CN210024073U

CN210024073U - 一种数字化等离子切割机电源

Info

Publication number: CN210024073U
Application number: CN201920507810.4U
Authority: CN
Inventors: 杨顺福
Original assignee: Fuzhou Funis Mechanical And Electrical Equipment Co Ltd
Current assignee: Fuzhou Funis Mechanical And Electrical Equipment Co Ltd
Priority date: 2019-04-16
Filing date: 2019-04-16
Publication date: 2020-02-07
Anticipated expiration: 2029-04-16

Abstract

本实用新型公开了一种数字化等离子切割机电源，包括总控制电路、逆变电路、整流电路、引弧控制电路和高频引弧电路；引弧控制电路包括控制信号输入电路、第一开关控制电路和第二开关控制电路；其中，控制信号输入电路的输入端用于接收引弧控制信号，并响应于引弧控制信号输出相应的启动信号；第一开关控制电路的输入端用于响应于启动信号以控制第一可控开关通/断；第二开关控制电路的输入端用于响应于启动信号以控制第二可控开关通/断。本实用新型具有响应快、成功率高等特点。

Description

一种数字化等离子切割机电源

技术领域

本实用新型涉及切割机电源技术领域，特别地，涉及一种数字化等离子切割机电源。

背景技术

等离子切割电源是焊接设备中的重要组成部分，对弧焊设备产业的发展具有重要意义，与国家工业的发展密切相关。等离子切割电源是一种低压大电流输出、动态响应快、可靠性要求高的特种电源。而高频引弧装置作为空气等离子切割电源的关键技术之一，引弧性能的好坏直接影响着空气等离子切割电源的性能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型目的是提供一种一种数字化等离子切割机电源，具有响应快、成功率高等特点。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种数字化等离子切割机电源，包括总控制电路、逆变电路、整流电路、引弧控制电路和高频引弧电路；所述引弧控制电路包括控制信号输入电路、第一开关控制电路和第二开关控制电路；其中，所述控制信号输入电路的输入端电连接于总控制电路，用于接收引弧控制信号，并响应于引弧控制信号输出相应的启动信号；所述第一开关控制电路的输入端电连接于控制信号输入电路的输出端，输出端电连接于高频引弧电路的第一可控开关，用于响应于所述启动信号以控制所述第一可控开关通/断；所述第二开关控制电路的输入端电连接于控制信号输入电路的输出端，输出端电连接于高频引弧电路的第二可控开关，用于响应于所述启动信号以控制所述第二可控开关通/断；其中，当第一可控开关、第二可控开关均处于导通状态时，高频引弧电路开始引弧。

优选地，所述控制信号输入电路包括第一电阻、电压比较器和基准电路，所述基准电路用于输出一代表一预设值的参考信号；所述电压比较器的同相端通过第一电阻电连接于总控制电路的输出端以接收引弧控制信号，反相端电连接于基准电路以接收所述参考信号；其中，所述基准电路包括串联连接的第二电阻、第三电阻，所述第三电阻的另一端接地，所述第二电阻的另一端电连接于VCC电压。

优选地，所述控制信号输入电路还包括第四电阻、第一电容、第二电容；其中，所述第四电阻与第一电容构成阻容滤波电路，且并联于电压比较器的同相端；所述第二电容并联于第三电阻。

优选地，所述第一开关控制电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第三电容、第四电容、第五电容、第一NPN三极管、DC-DC转换模块、光耦合器、第一 NPN三极管、开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管；其中，所述第五电阻的一端电连接于电压比较器的输出端，另一端电连接于第一NPN三极管的基极；所述第一NPN 三极管的发射极接地，集电极电连接于光耦合器的2脚；所述第三电容的一端接地，另一端电连接于第一NPN三极管的基极；所述光耦合器的1脚通过第六电阻电连接于VCC电压，第六电阻的一端通过第一二极管电连接于DC-DC转换模块的正输入端，3脚电连接于DC- DC转换模块的正输出端，4脚通过第七电阻电连接于开关管的门极，5脚电连接于第一可控开关的其中一端；所述第四电容并联于DC-DC转换模块的正输出端、负输出端之间；所述第一可控开关的另一端电连接于开关管的源极，所述开关管的漏极接地；所述第二二极管与第五电容串联，且第二二极管的阳极电连接于第一可控开关的另一端，所述第五电容的另一端接地；所述第八电阻与第二二极管并联。

