專利名稱：防觸電多功能逆變式焊割機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
防觸電多功能逆變式焊割機(jī)
技術(shù)喊域
本實(shí)用新型涉及焊接設(shè)備，尤其是一種多功能逆變式焊割機(jī)的防觸電設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
目前單相輸入的逆變焊機(jī)生產(chǎn)廠家很多，按功能劃分有手工弧焊機(jī)，氬焊
機(jī)，切割機(jī)等。.由于布局布線等工藝性處理不好，產(chǎn)品很難通過歐洲CE標(biāo)準(zhǔn)EMC 檢測。由于主變壓器漏感較大，焊機(jī)的電磁輻射很嚴(yán)重，嚴(yán)重影響電網(wǎng)質(zhì)量及 人的身心健康，對周邊其他設(shè)備也造成干擾。另外由于風(fēng)道設(shè)計(jì)不夠合理，許 多廠i多產(chǎn)品負(fù)載持續(xù)率都很低，無法滿足長時(shí)間的使用要求，且功能單一。 市場上也有手焊，氬焊，切割一體機(jī)，但由于各功能所使用的工作電壓不同， 切割時(shí)空載電壓高達(dá)250伏，又都是從相同的輸出端子輸出，很容易由于誤操 作而造成觸電事故。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠滿足歐洲CE標(biāo)準(zhǔn)檢測要求 的、性能穩(wěn)定、負(fù)載持續(xù)率高、具有防觸電功能且將手弧焊、氬弧焊、切割三 用一體的多功能逆變式焊割機(jī)。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型防觸電多功能逆變式焊割機(jī)，包括順序 連接的EMC電路、輸入整流濾波電路、逆變電路、隔離降壓電路、二次整流濾 波電路以及控制電路、隔離驅(qū)動電路，且隔離驅(qū)動電路與逆變電路相連，特別 是設(shè)有高頻高壓電路和防觸電電路，高頻高壓電路和防觸電電路并聯(lián)于二次整 流濾波電路及控制電路之間，高頻高壓電路與二次整流濾波電路雙向聯(lián)通。
高頻高壓電路由變壓器T4、引弧線圈T5、放電嘴F1，四倍壓電路及周圍電
路連接構(gòu)成。
該防觸電電路由光耦U2、穩(wěn)壓管Z6和電阻(R13、 R43、 R46、 R47)、開關(guān) S4連接構(gòu)成。
設(shè)有PCB板和F形散熱片，所述控制電路、隔離驅(qū)動電路和逆變電路制作 在上PCB板上，所述隔離降壓電路和二次整流濾波電路制作在中PCB板上，上 PCB板安裝于兩組F形散熱片頂面，中PCB板安裝于兩組F形散熱片底面，左右 兩組F形散熱片相對安裝且構(gòu)成下部風(fēng)道，中PCB板上的電子電路元件位于該 下部風(fēng)道內(nèi)。
本實(shí)用新型采用全橋逆變方式，提高功率因數(shù)，減少電源自身損耗，降低 成本。由于在電源輸入端設(shè)計(jì)了 EMC濾波電路，使其真正滿足歐洲CE檢測要求。 由于兩塊板和兩個(gè)散熱器組成風(fēng)道式結(jié)構(gòu)，散熱性能好，負(fù)載持續(xù)率高。特別 是加入了防電擊電路及接口，使用更安全。并且擁有手焊、氬焊、切割三種功 能。整機(jī)電路簡單，保護(hù)功能全面，生產(chǎn)工藝簡單，調(diào)試方便。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方法對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1是本實(shí)用新型的電路方框圖。
圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖。
圖3為本實(shí)用新型主機(jī)組裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實(shí)用新型等離子中央插座引腳圖。
