CN209239257U - 一种交直流氩弧焊机辅助维弧电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交直流氩弧焊机辅助维弧电路，属于焊接技术领域，包括二次侧倍压电路和辅助稳弧电路，所述二次侧倍压电路连接辅助稳弧电路，辅助稳弧电路包括PWM调制芯片U2、开关管T3和PWM调制芯片U4，PWM调制芯片U2的脚6通过电阻R8连接开关管T3的栅极，开关管T3的漏极连接二次侧倍压电路的输出端+VH8，本实用新型使用焊机变压器二次侧电压倍压电路来获取电流过零点的能量，因此电路成本低廉，体积小巧，而且节约电能，并成功的缩小了电路乃至整个焊机的体积。

Description

一种交直流氩弧焊机辅助维弧电路

技术领域

本实用新型涉及焊接技术领域，具体是一种交直流氩弧焊机辅助维弧电路。

背景技术

氩弧焊机是使用氩弧焊的机器，采用高压击穿的起弧方式。氩弧焊即钨极惰性气体保护弧焊，指用工业钨或活性钨作不熔化电极，惰性气体（氩气）作保护的焊接方法，简称TIG。一般用于6～lOmm的薄板焊接及厚板单面焊双面成形的封底焊。

作为交直流氩弧焊机，在输出交流换向的过程中，因为电流要过零点，存在容易断弧的问题，因此需要辅助的高压电源来提供电流过零点的能量，使电流连续不断，在传统的做法中，一般是采用另外设计的能连续供电的大功率高压电源来源源不断的提供维持电弧的能量，但这种做法电路复杂，成本高昂，造成了电能的浪费还占用电焊机体积，使交直流氩弧焊机无法做到小型化。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种交直流氩弧焊机辅助维弧电路，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：

一种交直流氩弧焊机辅助维弧电路，包括二次侧倍压电路和辅助稳弧电路，所述二次侧倍压电路连接辅助稳弧电路，辅助稳弧电路包括PWM调制芯片U2、开关管T3和PWM调制芯片U4，PWM调制芯片U2的脚6通过电阻R8连接开关管T3的栅极，开关管T3的漏极连接二次侧倍压电路的输出端+VH，开关管T3的源极连接电阻R11和电阻R12，电阻R11的另一端连接电容C8、PWM调制芯片U2的脚3，PWM调制芯片U2的脚2连接光耦U3B的脚4，光耦U3B的脚3连接电容C8、二极管D10的负极、电容C6、电容C7、电感L1、电阻R12和PWM调制芯片U2的脚5，电感L1的另一端连接输出电压DC+，二极管D10的正极连接二极管D11的负极和地，PWM调制芯片U3的脚6通过电阻R17连接开关管T4的栅极，开关管T4的漏极连接电阻R13和电阻R14，电阻R14的另一端连接电容C9、PWM调制芯片U3的脚3，PWM调制芯片U3的脚2连接光耦U4B的脚4，光耦U4B的脚3连接电容C9的另一端、电容C10、电容C11和电阻R13的另一端，开关管T4的漏极连接电感L2和二极管D11的正极，电感L2的另一端连接输出电压DC-。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述二次侧倍压电路包括初级逆变电路、变压器T1、二极管D1和二极管D2，初级逆变电路与变压器T1的初级绕组相连接，变压器T1的次级绕组一端连接二极管D5的正极、二极管D7的负极、电容C1和二极管D1的正极，二极管D1的负极连接二极管D2的正极和电容C2，电容C1的另一端连接二极管D3的负极和二极管D4的正极，二极管D4的负极连接电容C2的另一端、电容C5、二极管D6的正极、二极管D8的负极和变压器T1的次级绕组另一端，二极管D2的负极连接电容C3、电阻R1和输出端+VH，电容C3的另一端连接电阻R1的另一端、电阻R2、电容C4、变压器T1的次级绕组的中心抽头和地，二极管D3的正极连接电容C5的另一端和二极管D9的负极，二极管D9的正极连接电容C4的另一端、电阻R2的另一端和输出端-VH。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述光耦U3B和光耦U3A组成一个完整的光耦合器，光耦U3A的脚1通过电阻R3连接外部电路给出FYA信号。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述光耦U4B和光耦U4A组成一个完整的光耦合器，光耦U4A的脚1通过电阻R4连接外部电路给出FYB信号。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述PWM调制芯片U2和PWM调制芯片U3的型号均为UC3843。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型使用焊机变压器二次侧电压倍压电路来获取电流过零点的能量，因此电路成本低廉，体积小巧，而且节约电能，并成功的缩小了电路乃至整个焊机的体积。

