CN209886852U - 一种焊机送丝电源输出短路的保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种焊机送丝电源输出短路的保护电路，包括电流采样电路、电压采样电路和光耦驱动电路；焊机送丝电源包括晶闸管，晶闸管由光耦驱动；晶闸管的输出端作为焊机送丝电源的正极接输出电缆的正极线，输出电缆的正极线接偏置电压和电压采样电路的信号输入端；输出电缆的负极线接电流采样电路的信号输入端，并通过电流采样电阻接地；光耦驱动电路包括开关管，光耦的发光二极管与开关管串联在直流电源的正极与地之间，光耦驱动电路的控制端通过第一上拉电阻接直流电源正极，并接电流采样电路的输出端和电压采样电路的输出端。本实用新型输出短路故障消除后能自动恢复、但不会反复重启，焊机送丝电源输出电路可靠性好。

Description

一种焊机送丝电源输出短路的保护电路

[技术领域]

本实用新型涉及焊机送丝电源，尤其涉及一种焊机送丝电源输出短路的保护电路。

[背景技术]

熔化极气保焊焊机的主机与送丝系统是分离的，焊机主机通过电源线给送丝机供电。主机固定位置摆放，送丝机在生产中大多是经常移动的，所以送丝电源一般采用长线连接，且焊机工业生产环境恶劣，电源线极易发生短路，所以必须做相应的短路保护措施，现有的焊机送丝系统输出电源短路保护方案有两种：

1、通过采样输出电流，经过比较器比较输出电平信号，关断输出，同时触发自锁电路，锁死输出。输出锁死后不能自动恢复，影响焊机生产的工作效率；

2、通过采样输出电流，经过与比较器比较输出电平信号给到单片机，单片机关断输出，单片机设置一固定时间再次开启输出，若短路未解除再关断输出，如此反复开启和判断，直到短路解除，此方法控制复杂，成本高，需增加单片机软件判断，短路时，送丝电源需不断重启，短路未解除时相当于工作在反复短路状态下，对器件造成很大的冲击应力，严重影响电路和器件的可靠性。

[发明内容]

本实用新型要解决的技术问题是提供一种输出短路故障消除后能自动恢复、但不会反复重启的焊机送丝电源输出短路的保护电路。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种焊机送丝电源输出短路的保护电路，包括电流采样电路、电压采样电路和光耦驱动电路；焊机送丝电源包括晶闸管，晶闸管由光耦驱动；晶闸管的输出端作为焊机送丝电源的正极接输出电缆的正极线、输出电缆的正极线接偏置电压和电压采样电路的信号输入端；输出电缆的负极线接电流采样电路的信号输入端并通过电流采样电阻接地；光耦驱动电路包括开关管，光耦的发光二极管与开关管串联在直流电源的正极与地之间，光耦驱动电路的控制端通过第一上拉电阻接直流电源正极，并接电流采样电路的输出端和电压采样电路的输出端。

以上所述的保护电路，偏置电压由偏置电压电路提供，偏置电压电路包括串联的偏置电阻和第二二极管，偏置电压电路第二二极管的阳极端接直流电源正极，偏置电压电路第二二极管的阴极端接输出电缆的正极线。

以上所述的保护电路，电压采样电路包括第一比较器和第一分压电路，第一分压电路的第一端接直流电源正极，第二端接地，输出端接第一比较器的反相输入端；第一比较器的同相输入端接输出电缆的正极线，第一比较器的输出端作为电压采样电路的输出端。

以上所述的保护电路，电压采样电路包括第五电阻、第一稳压管、第一电容、第一二极管和第二上拉电阻，第一比较器的同相输入端通过第五电阻接输出电缆的正极线；第一稳压管的阳极接地，阴极接第一比较器的同相输入端，第一电容与第一稳压管并接；第二上拉电阻的一端接直流电源正极，另一端接第一比较器的输出端；第一二极管的阴极接第一比较器的输出端，阳极作为电压采样电路的输出端。

以上所述的保护电路，电流采样电路包括第二比较器和第二分压电路，第二分压电路的第一端接直流电源正极，第二端接地，输出端接第二比较器的同相输入端；第二比较器的反相输入端接输出电缆的负极线，第二比较器的输出端作为电流采样电路的输出端。

以上所述的保护电路，电流采样电路包括第十二电阻、第三电容、第十六电阻、第五二极管和第三上拉电阻，第二比较器的反相输入端通过第十二电阻接输出电缆的负极线，并通过第三电容接地；第十六电阻接在第二比较器的同相输入端与输出端之间；第三上拉电阻的一端接直流电源正极，另一端接第二比较器的输出端；第五二极管的阴极接第二比较器的输出端，阳极作为电流采样电路的输出端。

以上所述的保护电路，所述的晶闸管为两个，两个晶闸管的输出并接，两个晶闸管分别由两个所述的光耦驱动；光耦驱动电路包括第二稳压管，所述的开关管为NPN三极管，两个光耦的发光二极管串接后，第一端接直流电源正极，第二端接NPN三极管的集电极；NPN三极管的发射极接地，基极接第二稳压管的阳极，第二稳压管的阴极通过第一上拉电阻接直流电源正极，并接电流采样电路的输出端和电压采样电路的输出端。

