專利名稱：四功能逆變式焊割機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及焊接設(shè)備，尤其是一種四功能逆變式焊割機。
背景技術(shù)：
目前逆變焊機生產(chǎn)廠家很多，其產(chǎn)品千差萬別，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，焊機工 作時電磁輻射很嚴(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。另外大多廠家產(chǎn)品功能簡單，無法滿足用戶多方面需求。 發(fā)明內(nèi)容
本實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、 性能穩(wěn)定、負(fù)載持續(xù)率高且擁有交流氬焊、直流氬焊、切割和手焊功能的逆變 式焊割機。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型四功能逆變式焊割機，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、 高頻高壓電路、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)有二次逆變電路和二次隔離驅(qū)動電路，二次逆變電路一端與二 次整流濾波電路連接，而另一端與二次隔離驅(qū)動電路和高頻高壓電路連接，二 次隔離驅(qū)動電路的另一端與控制電路連接。
該二次逆變電路是橋臂由若干只功率器件并聯(lián)組成的全橋逆變電路，四個 橋臂采用絕緣柵極型功率管IGBT，每只絕緣柵極型功率管的柵極串聯(lián)一只51R 電阻。
該二次驅(qū)動電路QD2由四組驅(qū)動電路構(gòu)成，每組驅(qū)動采用輸入光耦隔離或
單獨供電，再由非門和三極管將信號驅(qū)動后輸出。
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)。
本實用新型采用全橋逆變方式， 一次逆變采用場效應(yīng)管做功率器件，二次 逆變用單管IGBT做功率器件。工作可靠性高。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)計了 EMC濾波電路，使其真正滿足歐洲CE 檢測要求。由于采用兩塊板和兩個散熱器組成風(fēng)道式結(jié)構(gòu)，散熱性能好，負(fù)載 持續(xù)率高。特別是整機電路簡單，高頻引弧，焊接滲透力強，焊接表面均勻美 觀。有手焊，氬焊，切割功能轉(zhuǎn)換，AC/DC轉(zhuǎn)換，2T/4T轉(zhuǎn)換等功能齊全。生產(chǎn) 工藝簡單，調(diào)試方便。以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細(xì)的說明。


圖1是本實用新型的電路方框圖。
圖2是本實用新型的電路原理圖。
圖3為本實用新型的一次逆變風(fēng)道結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實用新型的二次逆變風(fēng)道結(jié)構(gòu)示意圖。
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 二次逆變電路、7 二次隔離驅(qū)動電路，8高頻高壓電 路，9為控制電路，10為隔離驅(qū)動電路，Kl為控制厚膜電路；QD1為隔離驅(qū)動 厚膜電路；QD2為二次隔離驅(qū)動電路；El為輔助電源電路。
具體實施方式
如圖l、圖2所示， 一種由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， 二次逆變電路6， 二次隔離驅(qū)動電路7， 高頻高壓電路8，控制電路9及隔離驅(qū)動電路10組成的交直流逆變式焊割機。 輸入整流濾波電路采用大容量電解電容濾波，它的逆變電路連接在輸入整流電 路和二次整流濾波電路之間，并與控制電路相連。一、二次逆變電路都是橋臂 由若干只功率器件并聯(lián)組成的全橋逆變電路。VT1 VT4分別代表四個橋臂中的 場效應(yīng)管。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。Ql、 Q2、 Q3、 Q4分別代表二次逆變四個橋臂中的絕緣柵極型功率管IGBT。每只絕緣 柵極型功率管IGBT的柵極串聯(lián)一只51R電阻。C14為抗不平衡電容，阻止主變 壓器上有直流分量流過?？刂齐娐放c一二次逆變電路相連接，由場效應(yīng)管VT7 VT10構(gòu)成驅(qū)動放大電路，再由驅(qū)動厚膜電路QD1驅(qū)動一次逆變電路工作。