CN219379284U - 一种多电源电压多板的半桥逆变手弧焊机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多电源电压多板的半桥逆变手弧焊机，把大电解电容及其放电电阻设计在一块电路板上；考虑到大功率电子开关IGBT管损坏而烧坏电路板的因素，把IGBT管及其高压侧驱动部分等设计在一块电路板上，采用输入电源电压检测和转换控制电路，提高了倍压转换及其控制电路的可靠性；采用上电缓冲控制电路，防止烧坏电源开关，提高焊机的可靠性；采用了稳定、可靠的IGBT驱动电路，保障了驱动工作的可靠性；采用开关电源电路，有效管理了电源电路，保障了+12V和+24V电源的稳定输出，同时降低了成本，扩大了焊机适应电源电压变化的范围；采用过热、过流保护，以及软启动控制电路，提高了焊机工作的可靠性。

Description

一种多电源电压多板的半桥逆变手弧焊机

技术领域

本实用新型涉及一种多电源电压多板的半桥逆变手弧焊机，其供电电源为单相200V~240V或380V~400V，50/60Hz，可用于国内外多种电网条件下进行焊接作业，输入电源电压可自动识别和转换控制，属于逆变焊机技术领域。

背景技术

逆变式手工电弧焊机产品的市场销售量是占据首位的，其市场竞争十分激烈。没有良好的工作稳定性和可靠性，就难以立足市场。而焊机的工作稳定性和可靠性，不仅取决于焊机的控制电路，还在很大程度上取决于焊机的电路板和整机的结构设计等方面。

国内外市场上，小型IGBT管逆变式手弧焊机的额定电流通常在80~200A（负载持续率60~15%）的水平，供电电源为单相200V~220V或230V~240V，或者单相200V~240V和380V~400V都能同时使用。此类焊机的产量和销售数量是非常庞大的，因此，产品的市场竞争也是非常激烈的。为了提高产品的竞争力，很多焊机的制造企业都把重点放在提高生产效率、降低成本等方面，其中，把焊机的控制电路板设计为一块，俗称单板结构的焊机，是很流行的做法，有利于减少加工工序，提高生产效率，从而达到降低成本和增强产品市场竞争力的目的。但是，单板结构的焊机，也存在明显的缺点，就是一旦电路板上器件烧坏，如大的电解电容、逆变主电路中的IGBT、整流输出部分的快恢复二极管、开关电源电路等烧坏，往往造成整个电路板无法修复，只能报废处理。这就给产品的售后服务带来了很大的麻烦，也大大增加了后期的维护成本。如果再加上设计的某些控制电路不可靠、容易烧坏等因素，这样，情况会更加的严重。此外，某些焊机电路方面的故障率高、问题点多，主要涉及到以下方面的问题：1）单相200V~240V和380V~400V电源自动识别和倍压转换控制电路工作不可靠，这就容易导致控制电路工作不可靠。例如，如果发生高输入电源电压下进行倍压转换，必然会出现IGBT炸管等机器故障；2）采用的上电缓冲控制电路工作不可靠，导致烧坏电路的继电器、热敏电阻和电源开关；3）采用IGBT全桥逆变电路，这种电路在焊机小电流输出范围内，其工作可靠性不如半桥逆变电路，易出现IGBT炸管的问题；4）IGBT驱动电路和开关电源电路设计不合理，导致焊机易出现故障；5）电路板和整机的结构设计不合格或不理想，一些零部件之间的爬电距离设计和留有的余地不够，导致无法满足焊机的耐压和绝缘性能，导致焊机可靠性大为降低。如何解决好上述问题，一直是电焊机设计开发人员面临的课题。

实用新型内容

本实用新型把大电解电容及其放电电阻设计在一块电路板上，也就是滤波电容板LBDR PCB；考虑到大功率电子开关IGBT管损坏而烧坏电路板的因素，本实用新型把IGBT管及其高压侧驱动部分等设计在一块电路板上，也就是本说明书提及的逆变电路板NBPCB；考虑到大功率输出整流部分，快恢复二极管损坏而烧坏电路板的因素，本实用新型把快恢复二极管等部分设计在一块电路板上，也就是本说明书提及的输出整流电路板ZLPCB；其它的电路部分，则主要设计和布局在主控制板CONTROL PCB上；多电路板的设计，可降低产品后期的维护成本；本实用新型焊机采用输入电源电压检测和转换控制电路，实现对输入电压的自动识别和倍压转换电路的控制，提高了倍压转换及其控制电路的可靠性；采用上电缓冲控制电路，防止烧坏电源开关，提高焊机的可靠性；采用了稳定、可靠的IGBT驱动电路，保障了驱动工作的可靠性；采用开关电源电路，有效管理了电源电路，保障了+12V和+24V电源的稳定输出，同时降低了成本，扩大了焊机适应电源电压变化的范围；采用过热、过流保护，以及软启动控制电路，提高了焊机工作的可靠性。

为实现上述目的采用以下技术方案：

一种多电源电压多板的半桥逆变手弧焊机，其特征在于：包括机箱，机箱包括折弯成“L”型的机箱底板和前面板；焊机机箱底板的后面板上包括电源开关、冷却风扇以及冷却风扇的固定支架；冷却风扇通过固定支架安装焊机的内部；前面板上安装有正极性输出快速接头组件、负极性输出快速接头组件、电流调节电位器及其旋钮、数码管的电流显示数显表、保护指示灯；机箱的前面板的底部通过紧固螺丝安装在“L”型的机箱底板上； 所述的机箱内设置若干电路板和中隔板，若干所述的电路板包括主控制板CONTROL PCB、滤波电容板LBDR PCB、逆变电路板NB PCB、输出整流电路板ZL PCB，中隔板把焊机的内部分为上、下两层；在上层设置有主控制板CONTROL PCB和滤波电容板LBDR PCB，主控制板CONTROL PCB和滤波电容板LBDR PCB通过支撑件和紧固螺丝安装在中隔板的上方，由于滤波电容板LBDRPCB上电解电容的尺寸比较大，在中隔板的靠近机箱后面板的部分，开设有孔槽，电解电容的一部分是在中隔板隔离出来的下层空间的；逆变电路板NB PCB和输出整流电路板ZL PCB设置在下层空间内；输出整流电路板ZL PCB的整流器散热面涂抹导热硅脂后，采用紧固螺丝安装在整流器的散热片，而整流器的散热片则通过螺丝固定在中隔板上；

输出整流电路板ZL PCB上还设有主变压器、三片快恢复整流二极管模块和六只快恢复整流二极管单管，快恢复整流二极管模块和快恢复整流二极管单管采用紧固件与快恢复整流二极管的散热器的表面进行紧贴安装，六只快恢复整流二极管单管的引脚焊接在输出整流电路板ZL PCB上；主变压器的次级中心抽头端则连接焊机的分流器，而该分流器的另一端则连接至负极性输出快速接头组件；焊机内部的中隔板通过紧固螺丝安装在前面板和“L”型的机箱底板的后面板上；

逆变电路板NB PCB上设有IGBT管和快恢复整流二极管，其中的一组两只IGBT管的散热面涂抹导热硅脂后，采用紧固件与IGBT散热器I紧贴连接，构成一个组件A；而另一组两只IGBT管的散热面涂抹导热硅脂后，采用紧固件与IGBT散热器II紧贴连接，构成另一个组件B；组件A和组件B的散热器上都设有螺丝孔，通过螺丝可把固定绝缘板II与组件A和组件B的散热器上固定连接，固定绝缘板III通过支撑柱和紧固螺丝固定在机箱底板上；四个IGBT管的管脚套上小磁环后焊接在逆变电路板NB PCB上；IGBT散热器II的下方底部设有螺丝孔，通过螺丝可把IGBT散热器II安装在固定绝缘板III上；快恢复整流二极管的散热器的下方底部设有螺丝孔，通过螺丝可把快恢复整流二极管的散热器安装在固定绝缘板III上；IGBT散热器I和快恢复整流二极管的散热器的上方顶部设有螺丝孔，通过螺丝可把固定绝缘板I固定在这两个散热器上；快恢复整流二极管的散热器与IGBT散热器I、IGBT散热器II之间是留有足够的爬电距离，它们之间的爬电距离是由固定绝缘板I和固定绝缘板II以及固定绝缘板III设定的固定孔和绝缘材料决定的；过热保护器的检测温度面紧贴快恢复整流二极管的散热器的表面进行安装； 输入电源连接到焊机主控制板CONTROL PCB上逆变主电路的输入端，主控制板CONTROL PCB通过连接线连接到焊机的冷却风扇Fan、焊机前面板上的电流调节电位器R、数码管的电流数显表和指示灯，通过连接线连接到整流电路板ZLPCB，通过连接线连接到逆变电路板NB PCB，通过连接线连接到滤波电容电路板LBDR PCB；整流电路板ZL PCB的逆变主变压器的初级绕组连接到两组IGBT开关管的中间连接点，则连接到逆变主变压器初级电流检测的互感器T1初级的一端，而该互感器初级的另一端则连接到逆变主电路中半桥电路部分换流电容的中间连接点。

若干所述的电路板上设置有控制电路，控制电路包括输入电压检测电路、倍压转换电路、逆变主电路、IGBT驱动电路、开关电源电路、显示控制电路、电流给定信号电路、电流反馈控制电路、IGBT和快恢复二极管的保护电路、电流给定与电流负反馈的PI比例积分运算控制电路、PWM脉冲宽度调制控制电路、热引弧电路、过热保护控制电路、过流保护控制电路和软启动控制电路；所述的逆变主电路包括上电缓冲电路、输入整流、倍压转换电路、半桥逆变电路、直流母线电流检测、逆变变压器降压、输出整流和输出电流反馈电路；控制电路主要是完成上电缓冲控制、输入电压检测电路和倍压转换电路控制、整流、输入滤波、IGBT半桥逆变、初级电流检测、主变压器降压和电流变换、输出整流、输出电流反馈；开关电源电路直流工作电源电压的产生；输出电流的给定信号调节和控制；焊机逆变电路输出参数的负反馈控制和PWM脉冲宽度调节；逆变主电路中的IGBT管的驱动控制；过热、过流保护，以及软启动控制。

所述的输入电压检测电路包括电容1C42、二极管1D17、压敏电阻1RV1、光电耦合器1Q22、电阻1R58和1R59；压敏电阻1RV1的一端连接供电输入电压的一端、1B1整流器的一个输入端和触头1K2B的一端，压敏电阻1RV1的另一端连接二极管1D17的阳极，二极管1D17的阴极连接串联的电阻1R58和电阻1R59，电阻1R59的另一端连接电容1C42的一端和光电耦合器1Q22中发光二极管的阳极，电容1C42的另一端和光电耦合器1Q22中发光二极管的阴极则连接供电输入电压的另一端，以及并联的热敏电阻1PTC1和触头1K1B的一端。