优选地，所述第二开关控制电路包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第六电容、第七电容、第八电容、第三二极管、第四二极管、第二NPN三极管和555 芯片；其中，所述第九电阻的一端电连接于电压比较器的输出端，另一端电连接于555芯片的4脚；所述第十电阻、第三二极管、第六电容依次串联，且第十电阻的另一端电连接于 VCC电压，第六电容的另一端接地；所述555芯片的1脚接地，2脚通过第四二极管、第十一电阻电连接于第十电阻与第三二极管的连接点，5脚通过第七电容接地，6脚电连接于第三二极管与第六电容的连接点，7脚电连接于第十电阻与第三二极管的连接点，3脚通过第十二电阻电连接于第二NPN三极管的基极；所述第二NPN三极管的发射极接地，集电极电连接于第二可控开关；所述第八电容的两端分别电连接于第二NPN三极管的基极和发射极。

本实用新型技术效果主要体现在以下方面：利用DSP实现了对引弧信号的数字化控制，引弧控制简单可靠，具有较强的抗干扰能力；利用开关管实现了对引弧电阻的切除，具有响应快，无拉弧现象等特点。

附图说明

图1为实施例中数字化等离子切割机电源的整体电路原理图；

图2为实施例中引弧控制电路的原理图；

图3为实施例中控制信号输入电路的电路图；

图4为实施例中第一开关电路的电路图；

图5为实施例中第二开关电路的电路图。

附图标记：100、逆变电路；200、整流电路；300、高频引弧电路；400、总控制电路；500、引弧控制电路；510、控制信号输入电路；520、第一开关电路；521、DC-DC转换模块；522、光耦合器；530、第二开关电路；531、555芯片；S1、第一可控开关；S2、第二可控开关。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详述，以使本实用新型技术方案更易于理解和掌握。

参照图1，本实施例提供了一种数字化等离子切割机电源，包括总控制电路400、逆变电路100、整流电路200、引弧控制电路500和高频引弧电路300。其中，总控制电路400 采用TI公司的DSP芯片，型号为TMS320LF2407。由于等离子切割机电源为现有的产品，本实施例不再赘述其具体的工作原理，仅针对本实施例的改进部分进行详细说明。

参照图2，引弧控制电路500包括控制信号输入电路510、第一开关控制电路和第二开关控制电路。其中，控制信号输入电路510的输入端电连接于总控制电路400，用于接收引弧控制信号V0，并响应于引弧控制信号V0输出相应的启动信号；第一开关控制电路的输入端电连接于控制信号输入电路510的输出端，输出端电连接于高频引弧电路300的第一可控开关S1，用于响应于启动信号以控制第一可控开关S1通/断；第二开关控制电路的输入端电连接于控制信号输入电路510的输出端，输出端电连接于高频引弧电路300的第二可控开关S2，用于响应于启动信号以控制第二可控开关S2通/断；其中，当第一可控开关S1、第二可控开关S2均处于导通状态时，高频引弧电路300开始引弧。本实施例中，第一可控开关S1主要用于控制高频引弧电路300中割炬的电源通/断，其需选用额定电流较大的半导体电力开关器件实现；第二可控开关S2主要用于控制高频引弧电路300中高频信号源的通/ 断，其可采用继电器实现。