驅(qū)動 厚膜電路QD1由一個一組初級輸入、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、電容連接構(gòu)成，用于完成四個橋臂的驅(qū)動功能。由二次 隔離驅(qū)動電路QD2驅(qū)動二次逆變電路工作。二次隔離驅(qū)動電路QD2由四組驅(qū)動 電路構(gòu)成，每組驅(qū)動采用輸入光耦隔離或單獨供電，再由非門和三極管將信號 驅(qū)動后輸出。輔助電源電路E1給控制電路驅(qū)動電路供電。高頻高壓電路由變壓 器T3、引弧線圈T2、放電嘴Fl,四倍壓電路及周圍電路連接構(gòu)成，主要用于焊 接初期在輸出端產(chǎn)生高頻高壓，以擊穿空氣引燃電弧，當(dāng)起弧后由控制電路關(guān) 斷高頻高壓。多功能控制板MB1中的G1 G9分別為四功能切換電路、氣閥控制 電路、手開關(guān)及2T/4T功能控制電路、給定電路、AC/DC信號發(fā)生電路、信號驅(qū) 動電路、電源欠壓保護及過熱保護電路、高頻控制電路。
單相輸入交流電先經(jīng)兩個電容Y2 (C9， C10)防止電壓懸空，再經(jīng)過由雙線
并繞在同一個磁環(huán)上的共模電感(L3，L4)以限制諧波電流。電容(C9， CIO)、 電感(L3， L4)共同構(gòu)成EMC電路。
通過電流耦合器TR1對主電路進行不斷的采樣， 一旦出現(xiàn)異常過大的電流 即通過半波整流電路(D4， D16)和電阻(R32 R33)給電容C38充電得到一個 高電壓，使控制模塊Kl起到保護作用。
控制電路G3由給定電路輸出的分壓值來決定輸出電流大小。當(dāng)輸出電流發(fā) 生波動時，由分流器R1采樣電流值，經(jīng)負(fù)反饋電路反向調(diào)節(jié)控制電路的4腳電 壓，以達(dá)到穩(wěn)定輸出的效果。
熱敏開關(guān)RC3、 RC4分別安裝于主變壓器上和散熱器上， 一旦主變壓器和散 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Kl起到保護作 用，使焊機停止工作。
抗不平衡電容C12阻止主變壓器上有直流分量流過，以提高整機效率。電 阻R1，電容C11;電阻R4，電容C3;電阻R9，電容C12;電阻R15，電容C14 分組構(gòu)成一次逆變各個橋臂的吸收方式，吸收雜散電感產(chǎn)生的尖峰毛刺。
由場效應(yīng)管VT13、電解電容(C27 C29)、大功率電阻R26及周圍電路構(gòu)成 了二次逆變的總吸收電路，以吸收場效應(yīng)管工作時漏源間的尖峰電壓。
多功能控制板MB1由八部分組成，Gl為四功能切換電路，S4為切換開關(guān)， 當(dāng)開關(guān)S4擲于a點，手開關(guān)S1閉合后，功能控制電路G3發(fā)出四路高電平信號 (b7 bl0)，高電平信號b7使氣閥控制電路G2打開氣閥。高電平信號b8使功 能控制電路的18腳也為高電平，則電路進入正常輸出狀態(tài)。高電平信號b9使 給定電路G4開始輸出給定值。髙電平信號b10使驅(qū)動電路G6導(dǎo)通。此時電路 進入氬焊狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)S4擲于中間時為手焊狀態(tài)，就會發(fā)出兩路低電平信號(b4、 b5)分別關(guān)閉氣閥和高頻電路。還有一路高電平信號b8使功能控制電路的18
腳也為高電平，則電路進入正常輸出狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)S4擲于b點時和a點一樣， 只是同時導(dǎo)通了繼電器REL1,使主變由并聯(lián)變?yōu)榇?lián)，本來輸出低壓大電流的 電路變?yōu)楦邏盒‰娏鞯碾娐?。這時即為切割狀態(tài)。G5為二次逆變的驅(qū)動波形發(fā) 生電路，S3為交直流輸出選擇開關(guān)。G6為信號驅(qū)動電路，輸出兩路互反的驅(qū)動 信號bl4、 b15。 G7為過熱欠壓保護電路，當(dāng)電源電壓過低和因溫度過高時熱敏 電阻導(dǎo)通，就會拉低高電平信號bl6使驅(qū)動電路截至。G8為高頻控制電路用于 控制高頻電路的開關(guān)，b3為控制厚膜電路Kl的輸出信號，控制高電平信號b2、 bl是否導(dǎo)通，以達(dá)到控制高頻電路的目的。