所述的倍压转换电路包括继电器1K2A、倍压转换控制电路以及大电解电容C8、C12、C13和C15；继电器1K2A的触头1K2B什么时候闭合，取决于继电器1K2A的控制电路；当继电器1K2A不动作时，焊机的供电电源是属于高电压的，当继电器1K2A动作时，焊机的供电电源是属于低电压的，触头1K2B变为倍压电路的一部分，去实现倍压转换，大电解电容C8、C12、C13和C15不仅起着滤波的作用，还是倍压转换电路的一个组成部分；控制继电器1K2A线包的电路则是倍压转换控制电路；倍压转换控制电路包括场效应管1Q21、二极管1D15和1D16、电解电容1C39和1C40、电容1C41和1C42，二极管1D12和1D17、压敏电阻1RV1、电阻1R53、1R54、1R55、1R56、1R57、1R58和1R59、可调电位器1RT4、光电耦合器1Q22、稳压管1ZD10、晶闸管或可控硅1Q23；其中电容1C42、电阻1R58和1R59、二极管1D17、压敏电阻1RV1、光电耦合器1Q22组成输入电压检测电路；+24V电源电压连接继电器1K2A线包的一端和二极管1D15的阴极，二极管1D15的阳极连接该继电器线包的另一端，并且与场效应管1Q21的D端连接；场效应管1Q21的S端接地；场效应管1Q21的D端还连接二极管1D12的阴极，二极管1D12的阳极连接可调电位器1RT4的一端和其中间滑动点，可调电位器1RT4的另一端连接Ig信号端；场效应管1Q21的G端连接二极管1D16的阳极、电阻1R53、可调电位器1R54、电解电容1C39和1C40的正极性端，电阻1R53的另一端连接+24V电源电压；二极管1D16的阴极连接+24V电源电压；电阻1R54的另一端接地；电解电容1C39和1C40的另一端接地；晶闸管或可控硅1Q23的阳极连接电解电容1C39和1C40的正极性端，晶闸管或可控硅1Q23的阴极接地，晶闸管或可控硅1Q23的控制极连接稳压管1ZD10的阳极，稳压管1ZD10的阴极连接电阻1R55，电阻1R55的另一端连接电阻1R56、电容1C41、光电耦合器1Q22中输出级三极管的发射极，电阻1R56、电容1C41另一端接地，光电耦合器1Q22中输出级三极管的集电极连接电阻1R57，电阻1R57的另一端接+24V。

把控制电路中的四个大电解电容C8、C12、C13和C15和其放电电阻独立出来，设计在滤波电容板LBDR PCB上。

把控制电路中组成半桥逆变电路的IGBT管及其阻容吸收电路、换流电容和逆变主变压器初级侧电流检测互感器，以及IGBT的高压侧驱动电路独立出来，设计在逆变电路板NB PCB上。把控制电路中快恢复二极管及其阻容吸收电路、分流器独立出来，设计在输出整流电路板ZL PCB上。

本实用新型焊机，没有采用单板的结构形式，而是采用多电路板的结构，把容易出现故障的电路部分独立出来，并利用稳定、可靠的电路来设计焊机，克服了单板结构焊机存在的明显不足问题，显著降低了焊机的后期维护费用。

1）把四个大电解电容和其放电电阻独立出来，设计在滤波电容板LBDR PCB上。一旦出现大电解电容损坏，可进行更换。而如果发生大电解电容损坏而烧坏滤波电容板LBDRPCB的情况，则更换该电路板即可解决问题；2）把组成半桥逆变电路的IGBT管及其阻容吸收电路、换流电容和逆变主变压器初级侧电流检测互感器，以及IGBT的高压侧驱动电路独立出来，设计在逆变电路板NB PCB上。一旦出现IGBT管损坏的情况，可进行更换。而如果发生IGBT管损坏而烧坏逆变电路板NB PCB的情况，则更换该电路板即可解决问题。此外，一般情况下，当IGBT管损坏时，通常也会伴随有其驱动电路部分元器件的损坏，因此，把IGBT的高压侧驱动电路，设计在逆变电路板NB PCB上，其目的也是防止驱动部分电路的损坏而造成整个电路板的损坏。IGBT管及其驱动电路的损坏，而导致整个电路板无法修复，这在单板结构的焊机上是非常常见的现象。因此，独立出来的逆变电路板NB PCB有助于降低后期维护成本；3）把快恢复二极管及其阻容吸收电路、分流器独立出来，设计在输出整流电路板ZLPCB上。一旦出现快恢复二极管损坏的情况，可进行更换。而如果发生快恢复二极管损坏而烧坏输出整流电路板ZL PCB的情况，则更换该电路板即可解决问题；4）焊机其它的控制电路部分，则独立出来设计为主控制板CONTROL PCB，此部分的电路，其可靠性通常是有保障的，即使出现故障，其危害不大，更换损坏的元器件即可，不会出现整个主控制板CONTROLPCB报废的情况；5）通过采用高可靠性的电路，提升了整机的工作可靠性。由此可见，即使是某些焊机出现异常，其做造成的危害是能够得到控制的。可较好避免单板结构焊机一旦出现某些严重故障，如大电解电容、逆变主电路中的IGBT、整流输出部分的快恢复二极管、开关电源电路等烧坏，而导致整个电路板无法修复，只能报废处理的问题。这就降低了故障产品的售后服务费用，避免带来较大的后期维护损失。

本实用新型焊机的控制电路，分为输入电压检测电路、逆变主电路、IGBT驱动电路、开关电源电路、显示控制电路、电流给定信号电路、电流反馈控制电路、电流给定与电流负反馈的PI比例积分运算控制电路、PWM脉冲宽度调制（输出）控制电路、热引弧电路、过热保护控制电路、过流保护控制电路、软启动控制电路几个部分，而对于逆变主电路部分，又细分为上电缓冲电路、输入整流、倍压转换电路、半桥逆变电路、直流母线电流检测、逆变变压器降压、输出整流、输出电流反馈电路，其次，还有IGBT和快恢复二极管的保护电路等。

本实用新型焊机整个控制电路主要是完成上电缓冲控制、输入电压检测电路和倍压转换电路控制、整流、输入滤波、IGBT半桥逆变、初级电流检测、主变压器降压和电流变换、输出整流、输出电流反馈；开关电源电路直流工作电源电压的产生；输出电流的给定信号调节和控制；焊机逆变电路输出参数（电流和电压）的负反馈控制和PWM脉冲宽度调节；逆变主电路中的IGBT管的驱动控制；过热、过流保护，以及软启动控制。在控制电路的作用下，实现自动识别200V~240V或380V~400V电源电压，并自动决定焊机的倍压转换控制状态。同时，根据焊机的给定电流参数，最终实现手弧焊输出特性控制的各项要求，以及焊接电流的参数显示、过热和过流保护及其LED指示等控制要求。本焊机的控制电路，经大量的实测和实际应用效果证明，电路的工作可靠性较高，控制性能达到了预期的结果。

本实用新型焊机的各零部件和电路板之间，按照本实用新型焊机的结构图、电路原理图关系连接、组合在一起，可满足本实用新型逆变手工焊机的控制要求。

本实用新型焊机的电路板上，设有大量的贴片式电子元器件，这样的设计，其目的也是减小电路板的尺寸，达到减小焊机尺寸和重量的目的。

对不同电流等级和负载持续率要求的本实用新型焊机，可通过调整电路板上少量的零部件数量和规格参数，可以形成不同输出额定电流和负载持续率的产品，使产品系列化。例如，改变大电解电容的容量；改变整流桥参数；改变IGBT器件的电流等级、数量及其散热器尺寸；改变快速恢复二极管的型号、数量；改变逆变主变压器的规格参数等，即可形成不同规格的系列产品。当然，这些变化，目的是使产品的制作成本与相应机器的规格参数和性能指标相匹配。这样，每种规格型号的焊机才能实现最优化的成本控制。这就提升了所开发产品的市场竞争力。

本实用新型焊机采用输入电源电压检测和转换控制电路，实现对输入电压的自动识别和倍压转换电路的控制，提高了倍压转换及其控制电路的可靠性；采用上电缓冲控制电路，防止烧坏电源开关，提高焊机的可靠性；采用了稳定、可靠的IGBT驱动电路，保障了驱动工作的可靠性；采用开关电源电路，有效管理了电源电路，保障了+12V和+24V电源的稳定输出，同时降低了成本，扩大了焊机适应电源电压变化的范围；采用过热、过流保护，以及软启动控制电路，提高了焊机工作的可靠性。多电路板的设计，可降低产品后期的维护成本。电路板上元器件贴片制造工艺技术的应用，很大程度上缩小了焊机的体积、重量，并提高了整机的生产效率和制造质量。

本实用新型焊机由于具有良好的控制性能、安全性和可靠性，因而焊机有更好的市场适应性。其良好的电路及其结构设计也是本实用新型的优势所在，也是满足高效和低成本生产、高可靠性、制造技术先进性的重要保障。本实用新型焊机的电路原理、电路板和整机结构设计有自己的独特之处。本实用新型专利申请保护的内容就在于保护这种焊机的电路和结构设计。

附图说明

附图1是利用本实用新型制成的一种示例焊机的结构设计示意图；

附图2是本实用新型焊机的电路原理框图；

附图3是本实用新型焊机的各电路板部分的电路原理图；

附图中名部件名称：1、手柄或提手；2、机箱外壳；3、主控制板CONTROL PCB；4、滤波电容板LBDR PCB；5、电解电容；6、整流桥或整流器；7、整流器的散热片；8、中隔板；9、过热保护器；10、快恢复整流二极管的散热器；11、固定绝缘板I；12、IGBT散热器I；13、IGBT管；14、逆变电路板NB PCB；15、固定绝缘板II；16、IGBT散热器II；17、固定绝缘板III；18、主变压器；19、输出整流电路板ZL PCB；20、电源开关；21、固线器；22、供电电源线；23、冷却风扇；24、冷却风扇的固定支架；25、底脚支撑件；26、输出连接片；27、前面板；28、负极性输出快速接头组件；29、正极性输出快速接头组件；30、旋钮；31、电流调节电位器；32、保护指示灯；33、电流显示数显表。

实施方式

附图1所示，是利用本实用新型制成的一种多电源电压多板的半桥逆变手弧焊机的结构示意图，其焊机的主要组成部分包括：

1）外壳部分，主要包括手柄或提手1（数字代表附图1中零部件的序号，下同，不再重复说明）、机箱外壳2、折弯成“L”型的机箱底板（含底部和后面板）、机箱的前面板27、中隔板8、机箱的底脚支撑件25、外壳和提手的紧固螺丝。

2）“L”型的机箱底板的后面板上安装的零部件主要有电源开关20、供电电源输入线22及其固定的拉不脱（也称为固线器）21、冷却风扇23，以及冷却风扇的固定支架24。冷却风扇23安装在其固定支架24上，它们一起安装焊机的内部，并且在机箱底板上，靠近后面板。电源输入线22一端连接到供电电网，另一端连接到电源开关20，而电源开关20的后级则采用两根导线连接到焊机内部的主控制电路板3上的供电电源输入接线端子。电源开关20控制焊机电源的通或断。机箱底板的后面板上开了通风孔，便于冷风在机内冷却风扇23的作用下进入焊机内部，并对焊机内部的一些发热器件或零部件有良好的冷却效果。