附图说明

图1为二次侧倍压电路的电路原理图。

图2为辅助稳弧电路的电路原理图。

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1-2，一种交直流氩弧焊机辅助维弧电路，包括二次侧倍压电路和辅助稳弧电路，所述二次侧倍压电路连接辅助稳弧电路。二次侧倍压电路提供了交直流氩弧焊机换向时的能量，但此能量只是电压，需要辅助稳弧电路转化为在换向过程中能持续供给的维弧电流。

其中，辅助稳弧电路分为上下两部分，以上半部分为例，如图2所示，PWM调制芯片U2的脚6通过电阻R8连接开关管T3的栅极，开关管T3的漏极连接二次侧倍压电路的输出端+VH，开关管T3的源极连接电阻R11和电阻R12，电阻R11的另一端连接电容C8、PWM调制芯片U2的脚3，PWM调制芯片U2的脚2连接光耦U3B的脚4，光耦U3B的脚3连接电容C8、二极管D10的负极、电容C6、电容C7、电感L1、电阻R12和PWM调制芯片U2的脚5，所述光耦U3B和光耦U3A组成一个完整的光耦合器，光耦U3A的脚1通过电阻R3连接外部电路给出FYA信号，电感L1的另一端连接输出电压DC+，二极管D10的正极连接二极管D11的负极和地，此电路基本结构为BUCK降压电路，其降压的开关管为IGBT，标号为T3，二极管D10为BUCK电路的续流二极管，电感L1为输出电感。电阻R12为电流采样电阻，它将采样的电流转化为电压信号经过电阻R11和电容C8输入PWM调制芯片U2的3脚，PWM调制芯片U2的3脚电压最高为1V，如果高于1V则会限制PWM调制芯片U2的6脚PWM的占空比输出，因此电阻R12里面的电流基本为恒流，其电流为1V/R12。电阻R10为振荡电阻，电容C7为振荡电容，此2个元件的参数决定了PWM调制芯片U2的6脚输出PWM波的频率。PWM调制芯片U2的8脚为参考电压VREF,其值为5V，电容C6为8脚的滤波电容，电阻R9连接PWM调制芯片U2的8脚和U2的2脚，将VFB脚电压上拉到5V，关闭了PWM调制芯片U2的PWM输出，在交直流氩弧焊电流换向过程中，由外部电路给出FYA信号，通过电阻R3开通光耦U3A,光耦的另一端U3B也就开通，将PWM调制芯片U2的VFB脚电平下拉，从而开通PWM调制芯片U2的PWM驱动，通过驱动电阻R8驱动开关管T3工作。

下半部分电路如下：PWM调制芯片U3的脚6通过电阻R17连接开关管T4的栅极，开关管T4的漏极连接电阻R13和电阻R14，电阻R14的另一端连接电容C9、PWM调制芯片U3的脚3，PWM调制芯片U3的脚2连接光耦U4B的脚4，光耦U4B的脚3连接电容C9的另一端、电容C10、电容C11和电阻R13的另一端，光耦U4B和光耦U4A组成一个完整的光耦合器，光耦U4A的脚1通过电阻R4连接外部电路给出FYB信号，开关管T4的漏极连接电感L2和二极管D11的正极，电感L2的另一端连接输出电压DC-。下半部分负压的恒流电路与正压的恒流电路完全一致，其工作原理在此不再复述。