下面，本实施例继续对引弧控制电路500的各个子电路进行详细介绍：

参照图3，控制信号输入电路510包括第一电阻R1、电压比较器A1和基准电路，基准电路用于输出一代表一预设值的参考信号；电压比较器A1的同相端通过第一电阻R1电连接于总控制电路400的输出端以接收引弧控制信号V0，反相端电连接于基准电路以接收参考信号；其中，基准电路包括串联连接的第二电阻R2、第三电阻R3，第三电阻R3的另一端接地，第二电阻R2的另一端电连接于VCC电压。当引弧控制信号V0为高电平时，电压比较器A1输出高电平的启动信号Vp。

控制信号输入电路510还包括第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2；其中，第四电阻R4与第一电容C1构成阻容滤波电路，且并联于电压比较器A1的同相端，用于减小引弧控制信号V0的信号波动，提高信号的稳定性；第二电容C2并联于第三电阻R3，用于提升参考信号的稳定性。

参照图4，第一开关控制电路包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一NPN三极管Q1、DC-DC转换模块521、光耦合器522、第一NPN三极管Q1、开关管M1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3。光耦合器522的型号为9113n546；开关管M1可采用MOSFET开关，型号为IRF840。

其中，第五电阻R5的一端电连接于电压比较器A1的输出端，另一端电连接于第一NPN三极管Q1的基极；第一NPN三极管Q1的发射极接地，集电极电连接于光耦合器522 的2脚；第三电容C3的一端接地，另一端电连接于第一NPN三极管Q1的基极；光耦合器 522的1脚通过第六电阻R6电连接于VCC电压，第六电阻R6的一端通过第一二极管D1 电连接于DC-DC转换模块521的正输入端，3脚电连接于DC-DC转换模块521的正输出端， 4脚通过第七电阻R7电连接于开关管M1的门极，5脚电连接于第一可控开关S1的其中一端；第四电容C4并联于DC-DC转换模块521的正输出端、负输出端之间；第一可控开关 S1的另一端电连接于开关管M1的源极，开关管M1的漏极接地；第二二极管D2与第五电容C5串联，且第二二极管D2的阳极电连接于第一可控开关S1的另一端，第五电容C5 的另一端接地；第八电阻R8与第二二极管D2并联。因此，高电平的启动信号Vp使得光耦合器522的输出回路导通，进而开关管M1导通，使得第一可控开关S1导通。

参照图5，第二开关控制电路包括第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第三二极管D3、第四二极管D4、第二NPN三极管Q2和555芯片531；其中，第九电阻R9的一端电连接于电压比较器A1 的输出端，另一端电连接于555芯片531的4脚；第十电阻R10、第三二极管D3、第六电容C6依次串联，且第十电阻R10的另一端电连接于VCC电压，第六电容C6的另一端接地； 555芯片531的1脚接地，2脚通过第四二极管D4、第十一电阻R11电连接于第十电阻R10 与第三二极管D3的连接点，5脚通过第七电容C7接地，6脚电连接于第三二极管D3与第六电容C6的连接点，7脚电连接于第十电阻R10与第三二极管D3的连接点，3脚通过第十二电阻R12电连接于第二NPN三极管Q2的基极；第二NPN三极管Q2的发射极接地，集电极电连接于第二可控开关S2；第八电容C8的两端分别电连接于第二NPN三极管Q2的基极和发射极。高电平的启动信号Vp使得555芯片531被激活。同时，上电后，Vcc给第六电容C6充电，当第六电容C6的电压升到大于5V小于10V时，555芯片531的输出端 (3脚)输出高电平；当第六电容C6的电压升到大于10V时，555芯片531的输出端(3脚) 输出低电平，如此反复形成方波脉冲，使得第二NPN三极管Q2周期性导通，从而使得第二可控开关S2周期性导通。一旦引弧完成以后，总控制电路400输出引弧控制信号V0为低电平，使得电压比较器A1的输出为低电平，555芯片531的4脚为低电平，3脚为低电平，第二NPN三极管Q2关断，第二可控开关S2断开，使高频引弧器关断。

当然，以上只是本实用新型的典型实例，除此之外，本实用新型还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。