3）机箱的前面板27上安装的零部件主要有正极性输出快速接头组件29、负极性输出快速接头组件28、电流调节电位器31及其旋钮30、数码管的电流显示数显表33、保护指示灯32；机箱的前面板27的底部通过紧固螺丝安装在“L”型的机箱底板上。

4）焊机的内部，安装的零部件主要有主控制板CONTROL PCB 3、滤波电容板LBDRPCB 4及其电解电容5、整流桥或整流器6、整流器的散热片7、中隔板8、过热保护器9、快恢复整流二极管的散热器10、固定绝缘板I 11、IGBT散热器I 12、IGBT管13、逆变电路板NB PCB14、固定绝缘板II 15、IGBT散热器II 16、固定绝缘板III 17、主变压器18、输出整流电路板ZL PCB 19、输出连接片26；固定绝缘板III 17通过支撑柱和紧固螺丝固定在机箱底板上；对于IGBT管13，其中的一组两只IGBT管的散热面涂抹导热硅脂后，采用紧固件与IGBT散热器I 12紧贴连接，构成一个组件A；而另一组两只IGBT管的散热面涂抹导热硅脂后，采用紧固件与IGBT散热器II 16紧贴连接，构成另一个组件B；组件A和组件B的散热器上都设有螺丝孔，通过螺丝可把固定绝缘板II 15与这两个组件进行固定连接；而组件A和组件B是留有足够的爬电距离，并采用固定绝缘板II 15进行绝缘的；四个IGBT管的管脚套上小磁环后焊接在逆变电路板NB PCB 14上；IGBT散热器II 16的下方底部设有螺丝孔，通过螺丝可把IGBT散热器II 16安装在固定绝缘板III 17上；快恢复整流二极管的散热器10的下方底部设有螺丝孔，通过螺丝可把快恢复整流二极管的散热器10安装在固定绝缘板III 17上；IGBT散热器I 12和快恢复整流二极管的散热器10的上方顶部设有螺丝孔，通过螺丝可把固定绝缘板I 11固定在这两个散热器上；快恢复整流二极管的散热器10与IGBT散热器I 12、IGBT散热器II 16之间是留有足够的爬电距离，它们之间的爬电距离是由固定绝缘板I 11和固定绝缘板II 15以及固定绝缘板III 17上设定的固定孔和绝缘材料决定的；过热保护器9的检测温度面紧贴快恢复整流二极管的散热器10的表面进行安装；而焊机输出整流的器件，三片快恢复整流二极管模块，共有六只快恢复整流二极管单管，它们采用紧固件与快恢复整流二极管的散热器10的表面进行紧贴安装，六只快恢复整流二极管单管的引脚焊接在输出整流电路板ZL PCB 19上；主变压器18也是连接在输出整流电路板ZL PCB 19上的；上述安装好后，固定绝缘板I 11、固定绝缘板II 15以及固定绝缘板III 17上连接的零部件，它们共同构成一个大的组件C，该组件C与机壳底板之间的爬电距离是由固定绝缘板III17与机壳底板之间的支撑件和绝缘材料决定的；组件C，位于焊机的冷却风道上，在焊机工作的时候，可由冷却风扇23进行有效地冷却，对IGBT管、快恢复二极管和逆变主变压器等可进行有效地冷却，保障它们可靠地工作，并使焊机有较高的负载持续率和可靠性；快恢复整流二极管的散热器10的表面，由于与其接触的是六只快恢复整流二极管的阴极，因此，也是本实用新型焊机的正极性输出端OUT（+），该端采用输出连接片26与正极性输出快速接头组件29进行连接；主变压器18的次级中心抽头端则连接焊机的分流器，而该分流器的另一端则连接至负极性输出快速接头组件28；焊机内部的中隔板8通过紧固螺丝安装在前面板27和“L”型的机箱底板的后面板上，通过中隔板8把焊机的内部分为上、下两层；在上层部分，主控制板CONTROL PCB 3、滤波电容板LBDR PCB 4、电解电容5构成的组件通过支撑件和紧固螺丝安装在中隔板8的上方，当然，由于电解电容5的尺寸比较大，在中隔板8的靠近焊机后面板的部分，开设有孔槽，电解电容5的一部分是在中隔板8隔离出来的下层空间的；整流桥或整流器6的散热面涂抹导热硅脂后，采用紧固螺丝安装在整流器的散热片7，而整流器的散热片7则通过螺丝固定在中隔板8上，通过散热片7和中隔板8可对整流桥或整流器6进行散热，保障它的工作可靠性。

附图2是本实用新型焊机的电路原理框图；附图3是本实用新型焊机的各电路板部分的电路原理图。

见附图2，本实用新型焊机的电路原理框图。附图2中，L1、L2或N端为焊机的供电电源输入端，连接到供电电网。输入电源的另一端连接到焊机主控制板CONTROL PCB上逆变主电路的输入端，即AC1、AC2端。PE端为供电电源的接地保护端子，连接到焊机的机壳。主控制板CONTROL PCB上，1CN4插头通过连接线连接到焊机的冷却风扇Fan，1CN1插头通过连接线连接到焊机前面板上的电流调节电位器R，1CN2插头通过连接线连接到焊机前面板上数码管的电流数显表Current Meter，1CN3插头通过连接线连接焊机前面板部分的（黄色）过热或过流保护指示灯LED1，1CN5插头通过连接线连接到焊机内部的过热保护器BHQ，1CN6插头通过连接线连接到整流电路板ZL PCB的2CN1插座，1CN7插头通过连接线连接到逆变电路板NB PCB的CN3插座，1J1、1J2和1J3通过连接线分别连接到滤波电容电路板LBDR PCB的J1、J2和J3。整流电路板ZL PCB的逆变主变压器的初级绕组，CN2一端连接到两组IGBT开关管的中间连接点（A端），另一端CN1 则连接到逆变主变压器初级电流检测的互感器T1初级的一端，而该互感器初级的另一端则连接到逆变主电路中半桥电路部分换流电容的中间连接点（B端）。

见附图3，本实用新型焊机的各电路板部分的电路原理图。在附图3中，上述提及到的各电路板，例如，主控制板CONTROL PCB、滤波电容板LBDR PCB、逆变电路板NB PCB、输出整流电路板ZL PCB，在图中用线条框和标识进行了区分。附图3中，K是焊机后面板上的电源开关；输入电源通过电源开关K后，连接至逆变电路板NB PCB的AC1和AC2端；焊机前面板上的正、负极性快速接头组件则分别连接到输出整流电路板ZL PCB的OUT（+）、OUT（-）输出端；焊机后面板上的24V直流冷却风扇Fan通过插头1CN4（在主控制板CONTROL PCB的右上角）及其控制线进行连接；1CN5（在主控制板CONTROL PCB的左下角）插座是连接过热保护器BHQ的插座；1CN3（在主控制板CONTROL PCB的左下角）插座是连接黄色保护LED指示灯LED1；1CN2（在主控制板CONTROL PCB的左边）插座是连接数码管电流数显表Current Meter的插座，电流数显表则安装到焊机的前面板上；1CN1（在主控制板CONTROL PCB的左边）插座是连接电流调节电位器R的插座，电流调节电位器则安装到焊机的前面板上。

本实用新型焊机的各零部件和电路板之间，按照本实用新型焊机的结构图、电路原理图连接、组合在一起，可满足本实用新型逆变手工焊机的控制要求。

本实用新型焊机的控制电路，分为输入电压检测电路、倍压转换电路、逆变主电路、IGBT驱动电路、开关电源电路、显示控制电路、电流给定信号电路、电流反馈控制电路、电流给定与电流负反馈的PI比例积分运算控制电路、PWM脉冲宽度调制（输出）控制电路、热引弧电路、过热保护控制电路、过流保护控制电路、软启动控制电路几个部分，而对于逆变主电路部分，又细分为上电缓冲电路、输入整流、倍压转换电路、半桥逆变电路、直流母线电流检测、逆变变压器降压、输出整流、输出电流反馈电路，其次，还有IGBT和快恢复二极管的保护电路等。

本实用新型焊机整个控制电路主要是完成上电缓冲控制、输入电压检测电路和倍压转换电路控制、整流、输入滤波、IGBT半桥逆变、初级电流检测、主变压器降压和电流变换、输出整流、输出电流反馈；开关电源电路直流工作电源电压的产生；输出电流的给定信号调节和控制；焊机逆变电路输出参数（电流和电压）的负反馈控制和PWM脉冲宽度调节；逆变主电路中的IGBT管的驱动控制；过热、过流保护，以及软启动控制。在控制电路的作用下，实现自动识别200V~240V或380V~400V电源电压，并自动决定焊机的倍压转换控制状态。同时，根据焊机的给定电流参数，最终实现手弧焊输出特性控制的各项要求，以及焊接电流的参数显示、过热和过流保护及其LED指示等控制要求。本焊机的控制电路，经大量的实测和实际应用效果证明，电路的工作可靠性较高，控制性能达到了预期的结果。

下面对本实用新型焊机各个电路部分的组成和工作原理进行说明：

见附图3，L1与L2/N输入端连接到200V~240V或380V~400V，50/60Hz的供电电源；PE连接到供电电源系统的地，其另一端连接到焊机外壳后面板的接地端子，实现对焊机的接地保护，保障焊机使用时对操作人员的安全。电源开关K接通电网电源后，焊机通电。

见附图3，从K电源开关来的交流电，连接到主控制板CONTROL PCB的AC1、AC2两端；AC1、AC2的后级连接着倍压转换控制电路部分的输入电压检测电路，该电路由电容1C42、二极管1D17、压敏电阻1RV1、光电耦合器1Q22、电阻1R58和1R59组成。输入电压检测电路的后级连接着1B1整流桥组成的整流电路和由1PTC1热敏电阻、继电器1K1A的触头1K1B组成的上电缓冲电路，以及滤波电容板LBDR PCB上的电解电容和倍压转换电路及其控制电路，再往后级电路看，就是IGBT逆变半桥电路、逆变主变压器初级电流检测电路、输出整流、滤波电路和输出电流检测反馈电路。关于这些电路的组成及其工作原理会在后续部分进行详细说明。

