CN220050375U - 一种用于交流氩弧焊机的载波检测焊枪开关电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于交流氩弧焊机的载波检测焊枪开关电路，包括高频变压器T1，MOS管Q1，光耦PC1，电阻R1～R3与共模电感L1，MOS管Q1的G极与单片机的信号输出端连接，MOS管Q1的S极接地，D极与高频变压器T1初级线圈的3脚连接，高频变压器T1初级线圈的4脚通过电阻R1与电源V1连接，其3脚还通过电阻R2与光耦PC1的1脚连接，4脚与光耦PC1的2脚连接，光耦PC1的4脚输出信号给到所述单片机，4脚通过电阻R3与电源V2连接，高频变压器T1次级线圈的1、2脚通过共模电感L1与焊枪开关S1连接。利用单片机提供5Khz的载波在实时检测焊枪开关状态，延迟低，适合快速点焊的应用场合，并通过高频变压器T1的反向电动势驱动光耦PC1，可靠性好。

Description

一种用于交流氩弧焊机的载波检测焊枪开关电路

技术领域

本实用新型涉及甲流氩弧焊开关电路技术领域，特别是涉及一种用于交流氩弧焊机的载波检测焊枪开关电路。

背景技术

交流氩弧焊是采用输出电流极性按一定周期交替变化，用钨电极作为焊接电极，高纯度氩气作为保护气体的焊接工艺，常用于有色金属(铝、镁、铜等)及黑色金属(不锈钢、碳钢等)的焊接。交流氩弧焊机一般采用高频、高压击穿空气无接触的引弧方式，由于焊枪开关线与输出电缆绑扎在一起，高频干扰信号很容易通过焊枪开关线耦合进控制主板，轻则引起主板单片机死机，重则击穿焊机内电子元器件，导致焊机故障发生。我们在实际应用中发现交流氩弧焊机的干扰信号主要是引弧用的高频干扰信号和焊接时的电磁干扰信号，现有的抗干扰方法一般采用继电器、工频变压器等隔离方式检测焊枪开关信号。

继电器检测方式为，焊枪开关S1通过控制一只小型继电器线圈电压，主板检测继电器触点的开合，来检测焊枪开关的闭合信号，此方式因为继电器的触点闭合存在速度慢，只能达到几十毫秒，在需要快速点焊的应用场合不适用，且继电器的寿命与触点的吸合次数有关，存在寿命低的问题，具体电路如图1所示。

工频变压器隔离方式检测为，焊枪开关短路工频变压器次级，引起工频变压器初级出现较大的短路电流，主板检测到此电流变化，通过检测R1上的电压，识别焊枪开关的闭合信号。此检测方式存在的问题包括，工频变压器体积大，初次级之间的等效分布电容大，高频干扰信号也会通过分布电容耦合到次级，引起焊机的故障，且工频变压器方式，取电来自控制变压器的交流24V，对电网电压的变化敏感，在电网电压变化很大，或者发电机供电场合，就会出现误动作发生。此外，主板的供电也来自于控制变压器，高频干扰信号也容易通过控制变压器干扰到主板的正常工作，具体电路如图2所示。针对现有方案的问题，我们需要一种能够可靠的检测交流氩弧焊机焊枪开关的状态的开关电路。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种用于交流氩弧焊机的载波检测焊枪开关电路。

一种用于交流氩弧焊机的载波检测焊枪开关电路，包括高频变压器T1，MOS管Q1，光耦PC1，电阻R1～R3与共模电感L1，所述MOS管Q1的G极用于与单片机的信号输出端脚连接，MOS管Q1的S极接地，MOS管Q1的D极与高频变压器T1初级线圈的3脚连接，高频变压器T1初级线圈的4脚通过电阻R1与电源V1连接，所述高频变压器T1初级线圈的3脚还通过电阻R2与光耦PC1的1脚连接，4脚与光耦PC1的2脚连接，光耦PC1的4脚输出信号给到所述单片机，并且4脚通过电阻R3与电源V2连接，所述高频变压器T1次级线圈的1、2脚通过共模电感L1与焊枪开关S1连接。