Claims

1.一种数字化等离子切割机电源，包括总控制电路(400)、逆变电路(100)、整流电路(200)、引弧控制电路(500)和高频引弧电路(300)；其特征是，所述引弧控制电路(500)包括控制信号输入电路(510)、第一开关控制电路和第二开关控制电路；其中，所述控制信号输入电路(510)的输入端电连接于总控制电路(400)，用于接收引弧控制信号，并响应于引弧控制信号输出相应的启动信号；所述第一开关控制电路的输入端电连接于控制信号输入电路(510)的输出端，输出端电连接于高频引弧电路(300)的第一可控开关(S1)，用于响应于所述启动信号以控制所述第一可控开关(S1)通/断；所述第二开关控制电路的输入端电连接于控制信号输入电路(510)的输出端，输出端电连接于高频引弧电路(300)的第二可控开关(S2)，用于响应于所述启动信号以控制所述第二可控开关(S2)通/断；其中，当第一可控开关(S1)、第二可控开关(S2)均处于导通状态时，高频引弧电路(300)开始引弧。

2.如权利要求1所述的一种数字化等离子切割机电源，其特征是，所述控制信号输入电路(510)包括第一电阻、电压比较器和基准电路，所述基准电路用于输出一代表一预设值的参考信号；所述电压比较器的同相端通过第一电阻电连接于总控制电路(400)的输出端以接收引弧控制信号，反相端电连接于基准电路以接收所述参考信号；其中，所述基准电路包括串联连接的第二电阻、第三电阻，所述第三电阻的另一端接地，所述第二电阻的另一端电连接于VCC电压。

3.如权利要求2所述的一种数字化等离子切割机电源，其特征是，所述控制信号输入电路(510)还包括第四电阻、第一电容、第二电容；其中，所述第四电阻与第一电容构成阻容滤波电路，且并联于电压比较器的同相端；所述第二电容并联于第三电阻。

4.如权利要求3所述的一种数字化等离子切割机电源，其特征是，所述第一开关控制电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第三电容、第四电容、第五电容、第一NPN三极管、DC-DC转换模块(521)、光耦合器(522)、第一NPN三极管、开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管；其中，所述第五电阻的一端电连接于电压比较器的输出端，另一端电连接于第一NPN三极管的基极；所述第一NPN三极管的发射极接地，集电极电连接于光耦合器(522)的2脚；所述第三电容的一端接地，另一端电连接于第一NPN三极管的基极；所述光耦合器(522)的1脚通过第六电阻电连接于VCC电压，第六电阻的一端通过第一二极管电连接于DC-DC转换模块(521)的正输入端，3脚电连接于DC-DC转换模块(521)的正输出端，4脚通过第七电阻电连接于开关管的门极，5脚电连接于第一可控开关(S1)的其中一端；所述第四电容并联于DC-DC转换模块(521)的正输出端、负输出端之间；所述第一可控开关(S1)的另一端电连接于开关管的源极，所述开关管的漏极接地；所述第二二极管与第五电容串联，且第二二极管的阳极电连接于第一可控开关(S1)的另一端，所述第五电容的另一端接地；所述第八电阻与第二二极管并联。

5.如权利要求4所述的一种数字化等离子切割机电源，其特征是，所述第二开关控制电路包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第六电容、第七电容、第八电容、第三二极管、第四二极管、第二NPN三极管和555芯片(531)；其中，所述第九电阻的一端电连接于电压比较器的输出端，另一端电连接于555芯片(531)的4脚；所述第十电阻、第三二极管、第六电容依次串联，且第十电阻的另一端电连接于VCC电压，第六电容的另一端接地；所述555芯片(531)的1脚接地，2脚通过第四二极管、第十一电阻电连接于第十电阻与第三二极管的连接点，5脚通过第七电容接地，6脚电连接于第三二极管与第六电容的连接点，7脚电连接于第十电阻与第三二极管的连接点，3脚通过第十二电阻电连接于第二NPN三极管的基极；所述第二NPN三极管的发射极接地，集电极电连接于第二可控开关(S2)；所述第八电容的两端分别电连接于第二NPN三极管的基极和发射极。