。(熟称钢铁缝纫机)

本设计重点在于把两个不同功能模块(钢铁裁剪刀)+(钢铁缝纫机)整合在一台机器设备上，合二为一。。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种不同功能模块的电焊机切换控制电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种不同功能模块的电焊机切换控制电路，包括输入电源模块、辅助开关电源模块和IGBT逆变部分，所述输入电源模块的输入端通过电源开关S1连接220V交流电，输入电源模块的输出端分别连接辅助开关电源模块和IGBT逆变部分，辅助开关电源模块分别连接IGBT驱动部分和PWM脉冲调制模块，PWM脉冲调制模块分别连接IGBT驱动部分、输出功率反馈模块和输出功率给定模块，IGBT逆变部分还通过开关S2分别连接等离子切割功率输出模块和手工焊接功率输出模块。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述IGBT逆变部分是由四个IGBT单元组成的一个全桥逆变电路。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述PWM控制模块由集成运算放大器TL084和PWM集成电路UC3846组成。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述等离子切割输出模块由功率变压器T2、高频整流管F60UA60DN和吸收阻容元器件组成，20KHz/310V逆变电压接入功率变压器T2原边，在副边产生20KHz/250V交变电压，20KHz/250V交变电压与高频整流管F60UA60DN组成的全波整流电路相连接，功率变压器T2的匝比为21:17。空载输出电压为直流250V左右。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述手工焊输出模块主要由功率变压器T1、高频整流管STTH6003和吸收阻容元器件组成，20KHz/310V逆变电压接入功率变压器T1原边，在副边产生20KHz/59V交变电压，20KHz/59V交变电压与高频整流管STTH6003组成的全波整流电路相连接，功率变压器T1的匝比为21:4。空载输出电压为直流59V左右。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型把两种(手工电弧焊/等离子切割不同功能特性)的输出模块，通过简单的切换手段达到切换的目的，从而实现两个功能和而为一，既节省了生产成本，产品结构更加紧凑，一机两用，使产品更具竞争性，同时也使得设备在使用的过程中，提高了工作效率。

附图说明

图1为本实用新型的整体示意图。

图2为输入电源模块的电路图。

图3为辅助开关电源模块的电路图。

图4为输出功率给定模块的电路图。

图5为输出功率反馈模块的电路图。

图6为PWM控制模块的电路图。

图7为IGBT驱动模块的电路图。

图8为IGBT逆变模块的电路图。

图9为等离子切割输出模块的电路图。

图10为手工焊输出模块的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-10，实施例1：一种不同功能模块的电焊机切换控制电路，其中包括：输入电源模块、辅助开关电源模块，输出功率给定模块、输出功率反馈模块、PWM脉冲调制模块，IGBT驱动模块，IGBT逆变模块，以上各个模块在整机工作当中缺一不可，全部通用，最后两个模块，(手工焊模块)/(等离子切割机模块)则可根据不同需求，来进行切换，以满足需要，具体工作流程如图1所示。

实施例2：在实施例1的基础上，本申请对各个功能性模块作出了具体的设计，其中：

输入电源模块如图2所示，将市网电压220V交流电，经电源开关后送入单相整流桥B1进行整流，得到一个单相脉动，峰值在310V左右的脉动直流电源，经由3个大容量的电解电容C滤波后，最终得到一个平直的310V直流电源。为焊机各模块供电。这其中由热敏电阻RT1和延时继电器J1的配合，组成一个延时缓冲电路，以减小开机瞬间对电解电容C的电流冲击，提高了焊机的可靠性，同时也减小了对市网电压的冲击。

辅助开关电源模块如图3所示，主要功能是将直流310V电源电压，转换成各模块所需的不同控制电压.使得焊机各个部件能够正常工作，模块主要由PWM调制集成电路U1：(UC3843B),功率开关MOS管Q10:(3878),高频变压器T5(EE25 200:12:22:22),光电隔离集成电路U5(PC817),等辅助元器件组成，

采用集成电路UC3846B和R33,C26,组合成一个震荡频率为45千Hz左右的定频可调宽电路，输出端第6脚驱动开关管Q10:开关管再驱动高频变压器，从而在高频变压器付边，不同绕组得到不同的高频脉冲电压，然后各自进行整流滤波，各自得到所需要的工作电源，对输出直流电压进行检测，通过集成电路U5(PC817)，对集成电路UC3846B的输出脉宽进行调制，最终使付边的输出直流电压保持稳定。

输出功率给定模块如图4所示，给定电位器所设定的电压值，经集成电路U2B组成的反向电路后，得到一个反向的电压值，然后送入PWM控制模块第5脚，作为输出功率的给定电压值。