参见附图3和附图2，输入交流电还经过由1PTC1热敏电阻、继电器1K1A的触头1K1B组成的上电缓冲电路，之后，再经整流器1B1整流后变为脉动直流电，并对滤波电容板LBDR PCB上的大电解电容C8、C12、C13和C15进行充电，电压逐渐升高，最后变为较为稳定的高压直流母线电压。对于上电缓冲电路，由继电器1K1A的触头1K1B、1PTC1热敏电阻组成，而控制继电器1K1A线包的电路则是上电缓冲电路的控制电路；继电器1K1A的触头1K1B与1PTC1热敏电阻并联，并且，它们串联在焊机供电电源与整流桥1B1的输入端之间；继电器1K1A的动作时间是滞后于电源开关K合上时刻的，即继电器1K1A是延时动作的。当电解电容C8、C12、C13和C15上的充电电压稳定后，继电器1K1A才动作，其触头1K1B闭合1PTC1热敏电阻，使本实用新型焊机正常逆变工作时，大电流是从继电器1K1A的1K1B触头流过的。这样的电路，称为上电缓冲电路。主要是防止电源开关接通瞬间，由于电解电容C8、C12、C13和C15上没有电压，相当于短路，会形成较大的浪涌电流，烧坏电源开关K。而上电缓冲电路的作用，就是通过合闸瞬间串入1PTC1热敏电阻来限制浪涌电流的。因此，上电缓冲电路可起到较好的保护作用。

参见附图3，继电器1K1A的控制电路，即上电缓冲电路的控制电路，由附图3中的场效应管1Q20、二极管1D13和1D14、电解电容1C55、电阻1R51和1R52、+24V电源电压组成；上电缓冲电路是通过如下的控制方式实现的：附图3中，+24V电源电压连接继电器1K1A线包的一端和1D13二极管的阴极，1D13的阳极连接该继电器线包的另一端，并且与场效应管1Q20的D端连接；场效应管1Q20的S端接地；场效应管1Q20的G端连接1D14的阳极、1R51、1R52、1C55的正极性端，1R51的另一端连接+24V电源电压；1D14的阴极连接+24V电源电压；1R52的另一端接地；1C55的另一端接地。当+24V电源电压产生后，由于1R51与1C55电容构成积分电路，因此，1C55两端的电压会逐步增加，当1C55的充电电压高至可使场效应管1Q20导通时，场效应管1Q20导通，这样，1K1A线包两端的电压就是+24V，因此，继电器1K1A动作。24V电压的形成在时间上会滞后于焊机供电电源开关K合上的时刻，同时，还由于有1R51与1C55电容构成的积分电路存在，因此，继电器1K1A会延迟动作。由此可见，上电缓冲电路的控制电路，就是根据控制的要求，使逆变主电路中的上电缓冲电路的继电器1K1A延时动作，从而通过1PTC1实现缓冲或限流控制的目的。

从上电缓冲电路的控制电路工作原理说明，以及附图3可见，当场效应管1Q20导通时，连接在1CN4插座的冷却风扇Fan也会同时运转，可对焊机内部进行冷却。

附图3中，大电解电容有四个，分别是C8、C12、C13和C15；大电解电容的作用主要是：1）在输入电源电压为380V~400V电压情况下，用于输入整流后的滤波；2）在输入电源电压为200V~240V低电压情况下，既作为实现倍压转换电路的电容，同时又起到滤波电容的作用；由于交流电经1B1整流桥或整流器整流后变为脉动直流电，因此，需要用大电解电容进行滤波，最后变为较为稳定的直流母线电压VCC，再输出到后级电路。大电解电容的放电电阻为R16和R18。

输入电源电压检测和倍压转换控制电路，是根据输入电压检测电路的自动监测结果，在控制电路的作用下，根据控制的要求，决定是否使逆变主电路部分的、控制倍压电路的继电器动作，进而确定本实用新型焊机在200V~240V低电压或380V~400V高电源电压下的不同工作状态，即如果是属于200V~240V低电压的情况，则进行倍压转换控制，大电解电容除了参与滤波，还是倍压电路的一部分；如果是属于380V~400V高电源电压的情况，则不进行倍压转换，主电路中只是整流桥整流后用大电解电容直接进行滤波。

见附图3，继电器1K2A的触头1K2B什么时候闭合，取决于继电器1K2A的控制电路。当继电器1K2A不动作时，焊机的供电电源是属于高电压的，如380V~400V；当继电器1K2A动作时，焊机的供电电源是属于低电压的，如连接供电电压200V~240V，此时，触头1K2B变为倍压电路的一部分，去实现倍压转换。并且，C8、C12、C13和C15大电解电容不仅起着滤波的作用，还是倍压转换电路的一个重要组成部分。而控制继电器1K2A线包的电路则是倍压转换控制电路；继电器1K2A的控制电路由附图3中的场效应管1Q21、二极管1D15和1D16、电解电容1C39和1C40、电容1C41和1C42，二极管1D12和1D17、压敏电阻1RV1、电阻1R53、1R54、1R55、1R56、1R57、1R58和1R59、可调电位器1RT4、光电耦合器1Q22、稳压管1ZD10、晶闸管或可控硅1Q23、+24V电源电压组成；其中，电容1C42、电阻1R58和1R59、二极管1D17、压敏电阻1RV1、光电耦合器1Q22组成输入电压检测电路。压敏电阻1RV1的一端连接供电输入电压的一端，1RV1的另一端连接1D17的阳极，1D17的阴极连接串联的电阻1R58和1R59，1R59的另一端连接1C42的一端和光电耦合器1Q22中发光二极管的阳极，1C42的另一端和光电耦合器1Q22中发光二极管的阴极则连接供电输入电压的另一端；+24V电源电压连接继电器1K2A线包的一端和1D15二极管的阴极，1D15的阳极连接该继电器线包的另一端，并且与场效应管1Q21的D端连接；场效应管1Q21的S端接地；1Q21的D端还连接1D12的阴极，1D12的阳极连接可调电位器1RT4的一端和其中间滑动点，1RT4的另一端连接Ig信号端；场效应管1Q21的G端连接1D16的阳极、1R53、1R54、1C39和1C40的正极性端，1R53的另一端连接+24V电源电压；1D16的阴极连接+24V电源电压；1R54的另一端接地；1C39和1C40的另一端接地；1Q23的阳极连接1C39和1C40的正极性端，1Q23的阴极接地，1Q23的控制极连接1ZD10的阳极，1ZD10的阴极连接1R55，1R55的另一端连接1R56、1C41、光电耦合器1Q22中输出级三极管的发射极，1R56、1C41另一端接地，光电耦合器1Q22中输出级三极管的集电极连接1R57，1R57的另一端接+24V。倍压转换的控制电路是通过如下方式实现的：当焊机的供电电源属于380V~400V高级别时，通过连接在供电电压两端的输入电压检测电路，可使光电耦合器1Q22中的输出级三极管处于导通状态，1ZD10稳压管击穿，晶闸管或可控硅1Q23处于导通状态，场效应管1Q21处于截止或不导通状态，这样，继电器1K2A不动作，从而不进行倍压转换控制。反之，当焊机的供电电源属于200V~240V低级别时，通过输入电压检测电路，无法使光电耦合器1Q22中的输出级三极管处于导通状态，1ZD10稳压管不会被击穿，晶闸管或可控硅1Q23处于截止状态，由于1R53与1C39和1C40电容构成积分电路，因此，24V电源电压可使1C39和1C40两端的电压会逐步增加，当1C39和1C40的充电电压高至可使场效应管1Q21导通时，场效应管1Q21导通，这样，1K2A线包两端的电压就是+24V，因此，继电器1K2A动作。24V电压的形成在时间上会滞后于焊机供电电源开关K合上的时刻，同时，还由于有1R53与1C39和1C40电容构成的积分电路存在，因此，继电器1K2A会延迟动作。由此可见，倍压转换控制电路，就是根据控制的要求，使逆变主电路中的继电器1K2A延时动作，从而实现倍压转换控制的目的。此外，当1Q21导通时，1D12二极管也会导通，这样，通过1RT4连接的Ig信号端，可去影响或改变焊机的输出电流给定信号，最终改变焊机的电流范围。也就是说，在高、低两个不同等级的输入电源电压情况下，焊机的电流调节范围是会受1RT4的调节不同而改变的。

见附图3，逆变主电路由继电器1K1A的触头1K1B和1PTC1热敏电阻组成的上电缓冲电路、输入整流电路的整流桥或整流器1B1、继电器1K2A的触头1K2B组成的倍压转换电路，C8、C12、C13和C15大电解电容，换流电容C1、C2、C3和C4，并联的Q1和Q2（图3中只是画出了一个IGBT管的符号）IGBT管、并联的Q3和Q4（图3中只是画出了一个IGBT管的符号）IGBT管组成的半桥逆变电路，2T1逆变主变压器、T1电流检测环或电流互感器、输出整流的快恢复二极管2D1、2D2和2D3、阻容吸收电路和分流器2FL1组成；阻容吸收电路分为IGBT管的和快速恢复二极管的；IGBT管的阻容吸收电路分别由R9电阻和C7电容、R10电阻和C10电容组成，它们串联后其两端分别并联在Q1和Q2、Q3和Q4两端，吸收尖峰信号，防止烧坏IGBT管；快速恢复二极管的阻容吸收电路由并联在快速恢复二极管两端的2R1和2C1、2R2和2C2串联器件组成，吸收尖峰信号，防止烧坏快速恢复二极管；并联的Q1和Q2、并联的Q3和Q4 IGBT管，在PWM信号和IGBT驱动电路的作用下，半桥逆变电路中的Q1和Q2管组与Q3和Q4管组交替导通、关断，在2T1逆变主变压器的初级形成几十千赫兹的中频交流，实现从直流到交流的逆变控制；再利用2T1逆变主变压器降压和电流变换，快恢复二极管2D1、2D2和2D3组成的输出整流电路进行整流，最后由OUT（+）正极性和OUT（-）负极性输出端输出焊机的电流和电压。通过T1电流检测环或电流互感器，可获得逆变主变压器的初级电流检测反馈信号；1B1整流器两端输出的直流母线电压（+VCC）是经过整流、滤波或倍压滤波后获得的，直流母线电压供给半桥逆变电路。不同的输入电源电压下，直流母线电压是不同的。采用IGBT管的数量和电流等级，取决于焊机的输出电流大小。如附图3，采用了Q1和Q2管组与Q3和Q4管组，用了四个IGBT管，每个管组中的两个管并联作为电子开关使用，其目的是扩大IGBT管的电流，可使本实用新型焊机输出较大的焊接电流。如果焊机的输出电流较小，则每个管组中可以只使用一个IGBT管。

IGBT的驱动电路分为低压侧电路和高压侧电路，附图3中，低压侧电路和高压侧电路通过QDB驱动变压器进行电气隔离，QDB次级侧属于高压驱动电路，QDB初级侧属于低压侧驱动电路。