实施例2：在实施例1的基础上，二次侧倍压电路包括初级逆变电路、变压器T1、二极管D1和二极管D2，初级逆变电路与变压器T1的初级绕组相连接，变压器T1的次级绕组一端连接二极管D5的正极、二极管D7的负极、电容C1和二极管D1的正极，二极管D1的负极连接二极管D2的正极和电容C2，电容C1的另一端连接二极管D3的负极和二极管D4的正极，二极管D4的负极连接电容C2的另一端、电容C5、二极管D6的正极、二极管D8的负极和变压器T1的次级绕组另一端，二极管D2的负极连接电容C3、电阻R1和输出端+VH，电容C3的另一端连接电阻R1的另一端、电阻R2、电容C4、变压器T1的次级绕组的中心抽头和地，二极管D3的正极连接电容C5的另一端和二极管D9的负极，二极管D9的正极连接电容C4的另一端、电阻R2的另一端和输出端-VH。如图1所示，初级逆变电路产生高压的方波，连接到了变压器T1的初级绕组，变压器T1的次级绕组采用四个二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8的全桥整流电路，变压器的中心抽头作为地线，而二极管D5、二极管D6的阴极则为输出的正级DC+，二极管D7、二极管D8则为输出的负极DC-。二极管D1,二极管D2,二极管D4电容C2为正级的倍压元件，将变压器次级输出电压进行三倍压，然后给电解电容C3充电，作为正级的维弧能量，提供输出端+VH的维弧电压。二极管D3、二极管D9和电容C5作为负极的倍压元件，将变压器次级输出电压进行四倍压，然后给电解电容C4充电，作为负极的维弧能量，提供输出端-VH的维弧电压。因为交流换流过程中，电流从正变到负需要的电压比较高，因此负极需要四倍压。而电阻R1和电阻R2则分别是电容C3和电容C4的放电电阻。

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)

1.一种交直流氩弧焊机辅助维弧电路，包括二次侧倍压电路和辅助稳弧电路，其特征在于，所述二次侧倍压电路连接辅助稳弧电路，辅助稳弧电路包括PWM调制芯片U2、开关管T3和PWM调制芯片U4，PWM调制芯片U2的脚6通过电阻R8连接开关管T3的栅极，开关管T3的漏极连接二次侧倍压电路的输出端+VH，开关管T3的源极连接电阻R11和电阻R12，电阻R11的另一端连接电容C8、PWM调制芯片U2的脚3，PWM调制芯片U2的脚2连接光耦U3B的脚4，光耦U3B的脚3连接电容C8、二极管D10的负极、电容C6、电容C7、电感L1、电阻R12和PWM调制芯片U2的脚5，电感L1的另一端连接输出电压DC+，二极管D10的正极连接二极管D11的负极和地，PWM调制芯片U3的脚6通过电阻R17连接开关管T4的栅极，开关管T4的漏极连接电阻R13和电阻R14，电阻R14的另一端连接电容C9、PWM调制芯片U3的脚3，PWM调制芯片U3的脚2连接光耦U4B的脚4，光耦U4B的脚3连接电容C9的另一端、电容C10、电容C11和电阻R13的另一端，开关管T4的漏极连接电感L2和二极管D11的正极，电感L2的另一端连接输出电压DC-。

2.根据权利要求1所述的一种交直流氩弧焊机辅助维弧电路，其特征在于，所述二次侧倍压电路包括初级逆变电路、变压器T1、二极管D1和二极管D2，初级逆变电路与变压器T1的初级绕组相连接，变压器T1的次级绕组一端连接二极管D5的正极、二极管D7的负极、电容C1和二极管D1的正极，二极管D1的负极连接二极管D2的正极和电容C2，电容C1的另一端连接二极管D3的负极和二极管D4的正极，二极管D4的负极连接电容C2的另一端、电容C5、二极管D6的正极、二极管D8的负极和变压器T1的次级绕组另一端，二极管D2的负极连接电容C3、电阻R1和输出端+VH，电容C3的另一端连接电阻R1的另一端、电阻R2、电容C4、变压器T1的次级绕组的中心抽头和地，二极管D3的正极连接电容C5的另一端和二极管D9的负极，二极管D9的正极连接电容C4的另一端、电阻R2的另一端和输出端-VH。

3.根据权利要求1所述的一种交直流氩弧焊机辅助维弧电路，其特征在于，所述光耦U3B和光耦U3A组成一个完整的光耦合器，光耦U3A的脚1通过电阻R3连接外部电路给出FYA信号。

4.根据权利要求1所述的一种交直流氩弧焊机辅助维弧电路，其特征在于，所述光耦U4B和光耦U4A组成一个完整的光耦合器，光耦U4A的脚1通过电阻R4连接外部电路给出FYB信号。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种交直流氩弧焊机辅助维弧电路，其特征在于，所述PWM调制芯片U2和PWM调制芯片U3的型号均为UC3843。