优选的，所述高频变压器T1次级线圈的1、2脚之间还串联有电容C1与C2，所述电容C1与C2的连接处接地。

优选的，所述光耦PC1的型号为TLP185，单片机的型号为AT32F435RGT7，MOS管Q1的型号为CJ3400。

本实用新型的有益之处在于：利用单片机提供5Khz的载波在实时检测焊枪开关状态，延迟低，适合快速点焊的应用场合，并通过高频变压器T1的反向电动势驱动光耦PC1，解决了焊枪开关高频干扰问题，可靠性好。

附图说明

图1为现有继电器焊枪检测电路图；

图2为现有工频变压器隔离方式检测电路图；

图3为一种用于交流氩弧焊机的载波检测焊枪开关电路的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图3所示，一种用于交流氩弧焊机的载波检测焊枪开关电路，包括高频变压器T1，MOS管Q1，光耦PC1，电阻R1～R3与共模电感L1，所述MOS管Q1的G极用于与单片机的信号输出端脚连接，MOS管Q1的S极接地，MOS管Q1的D极与高频变压器T1初级线圈的3脚连接，高频变压器T1初级线圈的4脚通过电阻R1与电源V1连接，所述高频变压器T1初级线圈的3脚还通过电阻R2与光耦PC1的1脚连接，4脚与光耦PC1的2脚连接，光耦PC1的4脚输出信号给到所述单片机，并且4脚通过电阻R3与电源V2连接，所述高频变压器T1次级线圈的1、2脚通过共模电感L1与焊枪开关S1连接。具体的，采用型号为AT32F435RGT7的单片机提供5Khz的信号源，驱动MOS管Q1,给高频变压器T1提供5Khz的载波信号。MOS管Q1的型号为CJ3400。进一步的，高频变压器T1耦合到次级的载波信号，在通过共模电感L1和焊枪开关S1连接，当焊枪开关S1未闭合的时候，MOS管Q1截止期间，产生的反电动势让光耦PC1(型号:TLP185)导通，向单片机的输入检测端，输出5Khz的载波信号。

当焊枪开关S1闭合后，相当于短路了高频变压器T1的次级，此时高频变压器T1初级就不会产生反向电动势，光耦PC1无法导通，光耦PC1向单片机的输入检测端，输出一个高电平信号。所以，单片机检测到焊枪开关S1未闭合时，，光耦PC1输出为5Khz的载波信号，任何非5Khz的信号，均认为是干扰信号。焊枪开关S1闭合后，光耦PC1输出高电平信号，这样就检测到焊枪开关的实时状态，可靠性极强，且延时低。

如图3所示，所述高频变压器T1次级线圈的1、2脚之间还串联有电容C1与C2，所述电容C1与C2的连接处接地。具体的，在电缆上耦合到的高频干扰信号，进入焊枪开关线路后，使用串联的电容C1与C2，配合共模电感L1，组成滤波网络，对其进行滤波衰减，进入高频变压器T1，因为此高频变压器T1的制作工艺为在一磁环的两边，分别绕制初次级，所以分布电容很小，可进一步的削弱其强度。然后进入单片机逻辑判断，任何非5Khz的信号均为干扰信号，进一步的筛除了干扰信号，这样就得到了可靠的、真实的焊枪开关逻辑信号。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种用于交流氩弧焊机的载波检测焊枪开关电路，其特征在于：包括高频变压器T1，MOS管Q1，光耦PC1，电阻R1～R3与共模电感L1，所述MOS管Q1的G极用于与单片机的信号输出端脚连接，MOS管Q1的S极接地，MOS管Q1的D极与高频变压器T1初级线圈的3脚连接，高频变压器T1初级线圈的4脚通过电阻R1与电源V1连接，所述高频变压器T1初级线圈的3脚还通过电阻R2与光耦PC1的1脚连接，4脚与光耦PC1的2脚连接，光耦PC1的4脚输出信号给到所述单片机，并且4脚通过电阻R3与电源V2连接，所述高频变压器T1次级线圈的1、2脚通过共模电感L1与焊枪开关S1连接。

2.如权利要求1所述的一种用于交流氩弧焊机的载波检测焊枪开关电路，其特征在于：所述高频变压器T1次级线圈的1、2脚之间还串联有电容C1与C2，所述电容C1与C2的连接处接地。

3.如权利要求1所述的一种用于交流氩弧焊机的载波检测焊枪开关电路，其特征在于：所述光耦PC1的型号为TLP185，单片机的型号为AT32F435RGT7，MOS管Q1的型号为CJ3400。