附图3中，驱动电路的低压侧电路由NPN型三极管1Q11和1Q12、PNP型三极管1Q10和1Q13，1Q14和1Q15驱动芯片（NCE603S），电阻1R37~1R41、R11，电容C11、1C27~1C29，二极管1D5和1D7，稳压管1ZD5和1ZD6，以及驱动变压器QDB的初级绕组组成；附图3中的U2 PWM芯片的11脚、14脚输出的方波脉冲宽度信号控制着IGBT的低压侧驱动电路。+12V和+24V电源电压来自开关电源电路。1Q11的集电极连接+12V，1Q11的基极连接1Q13的基极和U2 PWM芯片的14脚，1Q11的发射极连接1R37、1C28和1ZD6的阳极，1R37的另一端连接1Q13的发射极、1Q15驱动芯片的2脚，1Q13的集电极接地，1C28的另一端和1ZD6的阴极连接1R40、1Q15驱动芯片的4脚，1R40的另一端连接1D7的阴极，1D7的阳极连接+24V，1Q15驱动芯片的1脚接地；1Q15驱动芯片的3脚与1Q14驱动芯片的3脚连接，并且，还连接1R41、1C29，1C29的另一端接地，1R41的另一端连接+24V；1Q15驱动芯片的5~8脚，通过插座1CN7的4脚、CN3的4脚后，连接驱动变压器QDB的初级绕组的一端；类似地，1Q12的集电极连接+12V，1Q12的基极连接1Q10的基极和U2 PWM芯片的11脚，1Q12的发射极连接1R38、1C27和1ZD5的阳极，1R38的另一端连接1Q10的发射极、1Q14驱动芯片的2脚，1Q10的集电极接地，1C27的另一端和1ZD5的阴极连接1R39、1Q14驱动芯片的4脚，1R39的另一端连接1D5的阴极，1D5的阳极连接+24V，1Q14驱动芯片的1脚接地；1Q14驱动芯片的3脚与1Q15驱动芯片的3脚连接；1Q14驱动芯片的5~8脚，通过插座1CN7的3脚、CN3的3脚后，连接并联的R11和C11，R11和C11的另一端连接驱动变压器QDB的初级绕组的另一端。1Q11、1Q13和1R37电阻，以及1Q12、1Q10和1R38电阻分别组成“上N下P型”三极管推挽电路。

驱动电路的高压侧电路由QDB驱动变压器的两个次级绕组、D1和D2二极管、发光二极管LED1和LED2，电解电容C6和C9，电容C5和C8，电阻R1～R8组成。由于是半桥逆变主电路，因此，高压侧驱动电路分为二路驱动电路，每路电路的结构形式上是一样的，分别去驱动控制Q1和Q2 IGBT管组与Q3和Q4 IGBT管组，每组中的IGBT管是并联的。多管并联主要是扩大电子开关管的电流，进而可使焊机的输出电流较大；高压侧驱动电路的结构如下：驱动变压器QDB一个次级绕组的同名端（带有“●”的一端）连接LED1的阳极、C5和C6的正极，LED1的阴极、C5的另一端和C6的负极连接R2、D1的阳极，D1的阴极连接R4，R4的另一端连接Q1和Q2 IGBT管组的E端（分别对应IGBT的E1和E2端）和驱动变压器QDB该次级绕组的异名端，R2的另一端连接R1、R3，R1的另一端连接Q1 IGBT管的G1端，R3的另一端连接Q2 IGBT管的G2端；类似地，驱动变压器QDB另一个次级绕组的异名端（不带有“●”的一端）连接LED2的阳极、C8和C9的正极，LED2的阴极、C8的另一端和C9的负极连接R6、D2的阳极，D2的阴极连接R8，R8的另一端连接Q3和Q4 IGBT管组的E端（分别对应IGBT的E3和E4端）和驱动变压器QDB该次级绕组的同名端，R6的另一端连接R5、R7，R5的另一端连接Q3 IGBT管的G3端，R7的另一端连接Q4 IGBT管的G4端。

驱动电路的PWM脉冲宽度调制控制信号则来自本实用新型附图3中的U2 PWM芯片的11和14脚输出，PWM方波脉冲宽度信号控制着IGBT的低压侧电路，通过驱动变压器及其后级的高压侧驱动电路，最终控制两组IGBT开关管。由于U2芯片输出的信号驱动功率小，故需要经过驱动功率电路进行放大，再通过驱动变压器及其外围的驱动电路去控制两组IGBT的工作状态。U2芯片输出的方波脉冲信号的频率是通过U2芯片的外围器件（其6脚RT连接的电阻1R35、其5脚CT连接的电容1C26）参数设置而确定的。至于如何确定，需要查看U2（KA3525）的相关使用资料或说明，这里不再重复。这里需要说明的是：PWM脉冲宽度调制信号是决定焊机逆变主电路输出电压和电流大小的信号，而PWM脉冲宽度调制信号则受焊机的电流调节给定信号和电流负反馈信号决定。

附图3中的中间部分，有一部分的电路是本实用新型焊机的开关电源电路。开关电源电路用于产生+12V和+24V直流电源电压，供相关的控制电路工作使用。开关电源电路主要由开关电源变压器1T1、开关电源控制芯片1Q19（UC3845B）、场效应管1Q24，二极管1D21、1D22、1D18~1D20，稳压管1ZD7，集成稳压器1Q25（7812），光电耦合器1Q26，以及它们周围的电阻1R60、1R62～1R60、1R71～1R73、1R76，电解电容1C43、1C44、1C52、1C54，电容1C45～1C47、1C51、1C53、1C55～1C59、1C80组成。开关电源变压器1T1把开关电源电路分为高压侧电路和低压侧电路。1T1有四个绕组，分别是N1初级绕组，N2次级绕组和一个带抽头的N3和N4次级绕组。1T1右边的次级绕组侧的电路组成低压侧电路，1T1初级侧左边的电路部分为高压侧电路。

对于开关电源电路的低压侧电路，由开关电源变压器1T1的N3和N4次级绕组、1D18~1D20二极管，1ZD7稳压管，1Q25（7812）集成稳压器，光电耦合器1Q26的发光二极管侧，以及它们周围的电阻1R60、1R73，电解电容1C43、1C44、1C52，电容1C45～1C47、1C51组成；开关电源变压器1T1的N3和N4次级绕组的中间连接点接地（低压侧电路的地。注意：附图3中，此地与高压侧电路的地，其符号是不一样的），N3次级绕组的另一端连接1D18~1D20二极管的阳极，1D18~1D20的阴极对地之间并联电解电容1C43、1C44和电容1C46，1D18~1D20的阴极对地之间输出+24V。此24V作为1Q25（7812）稳压器的输入电源，1Q25（7812）的输出端为+12V，该+12V对地之间并联电解电容1C52和电容1C51。

对于开关电源电路的高压侧电路，由开关电源变压器1T1的N1和N2两个绕组、开关电源控制芯片1Q19（UC3845B）、场效应管1Q24，二极管1D21、1D22，光电耦合器1Q26的输出侧，以及它们周围的电阻1R62～1R69、1R71～1R72、1R76，电解电容1C54，电容1C53、1C55～1C59、1C80组成。附图3中，通过1R71连接至1B1整流输出和滤波后的直流母线电压+VCC。1Q19的5脚接地（注意：开关电源电路部分，高压侧的地与低压侧的地是不相同的，图3中也采用了不同的符号来区分各自的地端）；1Q19的1脚对2脚之间连接1C58和1R68，1Q19的2脚连接1C80、1R69和光电耦合器1Q26的输出侧三极管的发射极，1C80、1R69的另一端接地；1Q19的3脚连接1C59、1R65，1C59的另一端接地；1R65的另一端连接1R66、场效应管1Q24的S端，1R66的另一端接地；1Q19的4脚连接1C56、1R64，1C56的另一端接地，1R64的另一端连接1Q19的8脚、1C57，1C57的另一端接地；1Q19的6脚连接1R63，1R63的另一端连接场效应管1Q24的G端；1Q19的7脚连接1R72、1C55、1C54的正极、光电耦合器1Q26的输出侧三极管的集电极、1R76，1R76的另一端连接1D21的阴极，1D21的阳极连接开关电源变压器1T1的N2绕组的异名端（不带有“●”的一端），N2的同名端接地，1C55的另一端、1C54的负极接地，1R72的另一端连接1C53、1R62、1D22的阴极，1D22的阳极连接场效应管1Q24的D端、开关电源变压器1T1的初级绕组N1的异名端，1C53、1R62的另一端连接N1的同名端、1R71的一端，1R71的另一端连接到1B1整流输出和滤波后的直流母线电压+VCC。

本实用新型焊机的供电电源为单相200V~240V或380V~400V，50/60Hz，可用于国内外多种电网条件下进行焊接作业，输入电源电压可自动识别和转换控制，焊机具有很强的电压波动适应性，或者说较强的抗电网电压波动能力。可使用的输入电源电压波动范围均超过了电焊机标准规定的额定电源电压的±10℅。这一特点与焊机采用的开关电源电路可稳定工作在较宽的输入电压范围有着密切的关系。

关于开关电源这部分的工作原理，以上部分只是进行了简单的说明。如果需要了解本电路部分详细的工作情况，涉及到开关电源及其控制芯片UC3845B的很多知识。读者可查询相关的资料作进一步的了解。这里不再详细说明。

见附图3，显示控制电路由数码管数显表Current Meter、插座1CN2，以及电阻1R50和可变电阻1RT2、电容1C36、+5V电源组成；附图3中，数显表Current Meter连接到插座1CN2；插座1CN2的1脚连接+5V；1CN2的2和4脚接地；1CN2的3脚，也就是电流表的显示信号连接1R50、1C36、1RT2的一端，1R50、1C36的另一端接地；1RT2的另一端通过插座1CN1与电流给定电位器R的中间滑动点连接。当调节电流调节电位器R时，焊机的电流给定信号会改变，同时，焊接时也会使焊机的输出电流随之改变。与此同时，传输给数显表的电流显示信号也会随之变化，这就实现了电流参数的显示。显示电流与给定电流的差异可以通过可变电阻1RT2进行校正。

显示控制电路的作用是获得电流给定信号，根据电流给定信号的大小，在控制电路的作用下，为焊机的数码管数显表显示焊接电流提供数据，把相应的电流值通过数码管进行显示。由于在没有进行焊接时，调节和显示在电流表中的电流值就是焊接时的电流，故无需通过试焊来确定输出电流，这样就方便了用户的操作。

参见附图3的左边电路部分，电流给定信号电路由连接在1CN1插座的可变电位器或电流给定电位器R、+5V和+12V电源，电阻1R48、1R49、1R61，稳压管1ZD11，电解电容1C50，电容1C49和1C35，以及可变电位器1RT3组成。+12V来自开关电源电路，其一端连接1R61，1R61的另一端1ZD11的阴极、1C50的正极、1C49，1ZD11的阳极和1C50的负极和1C49的另一端接地，1ZD11为5V的稳压管，因此，可获得+5V电源。可变电位器或电流给定电位器R的一端连接+5V，另一端连接1R48，1R48的另一端接地，R可变电位器的中间滑动端连接1RT2可变电位器的中间滑动端及其一端、1C35电容、可变电位器1RT3的一端及其中间滑动端，1C35的另一端接地，可变电位器1RT3的另一端连接1R49，1R49的另一端，也就是本焊机的电流给定信号Ig端，连接1C6电容、1R6和1R7电阻，1R7的另一端连接运算放大器1Q16A的2脚反相输入端，1R6的另一端连接NPN型三极管1Q2的集电极，1Q2的发射极接地。可变电位器1RT3用于校正焊机的输出电流大小。通过调节R可变电位器，即可达到改变电流给定信号Ig大小的目的。关于1RT2可变电位器部分，在显示控制电路工作原理部分已经进行了说明，这里不再赘述。