以上所述的保护电路，光耦驱动电路包括第三电阻、第六电阻、第九电阻、第十三电阻、第十五电阻和第二电容，两个光耦的发光二极管串接后，第一端通过第三电阻接直流电源正极；第六电阻与第一光耦的发光二极管并接、第九电阻与第二光耦的发光二极管并接；第十五电阻和第二电容分别接在NPN三极管的基极与地之间，第十三电阻的一端接第二稳压管的阴极，另一端通过第一上拉电阻接直流电源正极，并接电流采样电路的输出端和电压采样电路的输出端。

以上所述的保护电路，所述的直流电源是运算放大器芯片的供电电源。

本实用新型输出短路故障消除后能自动恢复、但不会反复重启，焊机送丝电源输出电路可靠性好。

[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的说明。

图1是本实用新型实施例焊机送丝电源输出短路的保护电路的原理图。

[具体实施方式]

本实用新型实施例焊机送丝电源输出短路的保护电路的结构和原理如图1所示，包括电流采样电路、电压采样电路和光耦驱动电路。焊机送丝电源包括两个晶闸管，两个晶闸管的输出并接；两个晶闸管的控制端分别由两个光耦P1和P2做隔离驱动。

两个晶闸管的输出端作为焊机送丝电源的正极与输出电缆的正极线Vout+、偏置电压和电压采样电路的信号输入端连接在一起。输出电缆的负极线Vout-接电流采样电路的信号输入端，并通过电流采样电阻R14接地，焊机送丝电源的负极接地。

出电缆正极线Vout+的电压小于第一设定值时，电压采样电路输出低电平。输出电缆负极线Vout-的电压大于第二设定值时，电流采样电路输出低电平。

偏置电压由偏置电压电路提供，偏置电压电路包括串联的偏置电阻R1和二极管D2，偏置电阻R1的一端接15V直流电源正极，另一端接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极端接输出电缆的正极线Vout+。

电压采样电路包括比较器U1A、电阻R2和电阻R7串联组成的第一分压电路、电阻R5、稳压管D3、电容C1、二极管D1和第二上拉电阻R4。第一分压电路的第一端接15V直流电源正极，第二端接地，电阻R2和电阻R7的连接点作为第一分压电路的输出端接比较器U1A的反相输入端。比较器U1A的同相输入端通过电阻R5接输出电缆的正极线Vout+。稳压管D3的阳极接地，阴极接比较器U1A的同相输入端，电容C1与稳压管D3并接。第二上拉电阻R4的一端接15V直流电源正极，另一端接比较器U1A的输出端。二极管D1的阴极接比较器U1A的输出端，阳极作为电压采样电路的输出端，接光耦驱动电路的控制端，电阻R13。

电流采样电路包括比较器U1B、电阻R10和电阻R17串联组成的第二分压电路、电阻R12、电容C3、电阻R16、二极管D5和第三上拉电阻R11。第二分压电路的第一端接15V直流电源正极，第二端接地，电阻R10和电阻R17的连接点作为第二分压电路的输出端接比较器U1B的同相输入端。

比较器U1B的反相输入端通过电阻R12接输出电缆的负极线Vout-，并通过电容C3接地。电阻R16接在比较器U1B的同相输入端与输出端之间。第三上拉电阻R11的一端接15V直流电源正极，另一端接比较器U1B的输出端。二极管D5的阴极接比较器U1B的输出端，阳极作为电流采样电路的输出端。

15V直流电源为整个控制电路的供电电源，运算放大器芯片U1由15V直流电源供电。

光耦驱动电路包括电阻R3、电阻R6、电阻R9、电阻R13、电阻R15、电容C2、稳压管D4和NPN三极管Q1。

两个光耦P1和P2的发光二极管串接后，第一端通过电阻R3接15V直流电源正极，第二端接NPN三极管Q1的集电极。电阻R6与第一光耦P1的发光二极管并接、电阻R9与第二光耦P2的发光二极管并接。

NPN三极管Q1的发射极接地，基极接稳压管D4的阳极，电阻R13的第一端接稳压管D4的阴极，第二端通过第一上拉电阻R8接15V直流电源正极，电阻R13的第二端同时接电流采样电路的输出端，二极管D1的阳极和电压采样电路的输出端，二极管D5的阳极。

本实用新型实施例焊机送丝电源输出短路的保护电路的的工作原理如下：

当焊机送丝电源正常工作时，采样电阻R14的电压经R12、C3滤波，与R10、R17、R16组成的基准电压比较，如小于基准电压，比较器U1B输出高电平，二极管D6截止；Vout+处的电压经过R5、D3稳压到12V，与R2、R7组成的基准电压做比较，如大于基准电压，比较器U1A输出高电平，二极管D1也截止。此时R8、R13、C2、R15、Q1、R3组成光耦驱动电路的三极管Q1一直导通，光耦P1、P2导通，故两个晶闸管一直导通，焊机送丝电源输出正常。