圖中1為EMC電路，2為整流濾波電路，3為逆變電路，4為隔離降壓電路， 5為二次整流濾波電路，6高頻高壓電路，7防電擊電路，8為控制電路，9為隔 離驅(qū)動電路。其中Kl為控制厚膜電路；Ql為隔離驅(qū)動厚膜電路；El為輔助電 源電路。
具體實(shí)施方式
如
圖1所示，本實(shí)用新型防觸電多功能逆變式焊割機(jī)，包括順序連接的EMC 電路1、輸入整流濾波電路2、逆變電路3、隔離降壓電路4、 二次整流濾波電 路5以及控制電路8、隔離驅(qū)動電路9，且隔離驅(qū)動電路9與逆變電路3相連， 特別是設(shè)有高頻高壓電路6和防觸電電路7，高頻高壓電路6和防觸電電路7并 聯(lián)于二次整流濾波電路5及控制電路8之間，高頻高壓電路6與二次整流濾波 電路5.雙向聯(lián)通。
圖1中所示各個(gè)電路的構(gòu)成和相互關(guān)系參見圖2。
如圖2所示，EMC電路1由電容(Cl、 C2、 C3、 C4、 C5)、電阻R1、電感(Ll、 L2、 L3、 L4)連接構(gòu)成。
ii變電路3是橋臂由若干只M0SFET場效應(yīng)管VT1 VT4并聯(lián)組成的全橋逆 變電路。每只場效應(yīng)管的柵極串聯(lián)一只4.7 10R電阻，防止驅(qū)動過沖，并保護(hù) 驅(qū)動電路不受由于場效應(yīng)管擊穿傳過來的電壓的損壞。
抗不平衡電容(C31， C32)，阻止主變壓器上有直流分量流過，提高整機(jī)效率。
電阻R3，電容C8;電阻R4，電容C9;電阻R9，電容C11;電阻R32，電容 C10分組構(gòu)成4個(gè)橋臂的吸收方式，吸收雜散電感產(chǎn)生的尖峰毛刺。 驅(qū)動放大電路由場效應(yīng)管VT6 VT9構(gòu)成。
驅(qū)動厚膜電路Ql，它由一個(gè)一組初級輸入，四組次級輸出的驅(qū)動變壓器， 及一些電阻，二極管，穩(wěn)壓二極管，電容組成，完成4個(gè)橋臂的驅(qū)動功能。 輔助電源電路E1，給控制電路、驅(qū)動龜路及保護(hù)電路供電。 開關(guān)S2及其控制電路完成了手弧焊、氬弧焊、切割三功能的轉(zhuǎn)換。 高頻高壓電路6由變壓器T4、引弧線圈T5、放電嘴F1，四倍壓電路及周圍 電路連接構(gòu)成。主要用于氬焊接或切割初期在輸出端產(chǎn)生高頻高壓，以擊穿空 氣引燃電弧，當(dāng)起弧后又能自動關(guān)斷高頻高壓。
防觸電電路7由光耦U2、穩(wěn)壓管Z6和電阻(R13、 R43、 R46、 R47)、開關(guān) S4連接構(gòu)成。
如圖2所示，單相輸入交流電先經(jīng)電容X2 (Cl)吸收尖峰毛刺電壓，再經(jīng) 過由雙線并繞在同一個(gè)磁環(huán)上的共模電感(L1，L2)以限制諧波電流。再經(jīng)過兩 個(gè)電容Y2 (C2， C3)防止電壓懸空，然后再由兩個(gè)電容X2 (C4,C5)和兩個(gè)共 模電感(L3， L4)構(gòu)成二階濾波電路，將輸入波形的毛剌降到最低。
通過電流耦合器T2對主電路進(jìn)行不斷的采樣， 一旦出現(xiàn)異常過大的電流即 通過絕對值整流電路BR2和電阻(R29、 R31、 R31)給電容C28充電得到一個(gè)高 電壓，使控制模塊K1起到保護(hù)作用。
電壓負(fù)反饋及給定電路由電位器VR1、穩(wěn)壓管(Z2， Z3)及三極管T1及其 周圍電路構(gòu)成。當(dāng)輸出電壓發(fā)生波動時(shí)，由電壓負(fù)反饋電路反向調(diào)節(jié)給定值， 以達(dá)到穩(wěn)定輸出的效果。
如圖2所示，熱敏開關(guān)RC1安裝于整機(jī)電路的散熱器上， 一旦散熱器(參 見圖3)溫度過高，熱敏開關(guān)便導(dǎo)通，同樣使控制模塊K1起到保護(hù)作用，使焊 機(jī)停止工作。