参见附图3，电流反馈信号电路由分流器2FL1、电阻1R8和1R10、电容1C8和1C7组成；分流器2FL1串联在焊机的输出回路中，用于检测焊机的输出电流大小，获得电流反馈信号If。If信号为直流信号，If信号的一端接地，该信号的另一端连接1C8、1R8和1R10，1C8和1R10的另一端接地，1R8的另一端连接1C7、运算放大器1Q16A的2脚反相输入端，1C7的另一端接地。运算放大器1Q16A及其外围的元器件（如1C1、1C3电容，1R1电阻等）组成的电路是PI比例积分运算控制电路，这个电路部分的输出信号将决定着后级U2（KA3525）脉冲宽度调制控制电路的PWM信号输出，最终决定着焊机的输出电流和电压大小。

参见附图3，电流给定与电流负反馈的PI比例积分运算控制电路由运算放大器1Q16A，电容1C1、1C3～1C8，电阻1R1～1R10、1R12～1R13、1R45、1R46，NPN型三极管1Q1和1Q2，以及+12V电源组成。运算放大器1Q16A的3和4脚接地，1Q16A的8脚接+12V。1Q16A的2和1脚之间主要连接有1R2、1C1以及1R1和1C3的串联支路，这样的电路构成PI比例积分运算控制电路。1Q16A的2脚反相输入端，一路连接着1R9，通过1R9引入热引弧电流的控制信号，关于热引弧电流的控制过程，这里不再展开说明，见本说明书其它相关的部分说明；一路连接着1R4，通过1R4连接+12V；一路连接着1R7，通过1R7连接1R6、1R49、1C6，1C6的另一端接地，1R49的另一端连接来自电流给定信号电路的电流给定信号Ig信号，1R6的另一端连接1Q2的集电极，1Q2的发射极接地，1Q2的基极连接1R45、1Q1的集电极，1R45的另一端连接+12V，1Q1的发射极接地，1Q1的基极连接1C5和1R5，1C5的另一端接地，1R5的另一端连接1Q16A的1脚输出端；一路连接着1R8，通过1R8连接If电流负反馈信号，If电流负反馈信号端与地之间并联有1R10和1C8，1Q16A的2脚对地之间连接有1C7电容。焊机空载时，运算放大器1Q16A有较小的输出，可使1Q1、1Q3处于截止状态，1Q2处于导通状态，此时，1R6相当于接地；当焊机进入负载或电弧状态时，运算放大器1Q16A的输出可使1Q1、1Q3处于导通状态，此时，1Q2处于截止状态，此时，1R7的支路，只有电流给定信号Ig信号通过1R7施加至1Q16A的2脚反相输入端，因此，调节R就是改变焊机的输出电流大小，1R7输入的给定信号，与输入电阻1R8输入的电流反馈信号，对1Q16A的输出结果是起相反控制作用的，因此，电流反馈其实质就是负反馈；改变电流给定信号Ig、电流负反馈信号If的大小，最终就会改变U2的11脚和14脚输出的PWM方波脉冲信号的脉冲宽度，从而改变逆变焊机主电路的输出电流和电压。

参见附图3，PWM脉冲宽度调制（输出）控制电路由U2（KA3525）PWM脉冲宽度调制芯片，电阻1R14～1R16、1R19、1R33～1R35，电容1C13、1C16、1C25、1C26和+12V电源，以及NPN型三极管1Q4组成。U2的10脚接地，U2的15脚连接+12V、1C25、1R33，1R33的另一端连接U2的13脚，1C25为抗干扰电容，其另一端接地；U2的8脚为其输出的关断控制端；U2的11脚和14脚为其PWM脉冲宽度信号输出端；U2的1脚和12脚接地；U2的16脚连接其2脚、1C16和1R19，1C16的另一端接地；1R19的另一端连接U2的9脚、1Q4的集电极、1R15、1C13，1R15和1C13的另一端连接1Q4的基极、1R14和1R16，1R16的另一端和1Q4的发射极接地，1R14的另一端连接PI比例积分运算控制电路的输出以及过热、过流保护电路的输出控制信号端；U2的6脚（RT端）对地之间连接1R35；U2的5脚（CT端）对地之间连接1C26；U2的7脚对5脚之间连接1R34；U2脉冲宽度调制（PWM）芯片11和14脚输出的控制信号是两组方波脉冲信号。两组方波脉冲信号在时间上有一个固定的时间差，专业上也称为死区时间。是保障IGBT两组开关交替工作的重要参数之一。该时间是通过KA3525芯片的外围器件（RT端的电阻；CT端的电容）参数设置而确定的。至于如何确定，需要查看KA3525的相关使用资料或说明。这里不再重复。这里需要说明的是：PWM脉冲宽度调制信号是决定焊机逆变主电路输出电压和电流大小的信号。而PWM脉冲宽度调制信号则受焊机的电流调节给定信号Ug和电流负反馈信号If决定。

参见附图3，热引弧电路由NPN型三极管1Q1～1Q3、二极管1D3，电阻1R5、1R6、1R7、1R9、1R12、1R45、1R46，电容1C5、1C6、1C9～1C10、1C12、11C31和+12V电源组成。+12V连接1R46和1C31，1C31的另一端接地，1R46的另一端连接1Q3的集电极、1C10、1C31和1D3的阳极，1C10、1C31的另一端接地，1D3的阴极连接1R9、1C9，1C9的另一端接地，1R9的另一端运算放大器1Q16A的2脚反相输入端，1Q3的发射极接地，1Q3的基极连接1C12、1R12，1R12的另一端连接运算放大器1Q16A的1脚输出端；+12V连接1R45，1R45的另一端连接1Q2的基极、1Q1的集电极，1Q2的发射极接地，1Q2的集电极连接1R6，1R6的另一端连接Ig电流给定信号、1R7和1C6，1C6的另一端接地，1R7的另一端连接运算放大器1Q16A的2脚反相输入端，1Q1的基极连接1R5、1C5，1Q1的发射极和1C5的另一端接地，1R5的另一端连接运算放大器1Q16A的1脚输出端。热引弧电路通过对PI比例积分运算控制电路的输出产生影响去实现对焊机输出热引弧过程的控制。热引弧是指焊机进行手工电弧焊接时，当电焊条与工件出现短路，也就是焊机的输出由空载状态进入短路状态，此时，焊机可获得较大的比设定焊接电流大很多的输出电流，从而可使电焊条与工件之间很容易引燃电弧。具体控制过程是：焊机空载时，运算放大器1Q16A有较小的输出，可使1Q3、1Q1处于截止状态，而1Q2处于导通状态，此时，+12V电源通过1R46、1D3和1R9可对运算放大器1Q16A的2脚反相输入端施加一个较大的电流给定信号，相当于在焊机R电位器的焊接电流给定信号基础上增加了电流给定信号，因此，当电焊条与工件出现短路时，可使焊机输出较大的电流，也就是获得热引弧电流。由于热引弧电流很大，因此，可使电焊条与工件之间很容易引燃电弧。在正常的焊接电弧状态，运算放大器1Q16A的输出可使1Q3、1Q1处于导通状态，此时1D3和1Q2处于截止状态，这样就无法对运算放大器1Q16A的2脚反相输入端施加一个额外的电流给定信号，因此，正常的焊接电弧状态的焊机输出电流由R电位器的焊接电流给定信号决定。

参见附图3，过热保护电路主要由电阻1R31、1R32、1R26～1R29、1D11二极管、1ZD2稳压管，NPN型三极管1Q7和1Q8，电容1C48、1C37、1C38、1C22，（常开型的）过热保护器BHQ、插座及其插头1CN3和1CN5、（黄色）LED指示灯、+24V电源组成；（黄色）LED指示灯通过插头及其连接线连接至1CN3插座。（常开型的）过热保护器BHQ通过插头及其连接线连接至1CN5插座。过热保护器BHQ紧贴IGBT的铝散热器表面进行安装。（黄色）LED的阳极连接1CN3的1脚和+24V，（黄色）LED的阴极连接1CN3的2脚；1CN5的1脚和1C48的一端接地，1C48的另一端连接1CN5的3脚、1R31、1R32、1D11的阴极，1R32的另一端连接1C37、1C38和1CN3的2脚，1C38的另一端接地，1C37的另一端连接1CN3的1脚和+24V；1D11的阳极连接1ZD2的阳极、并联的1R28和1C22，1ZD2的阴极连接1R29，1R29的另一端连接+24V，并联的1R28和1C22的另一端连接1R27、1Q8的基极，1R27的另一端接地，1Q8的发射极接地，1Q8的集电极连接1R26、1Q7的基极，1Q7的发射极接地，1Q7的集电极连接U2（KA3525）PWM芯片的8脚；U2（KA3525）PWM芯片的8脚对地之间连接串联的1R20电阻和1C17电容。当铝散热器表面的温度较低，没有达到BHQ的动作温度时，BHQ不会闭合。1D11的阴极电位处于高电平，1D11截止。一方面，（黄色）LED指示灯不会被点亮，另一方面，1Q8三极管会导通，而1Q7三极管会截止或不导通，同时，U2（KA3525）PWM芯片的8脚电平处于高电平，因此，U2（KA3525）PWM芯片的11和14脚会输出PWM控制信号，这样，逆变主电路中的IGBT会正常工作，焊机也会有输出电流和电压。反之，当铝散热器表面的温度过高，达到BHQ的动作温度时，BHQ会闭合。1D11的阴极电位被拉低至地电平，1D11会导通。一方面，（黄色）LED指示灯会被点亮，指示焊机出现了过热现象，另一方面，1Q8三极管会截止或不导通，而1Q7三极管会导通，同时，会把U2（KA3525）PWM芯片的8脚电平拉低至低电平，因此，U2（KA3525）PWM芯片的11和14脚会停止输出PWM控制信号，这样，逆变主电路中的IGBT会关闭，焊机也会停止输出电流和电压，从而达到过热保护的目的。