高頻高壓功能實現(xiàn)當(dāng)為切割或氬焊時，手開關(guān)閉合，高頻控制電路G8將 高電平信號b2、 bl斷開，則三極管TS1導(dǎo)通場效應(yīng)管VT14截止，使繼電器REL2 吸合，變壓器T4接通產(chǎn)生高壓電，經(jīng)四倍壓整流電路繼續(xù)將電壓升高四倍，然 后放電嘴F1因高壓擊穿空氣放電，此時相當(dāng)于變壓器T3、電容(C32， C31)短 路，這時電容(C32、 C31)和變壓器T3產(chǎn)生高頻振蕩。由于輸出能量的不斷補充， 使得每隔一定時間，變壓器T3，電容(C32， C31)便產(chǎn)生高頻振蕩電流，并通 過變壓器T3次級輸出到輸出端，引起電弧，電弧一引起，輸出回路便出現(xiàn)大電 流。這是由控制厚膜電路Kl發(fā)出高電平信號b3，是高頻控制電路將高電平信號 bl， b2短路，則關(guān)斷了繼電器REL2，也就關(guān)斷了高頻。當(dāng)為手焊時，開關(guān)S4擲 于中點，此時轉(zhuǎn)換電路G1便發(fā)出高電平信號b4關(guān)斷高頻控制電路。
本實用新型將多功能控制電路(板)MB1安裝在機殼的前面板上。并在兩者 之間用絕緣板連接。降低干擾，減少內(nèi)部連線。
如圖所示3，本實用新型設(shè)有PCB板和F形散熱片，所述控制電路9、隔離 驅(qū)動電路10和逆變電路3 (參見圖l)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12上，上PCB板11安裝于兩組F形散熱片(13， 14)頂面，如箭頭16,所示；中PCB板12安裝于兩組F形散熱 片(13， 14)底面，如箭頭17所示；左右兩組F形散熱片(13， 14)相對安裝 且構(gòu)成下部風(fēng)道15，中PCB板12上的電子電路元件位于該下部風(fēng)道15內(nèi)。其 整體結(jié)構(gòu)經(jīng)這樣優(yōu)化組合后，體積小散熱性好，組裝維修方便。
如圖4所示，本實用新型將二次逆變的四個橋臂分別安裝在第二上PCB板 18和第二中PCB板19上，它們和散熱片(20、 21)連接構(gòu)成另一個帶有風(fēng)道 22的逆變式焊割機。EMC電路1，輸入整流濾波電路2， 二次隔離驅(qū)動電路7， 高頻高壓電路8安裝于整機的底部(圖中沒有畫出)。
權(quán)利要求1.一種四功能逆變式焊割機，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、高頻高壓電路、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)有二次逆變電路和二次隔離驅(qū)動電路，二次逆變電路一端與二次整流濾波電路連接，而另一端與二次隔離驅(qū)動電路和高頻高壓電路連接，二次隔離驅(qū)動電路的另一端與控制電路連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四功能逆變式焊割機，其特征在于，該二次逆變 電路是橋臂由若干只功率器件并聯(lián)組成的全橋逆變電路，四個橋臂采用絕緣柵 極型功率管IGBT，每只絕緣柵極型功率管的柵極串聯(lián)一只51R電阻。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四功能逆變式焊割機，其特征在于，該二次驅(qū)動 電路QD2由四組驅(qū)動電路構(gòu)成，每組驅(qū)動采用輸入光耦隔離或單獨供電，再由 非門和三極管將信號驅(qū)動后輸出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四功能逆變式焊割機，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)。
專利摘要一種能夠滿足歐洲CE標(biāo)準(zhǔn)檢測要求、性能穩(wěn)定、負(fù)載持續(xù)率高且擁有交流氬焊、直流氬焊、切割和手焊功能的逆變式焊割機。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、高頻高壓電路、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，設(shè)有二次逆變電路和二次隔離驅(qū)動電路，二次逆變電路一端與二次整流濾波電路連接，而另一端與二次隔離驅(qū)動電路和高頻高壓電路連接，二次隔離驅(qū)動電路的另一端與控制電路連接。該二次逆變電路是橋臂由若干只功率器件并聯(lián)組成的全橋逆變電路，四個橋臂采用絕緣柵極型功率管IGBT，每只絕緣柵極型功率管的柵極串聯(lián)一只51R電阻。作為焊接設(shè)備廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
文檔編號B23K9/10GK201183165SQ200820111319
公開日2009年1月21日 申請日期2008年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月15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