三功能轉(zhuǎn)換當(dāng)開關(guān)S2擲于b點(diǎn)時(shí)繼電器REL2接通，J2吸合高頻高壓電 路接入。同時(shí)由開關(guān)S3和周圍電路組成的手開關(guān)電路也接通。這時(shí)便是氬焊狀 態(tài)了。當(dāng)開關(guān)S2擲于a點(diǎn)時(shí)繼電器REL2、 REL3接通，J2吸合高頻高壓電路接 入，Jla Jlf吸合則主變次級電路由低壓大電流的并聯(lián)轉(zhuǎn)為高壓小電流的串 聯(lián)，這時(shí)為切割狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)S2擲于中間位置時(shí)以上繼電器皆被斷開，則為手 弧焊狀態(tài)。
手開關(guān)電路實(shí)現(xiàn)手開關(guān)電路接入后。當(dāng)手開關(guān)S3未閉合時(shí)，由于光耦U1 接通拉低了控制板的18腳，電路處于無輸出狀態(tài)。手開關(guān)S3閉合后，光耦U1 短路，則控制板的18腳為高電平，電路開始輸出功率。同時(shí)Zl被擊穿將場效 應(yīng)管VT5導(dǎo)通，使電磁閥VI吸合氣體接通。當(dāng)手開關(guān)斷開，控制板的18腳被 拉低，從而封波電路停止輸出，因電容C18有一個(gè)放電延時(shí)，電磁閥要過一會 才關(guān)斷。便完成了氣體后走而電流先走的功能。通過開關(guān)Sl狀態(tài)的變化可改變 放電電阻的阻值，從而改變后吹時(shí)間。
高頻高壓功能實(shí)現(xiàn)高頻高壓電路接入后，空載工作輸出的直流電壓，使 繼電器J3吸合，高頻高壓電路工作產(chǎn)生高頻高壓電流輸出，引起電弧，電弧一 引起，輸出回路便出現(xiàn)大電流，輸出電壓降低，這時(shí)繼電器J3斷開，隨即高頻 高壓電路停止工作。
防電擊功能實(shí)現(xiàn)由光耦U2、穩(wěn)壓管Z6和電阻(R13、 R43、 R46、 R47)、 開關(guān)S4組成的電壓檢測電路。當(dāng)為切割時(shí)，開關(guān)S4閉合，光耦U2短路，本電 路不工作。當(dāng)為焊接時(shí)開關(guān)S4斷開。輸出電壓如果大于100V，則光耦U2導(dǎo)通， 將B點(diǎn)電壓抬高，經(jīng)過反饋回路，使控制板的ll腳電壓為高電平而封波。
如圖2所示，單相交流電電源經(jīng)EMC電路濾除干擾，再經(jīng)整流橋BR1整流， 電解電容C6濾波后成為直流電，再由M0SFET場效應(yīng)管全橋逆變?yōu)楦哳l交流電， 再由隔離降壓電路降為高頻低壓交流電，經(jīng)(D1 D3、 D8 D12)八組高速整 流管整流為直流電。整流管采用FML33S，其每組都有相應(yīng)的RC吸收回路，以保 護(hù)整流管(D1 D3、 D8 D12)。輸出電抗(L5 、 L6 、 LIO、 Lll)用來限制浪 涌電流并使輸出電流連續(xù)。
Kl控制電路能夠?qū)崿F(xiàn)脈寬調(diào)制(PWM)、溫度保護(hù)、開關(guān)機(jī)保護(hù)及過壓欠壓 保護(hù)的功能，它的PWM信號送至場效應(yīng)管VT6 VT9組成的驅(qū)動電路，推動隔離
驅(qū)動電路產(chǎn)生快速開通或關(guān)斷場效應(yīng)管的4路信號，推動4個(gè)橋臂，實(shí)現(xiàn)全橋 逆變，這樣驅(qū)動電路便大大簡化。
如圖3所示，設(shè)有兩個(gè)PCB板(11， 14)和兩片F(xiàn)形散熱片(12， 13)，所 述控制電路8、隔離驅(qū)動電路9和逆變電路3制作在上PCB板11上，所述隔離 降壓電路4和二次整流濾波電路5制作在中PCB板14上，上PCB板11安裝于 兩組F'形散熱片(12， 13)頂面，中PCB板14安裝于兩組F形散熱片(12， 13) 底面，左右兩組F形散熱片(12， 13)相對安裝且構(gòu)成下部風(fēng)道15，中PCB板 14上的電子電路元件位于該下部風(fēng)道15內(nèi)。