参见附图3，过流保护电路主要由电阻R12、R13、1R17、1R18、1R20、1R24～1R32，二极管1D10、1D11、D3～D6，稳压管1ZD2和1ZD3，NPN型三极管1Q7和1Q8，电容1C14、1C15、1C17、1C22、1C23、1C37、1C38，插座及其插头1CN3、（黄色）LED指示灯、+24V电源、1Q9可控硅或晶闸管组成；（黄色）LED指示灯通过插头及其连接线连接至1CN3插座，（黄色）LED的阳极连接1CN3的1脚和+24V，（黄色）LED的阴极连接1CN3的2脚、1C37、1C38和1R32，1C38的另一端接地，1C37的另一端连接1CN3的1脚和+24V，1R32的另一端连接1Q9可控硅或晶闸管的阳极；1Q9的阴极接地，1Q9的阳极连接1R31、1R32、1D11的阴极、1CN5（过热保护器的插座）的3脚、1C48，1C48的另一端接地；1D11的阳极连接1ZD2的阳极、并联的1R28和1C22，1ZD2的阴极连接1R29，1R29的另一端连接+24V，并联的1R28和1C22的另一端连接1R27、1Q8的基极，1R27的另一端接地，1Q8的发射极接地，1Q8的集电极连接1R26、1Q7的基极，1Q7的发射极接地，1Q7的集电极连接U2（KA3525）PWM芯片的8脚；U2（KA3525）PWM芯片的8脚对地之间连接串联的1R20电阻和1C17电容；1Q9可控硅或晶闸管的控制极连接1R30、1C23、1ZD3的阳极，1R30、1C23的另一端接地，1ZD3的阴极连接1R17、1R18、1C15，1C15的另一端接地，1R18的另一端连接至由D3～D6组成的单相全波整流桥电路的输出正极性端，该整流桥电路的输出负极性端接地，全波整流桥电路的输出正、负极性端之间还并联有R12、R13，全波整流桥电路的输入端T1-A和T1-B端连接至逆变主电路中2T1主变压器初级串联回路的电流检测互感器T1的次级绕组；1R17的另一端连接1C14，1C14的另一端连接1R13和1R14；1R14的输入端就是PWM脉冲宽度调制（输出）控制电路的输入端。在没有出现过流现象的正常情况下，1ZD3不会被击穿、稳压，1Q9、1D11截止，1Q8导通，1Q7处于截止状态，连接在1CN3插座的（黄色）LED指示灯不会点亮，同时，不影响U2芯片的PWM信号输出，最终也不会影响焊机的输出；如果出现过流现象或逆变主变压器初级电流过大的情况，1ZD3会被击穿、稳压，1Q9、1D11导通，1Q8截止，1Q7处于导通状态（会把U2（KA3525）PWM芯片的8脚电平拉低至低电平，因此，U2（KA3525）PWM芯片的11和14脚没有PWM控制信号输出，见软启动控制部分的说明），连接在1CN3插座的（黄色）LED指示灯会点亮，U2芯片的PWM信号输出关闭，最终停止焊机的输出。此外，如果是短时间的过流信号，控制电路还可通过1C14和1C15的瞬时短路现象，去把1Q16A运算放大器输出到U2的信号拉低，迅速降低焊机的输出电流。通过上述两个方面的过流保护控制，最终达到过流保护的目的。

参见附图3，软启动控制电路由1C12电解电容、1D10二极管、1R24和1R25电阻、1ZD4稳压管、NPN型三极管1Q6、+12V电源组成；+12V连接1C12的正极性端，1C12的负极性端连接1D10的阴极、1R24和1R25，1D10的阳极和1R25的另一端接地，1R24的另一端连接1ZD4的阴极，1ZD4的阳极连接1Q6的基极，1Q6的发射极接地，1Q6的集电极连接U2（KA3525）PWM芯片的8脚。软启动控制过程如下：当+12V产生的瞬间，也就是焊机电路接通供电电源的极短时间内，此时1C12相当于短路，+12V的存在可使1ZD4稳压管击穿、稳压，三极管1Q6导通，同时，会把U2（KA3525）PWM芯片的8脚电平拉低至低电平，因此，U2（KA3525）PWM芯片的11和14脚没有PWM控制信号输出，这样，逆变主电路中的IGBT会处于关闭状态，焊机也没有输出电流和电压。随之时间的增加，1C12会处于断开状态，此时，1ZD4稳压管、三极管1Q6会变为截止状态，同时，U2（KA3525）PWM芯片的8脚电平不为低电平，因此，U2（KA3525）PWM芯片的11和14脚有PWM控制信号输出，这样，逆变主电路中的IGBT会处于通、断交替工作状态，焊机也会有输出。这就实现了焊机的软启动控制。

本实用新型焊机手工电弧焊输出特性的控制过程简述如下：

本实用新型的一种多电源电压的逆变式手工电弧焊机，其供电电源为单相200V~240V或380V~400V，50/60Hz，可用于国内外多种电网条件下进行焊接作业，输入电源电压可自动识别和转换控制。无论是接200V~240V低级别的电压，还是连接了380V~400V高级别的电压，当焊机后面板的电源开关合上后，焊机内部的上述各控制板带电工作。前面板上的数码管电流显示器指示焊机的预置电流参数。如果通过电位器调节电流参数，则显示的数值随之变化。

在控制电路的作用下，焊机附图3中的U2（KA3525）PWM脉冲宽度控制电路产生一个占空比较大的脉冲信号，使IGBT的驱动电路工作，使两组IGBT开关管处于交替导通状态，最终使半桥逆变主电路输出空载电压。当电焊条与工件接触进行引弧时，则按照前述的热引弧控制过程进行控制，使电弧在较大电流下引弧，之后，进入焊接阶段控制。焊接过程中，焊接电流的给定电位器信号为Ig，通过附图3中2FL1分流器获得If反馈信号，这两个信号输入到附图3中1Q16A部分的控制电路。电流负反馈信号If与焊接电流给定信号Ig在1Q16A部分的控制电路环节进行控制运算，其输出的结果控制U2芯片的脉冲宽度或占空比输出。再通过IGBT的驱动电路，其控制逆变主电路中IGBT的通断时间，最终决定焊机输出电流和电压的大小，实现输出电流参数的准确控制，并使焊机的输出特性为下降特性。进一步地说，当焊接电流给定信号Ig不变时，随着电流负反馈If电流信号增加，并且，达到给定电流信号的设定值后，焊接电流给定Ig信号与If电流负反馈控制信号的差值会随电流增加而减小，通过控制运算、调节后，使PWM芯片输出的脉冲宽度或占空比减小，焊机的输出电压降低。此后，随着电流微小的增加，电压会降低很多。当焊接电流给定信号变化时，电流截止负反馈设定值不同，但其它的控制过程是类似的。这样，在电位器设定的最小和最大之间，就可获得无数条下降特性曲线。这样的控制，也是满足手工电弧焊接的基本要求。

根据上述说明，可以预见，对不同电流等级和负载持续率要求的本实用新型焊机，可通过调整电路板上少量的零部件数量和规格参数，形成不同输出额定电流和负载持续率的产品，使产品系列化。例如，改变大电解电容的容量；改变整流桥参数；改变IGBT器件的电流等级、数量及其散热器尺寸；改变快速恢复二极管的型号、数量；改变逆变主变压器的规格参数等，即可容易形成不同规格的系列产品。当然，这些变化，目的是使产品的制作成本与相应机器的规格参数和性能指标相匹配。这样，每种规格型号的焊机才能实现最优化的成本控制。这就提升了所开发产品的市场竞争力。

此外，考虑到焊机的工作环境与其它电气设备相比是比较差的，例如，一些导电性粉尘（灰尘中会带有焊接和切割金属时产生的金属粉尘等）会被焊机的冷却风扇吸入到焊机的内部，这将会缩小电路板和一些高压器件或零部件之间的爬电距离，因此，本实用新型焊机，在设计焊机的结构和电路板的时候，也采取了相应的技术措施，并留有了足够的余量。这对提高焊机的可靠性也是有益的。

从上述说明可见：本实用新型焊机，没有采用单板的结构形式，而是采用多电路板的结构，把容易出现故障的电路部分独立出来，并利用稳定、可靠的电路来设计焊机，这就克服了单板结构焊机存在的明显不足问题，显著降低了焊机的后期维护费用。例如，1）把四个大电解电容和其放电电阻独立出来，设计在滤波电容板LBDR PCB上。一旦出现大电解电容损坏，可进行更换。而如果发生大电解电容损坏而烧坏滤波电容板LBDR PCB的情况，则更换该电路板即可解决问题；2）把组成半桥逆变电路的IGBT管及其阻容吸收电路、换流电容和逆变主变压器初级侧电流检测互感器，以及IGBT的高压侧驱动电路独立出来，设计在逆变电路板NB PCB上。一旦出现IGBT管损坏的情况，可进行更换。而如果发生IGBT管损坏而烧坏逆变电路板NB PCB的情况，则更换该电路板即可解决问题。此外，一般情况下，当IGBT管损坏时，通常也会伴随有其驱动电路部分元器件的损坏，因此，把IGBT的高压侧驱动电路，设计在逆变电路板NB PCB上，其目的也是防止驱动部分电路的损坏而造成整个电路板的损坏。IGBT管及其驱动电路的损坏，而导致整个电路板无法修复，这在单板结构的焊机上是非常常见的现象。因此，独立出来的逆变电路板NB PCB有助于降低后期维护成本；3）把快恢复二极管及其阻容吸收电路、分流器独立出来，设计在输出整流电路板ZL PCB上。一旦出现快恢复二极管损坏的情况，可进行更换。而如果发生快恢复二极管损坏而烧坏输出整流电路板ZL PCB的情况，则更换该电路板即可解决问题；4）焊机其它的控制电路部分，则独立出来设计为主控制板CONTROL PCB，此部分的电路，其可靠性通常是有保障的，即使出现故障，其危害不大，更换损坏的元器件即可，不会出现整个主控制板CONTROL PCB报废的情况；5）通过采用高可靠性的电路，提升了整机的工作可靠性。由此可见，即使是某些焊机出现异常，其做造成的危害是能够得到控制的。可较好避免单板结构焊机一旦出现某些严重故障，如大电解电容、逆变主电路中的IGBT、整流输出部分的快恢复二极管、开关电源电路等烧坏，而导致整个电路板无法修复，只能报废处理的问题。这就降低了故障产品的售后服务费用，避免带来较大的后期维护损失。

本实用新型焊机采用输入电源电压检测和转换控制电路，实现对输入电压的自动识别和倍压转换电路的控制，提高了倍压转换及其控制电路的可靠性；采用上电缓冲控制电路，防止烧坏电源开关，提高焊机的可靠性；采用了稳定、可靠的IGBT驱动电路，保障了驱动工作的可靠性；采用开关电源电路，有效管理了电源电路，保障了+12V和+24V电源的稳定输出，同时降低了成本，扩大了焊机适应电源电压变化的范围；采用过热、过流保护，以及软启动控制电路，提高了焊机工作的可靠性。多电路板的设计，可降低产品后期的维护成本。电路板上元器件贴片制造工艺技术的应用，很大程度上缩小了焊机的体积、重量，并提高了整机的生产效率和制造质量。本实用新型焊机由于具有良好的控制性能、安全性和可靠性，因而焊机有更好的市场适应性。其良好的电路及其结构设计也是本实用新型的优势所在，也是满足高效和低成本生产、高可靠性、制造技术先进性的重要保障。本实用新型焊机的电路原理、电路板和整机结构设计有自己的独特之处。本实用新型专利申请保护的内容就在于保护这种焊机的电路和结构设计。关于焊机其它部分电路的工作过程，由于以上部分已经进行了许多说明。这里就不再详细赘述了。