当焊机送丝电源输出短路时，电流采样电压大于基准电压，比较器U1B输出低电平，二极管D6导通，拉低三极管Q1的基极电压，三极管Q1关断，光耦关断，晶闸管SCR也关断。此时焊机送丝电源输出关断，R14电流采样电阻无电流流过，比较器U1B的输出又置高，二极管D6截止。但同时偏置电压与短路的Vout+、Vout-构成回路，Vout+的电压为低电压，与构成基准电压的电阻R2、R7比较，比较器U1A输出低电平，二极管D1导通，三极管Q1关断，即焊机送丝电源继续保持关断。

当焊机送丝电源输出的短路故障消除时，偏置电压与短路线缆的回路断开，采样的电压为15V，经过稳压后为12V，比较器U1A输出高电平，又因电流采样的比较器U1B也输出高电平，故三极管Q1恢复导通，光耦及晶闸管SCR也导通，焊机送丝电源恢复正常输出。所以本用新型实施例焊机送丝电源输出短路的保护电路可实现正常的短路保护，不会反复启动，且焊机送丝电源短路解除后即可自行恢复，焊机送丝电源输出电路运行的可靠性好。

Claims (9)

1.一种焊机送丝电源输出短路的保护电路，焊机送丝电源包括晶闸管，晶闸管由光耦驱动；晶闸管的输出端作为焊机送丝电源的正极接输出电缆的正极线，其特征在于，包括电流采样电路、电压采样电路和光耦驱动电路；输出电缆的正极线接偏置电压和电压采样电路的信号输入端；输出电缆的负极线接电流采样电路的信号输入端，并通过电流采样电阻接地；光耦驱动电路包括开关管，光耦的发光二极管与开关管串联在直流电源的正极与地之间，光耦驱动电路的控制端通过第一上拉电阻接直流电源正极，并接电流采样电路的输出端和电压采样电路的输出端。

2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，偏置电压由偏置电压电路提供，偏置电压电路包括串联的偏置电阻和第二二极管，偏置电压电路第二二极管的阳极端接直流电源正极，偏置电压电路第二二极管的阴极端接输出电缆的正极线。

3.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，电压采样电路包括第一比较器和第一分压电路，第一分压电路的第一端接直流电源正极，第二端接地，输出端接第一比较器的反相输入端；第一比较器的同相输入端接输出电缆的正极线，第一比较器的输出端作为电压采样电路的输出端。

4.根据权利要求3所述的保护电路，其特征在于，电压采样电路包括第五电阻、第一稳压管、第一电容、第一二极管和第二上拉电阻，第一比较器的同相输入端通过第五电阻接输出电缆的正极线；第一稳压管的阳极接地，阴极接第一比较器的同相输入端，第一电容与第一稳压管并接；第二上拉电阻的一端接直流电源正极，另一端接第一比较器的输出端；第一二极管的阴极接第一比较器的输出端，阳极作为电压采样电路的输出端。

5.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，电流采样电路包括第二比较器和第二分压电路，第二分压电路的第一端接直流电源正极，第二端接地，输出端接第二比较器的同相输入端；第二比较器的反相输入端接输出电缆的负极线，第二比较器的输出端作为电流采样电路的输出端。

6.根据权利要求5所述的保护电路，其特征在于，电流采样电路包括第十二电阻、第三电容、第十六电阻、第五二极管和第三上拉电阻，第二比较器的反相输入端通过第十二电阻接输出电缆的负极线，并通过第三电容接地；第十六电阻接在第二比较器的同相输入端与输出端之间；第三上拉电阻的一端接直流电源正极，另一端接第二比较器的输出端；第五二极管的阴极接第二比较器的输出端，阳极作为电流采样电路的输出端。

7.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述的晶闸管为两个，两个晶闸管的输出并接，两个晶闸管分别由两个所述的光耦驱动；光耦驱动电路包括第二稳压管，所述的开关管为NPN三极管，两个光耦的发光二极管串接后，第一端接直流电源正极，第二端接NPN三极管的集电极；NPN三极管的发射极接地，基极接第二稳压管的阳极，第二稳压管的阴极通过第一上拉电阻接直流电源正极，并接电流采样电路的输出端和电压采样电路的输出端。

8.根据权利要求7所述的保护电路，其特征在于，光耦驱动电路包括第三电阻、第六电阻、第九电阻、第十三电阻、第十五电阻和第二电容，两个光耦的发光二极管串接后，第一端通过第三电阻接直流电源正极；第六电阻与第一光耦的发光二极管并接、第九电阻与第二光耦的发光二极管并接；第十五电阻和第二电容分别接在NPN三极管的基极与地之间，第十三电阻的一端接第二稳压管的阴极，另一端通过第一上拉电阻接直流电源正极，并接电流采样电路的输出端和电压采样电路的输出端。

9.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的保护电路，其特征在于，所述的直流电源是运算放大器芯片的供电电源。

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