本實(shí)用新型將電路總圖(參見圖2)中的開關(guān)(S2、 S3、 S4)集成在輸出的 等離子中央插頭上。功能的選擇由所插的槍頭決定。以防止所選功能與所插槍 頭不符發(fā)生電擊事故。
如圖4所示，圖中的a g對應(yīng)圖2中開關(guān)S2、 S3、 S4的相應(yīng)點(diǎn)，具體接 法b，c，a，d，e，f，g分別連接于圖4中等離子中央插座的21， 22， 23， 25， 26, 28， 29。以防止在功能切換時(shí)，因電路的誤動作，而使氬焊或手焊的電壓過高 發(fā)生危險(xiǎn)。
根據(jù)本實(shí)用新型圖2、圖3組裝的逆變式焊割機(jī)，測試結(jié)果達(dá)到如下技術(shù)要 求(適用于氬焊、手焊、切割)1、額定輸入功率4. 8KW; 2、額定輸入電流13. 7A / 21. 7A / 25.7A; 3、額定輸出電壓16V / 27V / 96V; 4、輸出電流調(diào)節(jié)10A 160A / 10A 150A /20A 40A; 5、負(fù)載持續(xù)率60%; 6、空載損耗40W; 7、效 率85%; 8、功率因數(shù)0.93。
權(quán)利要求1.一種防觸電多功能逆變式焊割機(jī)，包括順序連接的EMC電路、輸入整流濾波電路、逆變電路、隔離降壓電路、二次整流濾波電路以及控制電路、隔離驅(qū)動電路，且隔離驅(qū)動電路與逆變電路相連，其特征在于，設(shè)有高頻高壓電路和防觸電電路，高頻高壓電路和防觸電電路并聯(lián)于二次整流濾波電路及控制電路之間，高頻高壓電路與二次整流濾波電路雙向聯(lián)通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防觸電多功能逆變式焊割機(jī)，其特征在于，該高 頻高壓電路由變壓器T4、引弧線圈T5、放電嘴F1，四倍壓電路及周圍電路連接 構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述防觸電多功能逆變式焊割機(jī)，其特征在于，該防觸 電電路由光耦U2、穩(wěn)壓管Z6和電阻(R13、 R43、 R46、 R47)、開關(guān)S4連接構(gòu)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防觸電多功能逆變式焊割機(jī)，其特征在于，設(shè)有 PCB板和F形散熱片，所述控制電路、隔離驅(qū)動電路和逆變電路制作在上PCB板 上，所述隔離降壓電路和二次整流濾波電路制作在中PCB板上，上PCB板安裝 于兩組F形散熱片頂面，中PCB板安裝于兩組F形散熱片底面，左右兩組F形 散熱片相對安裝且構(gòu)成下部風(fēng)道，中PCB板上的電子電路元件位于該下部風(fēng)道 內(nèi)。
專利摘要滿足歐洲CE標(biāo)準(zhǔn)檢測要求的、性能穩(wěn)定、負(fù)載持續(xù)率高、具有防觸電功能且將手弧焊、氬弧焊、切割三用一體的多功能逆變式焊割機(jī)。包括順序連接的EMC電路、輸入整流濾波電路、逆變電路、隔離降壓電路、二次整流濾波電路以及控制電路、隔離驅(qū)動電路，且隔離驅(qū)動電路與逆變電路相連，特別是設(shè)有高頻高壓電路和防觸電電路，高頻高壓電路和防觸電電路并聯(lián)于二次整流濾波電路及控制電路之間，高頻高壓電路與二次整流濾波電路雙向聯(lián)通。高頻高壓電路由變壓器T4、引弧線圈T5、放電嘴F1，四倍壓電路及周圍電路連接構(gòu)成。作為焊接設(shè)備用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
文檔編號B23K9/10GK201183164SQ20082010512
公開日2009年1月21日 申請日期2008年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月16日
發(fā)明者徐愛平 申請人:深圳市佳士科技發(fā)展有限公司