输出功率反馈模块如图5所示，检流线圈检测到逆变主回路的交变电流，经桥式整流后送入电阻R15,使得逆变主回路电流的大小，与电阻R15上取得的电压值成线性比例关系，再由集成电路U2C组成的电压跟随器进行隔离后，送入PWM控制模块第2脚，作为输出功率的反馈电压值。

PWM控制模块如图6所示：PWM控制模块主要由集成运算放大器TL084，PWM集成电路UC3846等辅助元器件组成,模块第5脚送入输出功率给定电压值,模块第2脚送入输出功率反馈电压值，然后进入运算放大器TL084进行PID运算放大后，送入PWM集成电路UC3846进行脉宽调制，产生两路频率在20KHz左右的方波脉冲电压信号，两路脉冲输出分别由模块的19脚和第21脚输出，接入两组MOS对管进行驱动放大，驱动电压将接入IGBT驱动模块。

IGBT驱动模块如图7所示。主要由驱动变压器T3和辅助元器件组成，20KHz/15V驱动电压接入驱动变压器原边，在付边产生4组相互独立的20KHz/15V驱动电压，用以驱动全桥逆变所对应的4个IGBT单元。

IGBT逆变模块如图8所示，在4组驱动电路的驱动下，其Q1,Q2,Q3,Q4,4个IGBT单元组成的一个全桥逆变电路，在(Q1Q4),(Q2Q3)两组交替导通的情况下，将原本直流310V电源电压转换成一个频率在20KHz,峰值为310V的交流方波电压，完成将一个直流电压转换为交流电压的一个过程，然后将输出端连接到功率输出模块，输送到功率变压器的原边。

等离子切割输出模块如图9所示，主要由功率变压器T2，匝比为21:17，高频整流管F60UA60DN，还有吸收阻容等辅助元器件组成，20KHz/310V逆变电压接入功率变压器原边，在付边产生20KHz/250V交变电压，经高频整流管组成的单相整流桥整流后，得到一个空载电压为直流250V,满功率输出为40A/96V，以满足等离子切割需要的电气特性。

手工电弧焊输出模块如图10所示，主要由功率变压器T1，匝比为21:4，高频整流管STTH6003，还有吸收阻容等辅助元器件组成，20KHz/310V逆变电压接入功率变压器原边，在付边产生20KHz/59V交变电压，经高频整流管组成的全波整流后，得到一个空载电压为直流59V,满功率输出为160A/26.4V，以满足手工电弧焊需要的电气特性。

等离子切割电气特性：VO＝80+0.4A，所以VO＝80+(0.4X40)＝96V，总功率＝3840W。

手工电弧焊电气特性：VO＝20+0.04A,所以VO＝20+(0.04X160)＝26.4V，总功率＝4224W。

基于这两个功率模块的总输出功率基本相同，只是其各自的电气特性要求不同，在同一功率IGBT逆变模块的驱动下，都能够正常工作，这为我们此项目的实现，打下了扎实的理论基础。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种不同功能模块的电焊机切换控制电路，包括输入电源模块、辅助开关电源模块和IGBT逆变部分，其特征在于，所述输入电源模块的输入端通过电源开关S1连接220V交流电，输入电源模块的输出端分别连接辅助电源开关模块和IGBT逆变部分，辅助电源开关模块分别连接IGBT驱动部分和PWM脉冲调制模块，也包括输出功率反馈模块和输出功率给定模块，PWM脉冲调制模块分别连接IGBT驱动部分、IGBT逆变部分还通过开关S2分别连接等离子切割功率输出模块和手工电弧焊接功率输出模块。

2.根据权利要求1所述的一种不同功能模块的电焊机切换控制电路，其特征在于，所述IGBT逆变部分是由四个IGBT单元组成的一个全桥逆变电路。

3.根据权利要求1所述的一种不同功能模块的电焊机切换控制电路，其特征在于，所述PWM脉冲调制模块由集成运算放大器TL084和PWM集成电路UC3846组成。

4.根据权利要求2所述的一种不同功能模块的电焊机切换控制电路，其特征在于，所述等离子切割输出模块由功率变压器T2、高频整流管F60UA60DN和吸收阻容元器件组成，20KHz/310V逆变电压接入功率变压器T2原边，在副边产生20KHz/250V交变电压，20KHz/250V交变电压与高频整流管F60UA60DN组成的全桥整流电路相连接，功率变压器T2的匝比为21:17，空载输出电压为直流250V。

5.根据权利要求3所述的一种不同功能模块的电焊机切换控制电路，其特征在于，所述手工电弧焊输出模块由功率变压器T1、高频整流管STTH6003和吸收阻容元器件组成，20KHz/310V逆变电压接入功率变压器T1原边，在副边产生20KHz/59V交变电压，20KHz/59V交变电压与高频整流管STTH6003组成的全波整流电路相连接，功率变压器T1的匝比为21:4，空载输出电压为直流59V。