以上是本实用新型焊机各个电路部分以及手弧焊方法的简要控制过程说明。由于本实用新型已经给出了详细的电路原理图，因此，对于有电路阅读能力（或具备相关电路知识）的人来说，是完全可以读懂的。电路图就是一种无声的语言。但是，对于没有电路阅读能力（或不具备相关电路知识）的人来说，即使解释的再多，他们也是难以理解的。鉴于篇幅的关系，本文只能阐述主要的部分，以使读者能够更好地理解相关的工作原理和过程。

通过上述说明可见，本实用新型电路有自己独特的设计思路和方法。不仅可实现焊机手弧焊方法输出控制，而且，所设计的控制电路和焊机的整机结构，都是使本实用新型焊机产品具有良好控制性能和可靠性的技术优势根本原因所在，也是满足产品高效和低成本生产、高可靠性、制造工艺技术先进性的重要保障。本实用新型专利申请保护的内容就在于保护这种焊机的结构设计。

此外，本实用新型的电路板之间连接简单，电路板上器件很多是采用自动贴片机和插件机完成加工的，其制作工序和生产工艺大为简化，降低产品重量、生产和运输成本。

以上内容是结合具体的焊机结构和电路板及控制功能对本实用新型所作的详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只限于这些说明。对本实用新型所述技术领域的其他技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干其它的推演和变换，这些都应该视为属于本实用新型保护的范畴。

Claims (7)

1. 一种多电源电压多板的半桥逆变手弧焊机，其特征在于：包括机箱，机箱包括折弯成“L”型的机箱底板和前面板；焊机机箱底板的后面板上包括电源开关、冷却风扇以及冷却风扇的固定支架；冷却风扇通过固定支架安装焊机的内部；前面板上安装有正极性输出快速接头组件、负极性输出快速接头组件、电流调节电位器及其旋钮、数码管的电流显示数显表、保护指示灯；机箱的前面板的底部通过紧固螺丝安装在“L”型的机箱底板上； 所述的机箱内设置若干电路板和中隔板，若干所述的电路板包括主控制板CONTROL PCB、滤波电容板LBDR PCB、逆变电路板NB PCB、输出整流电路板ZL PCB，中隔板把焊机的内部分为上、下两层；在上层设置有主控制板CONTROL PCB和滤波电容板LBDR PCB，主控制板CONTROL PCB和滤波电容板LBDR PCB通过支撑件和紧固螺丝安装在中隔板的上方，由于滤波电容板LBDRPCB上电解电容的尺寸比较大，在中隔板的靠近机箱后面板的部分，开设有孔槽，电解电容的一部分是在中隔板隔离出来的下层空间的；逆变电路板NB PCB和输出整流电路板ZL PCB设置在下层空间内；输出整流电路板ZL PCB的整流器散热面涂抹导热硅脂后，采用紧固螺丝安装在整流器的散热片，而整流器的散热片则通过螺丝固定在中隔板上；

输出整流电路板ZL PCB上还设有主变压器、三片快恢复整流二极管模块和六只快恢复整流二极管单管，快恢复整流二极管模块和快恢复整流二极管单管采用紧固件与快恢复整流二极管的散热器的表面进行紧贴安装，六只快恢复整流二极管单管的引脚焊接在输出整流电路板ZL PCB上；主变压器的次级中心抽头端则连接焊机的分流器，而该分流器的另一端则连接至负极性输出快速接头组件；焊机内部的中隔板通过紧固螺丝安装在前面板和“L”型的机箱底板的后面板上；

逆变电路板NB PCB上设有IGBT管和快恢复整流二极管，其中的一组两只IGBT管的散热面涂抹导热硅脂后，采用紧固件与IGBT散热器I紧贴连接，构成一个组件A；而另一组两只IGBT管的散热面涂抹导热硅脂后，采用紧固件与IGBT散热器II紧贴连接，构成另一个组件B；组件A和组件B的散热器上都设有螺丝孔，通过螺丝可把固定绝缘板II与组件A和组件B的散热器上固定连接，固定绝缘板III通过支撑柱和紧固螺丝固定在机箱底板上；四个IGBT管的管脚套上小磁环后焊接在逆变电路板NB PCB上；IGBT散热器II的下方底部设有螺丝孔，通过螺丝可把IGBT散热器II安装在固定绝缘板III上；快恢复整流二极管的散热器的下方底部设有螺丝孔，通过螺丝可把快恢复整流二极管的散热器安装在固定绝缘板III上；IGBT散热器I和快恢复整流二极管的散热器的上方顶部设有螺丝孔，通过螺丝可把固定绝缘板I固定在这两个散热器上；快恢复整流二极管的散热器与IGBT散热器I、IGBT散热器II之间是留有足够的爬电距离，它们之间的爬电距离是由固定绝缘板I和固定绝缘板II以及固定绝缘板III设定的固定孔和绝缘材料决定的；过热保护器的检测温度面紧贴快恢复整流二极管的散热器的表面进行安装； 输入电源连接到焊机主控制板CONTROL PCB上逆变主电路的输入端，主控制板CONTROL PCB通过连接线连接到焊机的冷却风扇Fan、焊机前面板上的电流调节电位器R、数码管的电流数显表和指示灯，通过连接线连接到整流电路板ZL PCB，通过连接线连接到逆变电路板NB PCB，通过连接线连接到滤波电容电路板LBDR PCB；整流电路板ZL PCB的逆变主变压器的初级绕组连接到两组IGBT开关管的中间连接点，则连接到逆变主变压器初级电流检测的互感器T1初级的一端，而该互感器初级的另一端则连接到逆变主电路中半桥电路部分换流电容的中间连接点。

2.如权利要求1所述的一种多电源电压多板的半桥逆变手弧焊机，其特征在于：若干所述的电路板上设置有控制电路，控制电路包括输入电压检测电路、倍压转换电路、逆变主电路、IGBT驱动电路、开关电源电路、显示控制电路、电流给定信号电路、电流反馈控制电路、IGBT和快恢复二极管的保护电路、电流给定与电流负反馈的PI比例积分运算控制电路、PWM脉冲宽度调制控制电路、热引弧电路、过热保护控制电路、过流保护控制电路和软启动控制电路；所述的逆变主电路包括上电缓冲电路、输入整流、倍压转换电路、半桥逆变电路、直流母线电流检测、逆变变压器降压、输出整流和输出电流反馈电路；控制电路主要是完成上电缓冲控制、输入电压检测电路和倍压转换电路控制、整流、输入滤波、IGBT半桥逆变、初级电流检测、主变压器降压和电流变换、输出整流、输出电流反馈；开关电源电路直流工作电源电压的产生；输出电流的给定信号调节和控制；焊机逆变电路输出参数的负反馈控制和PWM脉冲宽度调节；逆变主电路中的IGBT管的驱动控制；过热、过流保护，以及软启动控制。

3.如权利要求2所述的一种多电源电压多板的半桥逆变手弧焊机，其特征在于：所述的输入电压检测电路包括电容1C42、二极管1D17、压敏电阻1RV1、光电耦合器1Q22、电阻1R58和1R59；压敏电阻1RV1的一端连接供电输入电压的一端、1B1整流器的一个输入端和触头1K2B的一端，压敏电阻1RV1的另一端连接二极管1D17的阳极，二极管1D17的阴极连接串联的电阻1R58和电阻1R59，电阻1R59的另一端连接电容1C42的一端和光电耦合器1Q22中发光二极管的阳极，电容1C42的另一端和光电耦合器1Q22中发光二极管的阴极则连接供电输入电压的另一端，以及并联的热敏电阻1PTC1和触头1K1B的一端。

4.如权利要求2所述的一种多电源电压多板的半桥逆变手弧焊机，其特征在于：所述的倍压转换电路包括继电器1K2A、倍压转换控制电路以及大电解电容C8、C12、C13和C15；继电器1K2A的触头1K2B什么时候闭合，取决于继电器1K2A的控制电路；当继电器1K2A不动作时，焊机的供电电源是属于高电压的，当继电器1K2A动作时，焊机的供电电源是属于低电压的，触头1K2B变为倍压电路的一部分，去实现倍压转换，大电解电容C8、C12、C13和C15不仅起着滤波的作用，还是倍压转换电路的一个组成部分；控制继电器1K2A线包的电路则是倍压转换控制电路；倍压转换控制电路包括场效应管1Q21、二极管1D15和1D16、电解电容1C39和1C40、电容1C41和1C42，二极管1D12和1D17、压敏电阻1RV1、电阻1R53、1R54、1R55、1R56、1R57、1R58和1R59、可调电位器1RT4、光电耦合器1Q22、稳压管1ZD10、晶闸管或可控硅1Q23；其中电容1C42、电阻1R58和1R59、二极管1D17、压敏电阻1RV1、光电耦合器1Q22组成输入电压检测电路；+24V电源电压连接继电器1K2A线包的一端和二极管1D15的阴极，二极管1D15的阳极连接该继电器线包的另一端，并且与场效应管1Q21的D端连接；场效应管1Q21的S端接地；场效应管1Q21的D端还连接二极管1D12的阴极，二极管1D12的阳极连接可调电位器1RT4的一端和其中间滑动点，可调电位器1RT4的另一端连接Ig信号端；场效应管1Q21的G端连接二极管1D16的阳极、电阻1R53、可调电位器1R54、电解电容1C39和1C40的正极性端，电阻1R53的另一端连接+24V电源电压；二极管1D16的阴极连接+24V电源电压；电阻1R54的另一端接地；电解电容1C39和1C40的另一端接地；晶闸管或可控硅1Q23的阳极连接电解电容1C39和1C40的正极性端，晶闸管或可控硅1Q23的阴极接地，晶闸管或可控硅1Q23的控制极连接稳压管1ZD10的阳极，稳压管1ZD10的阴极连接电阻1R55，电阻1R55的另一端连接电阻1R56、电容1C41、光电耦合器1Q22中输出级三极管的发射极，电阻1R56、电容1C41另一端接地，光电耦合器1Q22中输出级三极管的集电极连接电阻1R57，电阻1R57的另一端接+24V。

5. 如权利要求2所述的一种多电源电压多板的半桥逆变手弧焊机，其特征在于：把控制电路中的四个大电解电容C8、C12、C13和C15和其放电电阻独立出来，设计在滤波电容板LBDR PCB上。

6. 如权利要求2所述的一种多电源电压多板的半桥逆变手弧焊机，其特征在于：把控制电路中组成半桥逆变电路的IGBT管及其阻容吸收电路、换流电容和逆变主变压器初级侧电流检测互感器，以及IGBT的高压侧驱动电路独立出来，设计在逆变电路板NB PCB上。

7. 如权利要求2所述的一种多电源电压多板的半桥逆变手弧焊机，其特征在于：把控制电路中快恢复二极管及其阻容吸收电路、分流器独立出来，设计在输出整流电路板ZLPCB上。