用于逆變焊機(jī)的缺相保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種用于逆變焊機(jī)的缺相保護(hù)電路，其特征在于，包括：與輸入電壓連接的一三相整流橋，該三相整流橋的輸出端連接一光耦U2，該光耦U2的輸入端與一三極管Q1的基極連接，該三極管Q1的發(fā)射極連接一電容C3和一比較器的正極輸入端；當(dāng)該輸入電壓正常時(shí)，該光耦U2導(dǎo)通，該三極管Q1截止，該比較器輸出一高電平信號(hào)；當(dāng)該輸入電壓出現(xiàn)缺相或單相時(shí)，該光耦U2不導(dǎo)通，該三極管Q1導(dǎo)通，該比較器輸出一低電平信號(hào)。
【專利說(shuō)明】用于逆變焊機(jī)的缺相保護(hù)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種焊機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于波形采樣的用于逆變焊機(jī)的缺相保護(hù)電路。

【背景技術(shù)】
[0002]逆變焊割設(shè)備的工作過(guò)程，是將三相或單相50Hz工頻交流電整流、濾波后得到一個(gè)較平滑的直流電，由IGBT或場(chǎng)效應(yīng)管組成的逆變電路將該直流電變?yōu)?5?10kHz的交流電，經(jīng)中頻主變壓器降壓后，再次整流濾波獲得平穩(wěn)的直流輸出焊接電流(或再次逆變輸出所需頻率的交流電)。逆變焊割設(shè)備的控制電路由給定電路和驅(qū)動(dòng)電路等組成，通過(guò)對(duì)電壓、電流信號(hào)的回饋進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)整機(jī)循環(huán)控制，采用脈寬調(diào)制PWM為核心的控制技術(shù)，從而獲得快速脈寬調(diào)制的恒流特性和優(yōu)異的焊割工藝效果。
[0003]缺相保護(hù)電路由于電網(wǎng)自身原因或電源輸入接線不可靠，開關(guān)電源有時(shí)會(huì)出現(xiàn)缺相運(yùn)行的情況，且缺相運(yùn)行不易被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。當(dāng)電源處于缺相運(yùn)行時(shí)，整流橋某一臂無(wú)電流，而其它臂會(huì)嚴(yán)重過(guò)流造成損壞，同時(shí)使逆變器工作出現(xiàn)異常，因此必須對(duì)缺相進(jìn)行保護(hù)。
[0004]由于傳統(tǒng)缺相保護(hù)電路采用每一相光耦連接，輸出采用更多邏輯門處理，電路復(fù)雜，成本較高，電路占用空間大，不易于微處理器信號(hào)采用檢測(cè)。于是，基于三相和單相波形缺相電路保護(hù)已成為后續(xù)電焊機(jī)逆變器的發(fā)展趨勢(shì)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的基于波形采樣的用于逆變焊機(jī)的缺相保護(hù)電路。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型公開一種用于逆變焊機(jī)的缺相保護(hù)電路，其特征在于，包括:與輸入電壓連接的一三相整流橋，該三相整流橋的輸出端連接一光耦U2，該光耦U2的輸入端與一三極管Ql的基極連接，該三極管Ql的發(fā)射極連接一電容C3和一比較器的正極輸入端；當(dāng)該輸入電壓正常時(shí)，該光耦U2導(dǎo)通，該三極管Ql截止，該比較器輸出一高電平信號(hào)；當(dāng)該輸入電壓出現(xiàn)缺相或單相時(shí)，該光耦U2不導(dǎo)通，該三極管Ql導(dǎo)通，該比較器輸出一低電平信號(hào)。
[0007]更進(jìn)一步地,該三相整流橋通過(guò)一電感LI接地。
[0008]更進(jìn)一步地，該三相整流橋的輸出端經(jīng)過(guò)一電阻R6、R3后與該光耦的發(fā)光器連接。
[0009]更進(jìn)一步地，該電阻R6的輸出端并聯(lián)一電容C2、二極管D5后通過(guò)一電阻Rll接地。
[0010]更進(jìn)一步地，該光耦的輸出端通過(guò)一電阻R7與該三極管Ql的基極連接。
[0011]更進(jìn)一步地，該電阻R7的輸入端并聯(lián)一電阻RlO和電容C5，該電阻R10、電容C5、電容C3和該三極管Ql的集電極均接地。
[0012]更進(jìn)一步地，該比較器的負(fù)極輸入端包括一電阻R5與電容C4并聯(lián)后與電阻R9串聯(lián)的電路，該電阻R9接地。
[0013]更進(jìn)一步地，該比較器的輸出端連接一電阻R4。
[0014]更進(jìn)一步地，該電阻R4的輸出端并聯(lián)一電阻R8、電容Cl和穩(wěn)壓二極管D4。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型所提供的缺相電路簡(jiǎn)潔明了，節(jié)省成本，電路占用實(shí)際空間小，減少更多的邏輯門信號(hào)處理，電路穩(wěn)定，方便對(duì)焊機(jī)逆變器的控制以及過(guò)流保護(hù)作用時(shí)間快，輸出信號(hào)與微處理器無(wú)縫連接。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]關(guān)于本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過(guò)以下的實(shí)用新型詳述及所附圖式得到進(jìn)一步的了解。
[0017]圖1是本實(shí)用新型所涉及的缺相保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是缺相或單項(xiàng)是的充電、放電曲線的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。
[0020]本實(shí)用新型所提供的缺相保護(hù)電路將輸入電壓與一檢測(cè)波形的三相整流橋連接，電壓正常時(shí)，輸出一高電平信號(hào)，當(dāng)電壓出現(xiàn)缺相或單相時(shí)，輸出一低電平信號(hào)。
[0021]圖1是本實(shí)用新型所涉及的缺相保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該缺相保護(hù)電路的輸入端連接一三相電壓VIN。三相電壓VIN的三相分別于二極管Dl、D2、D3、D6、D7、D8連接，形成一三相整流橋，三相整流橋的一端通過(guò)一電感L接地GND3。三相整流橋用于檢測(cè)輸入信號(hào)VIN的電壓波形。由于輸入電壓有三相電壓和單相電壓兩種，采用三相整流橋，由于實(shí)際電網(wǎng)三相電壓的有效值波動(dòng)范圍均在20%范圍左右，根據(jù)波動(dòng)電壓的最低點(diǎn)設(shè)計(jì)電阻值R6，R3，R11。如圖1中所示，輸入電壓VIN波形經(jīng)過(guò)三相整流橋檢測(cè)以后經(jīng)過(guò)電阻R6、R3作為光耦U2的輸入端后連接電阻Rll并接地GND3。電阻R6的輸出端與電阻Rll的輸入端直接還并聯(lián)電容C2和二極管D5。
[0022]光耦U2的輸出端與一三極管Ql連接。光耦U2的輸出端經(jīng)過(guò)一電阻R7與三極管Ql的基極連接。三極管Ql的發(fā)射極連接一比較器UlA的正極。光耦U2的輸出端與并聯(lián)一電阻RlO和電容C5。電阻R10、電容C5和三極管Ql的發(fā)射極均連接一接地GND0。比較器UlA的負(fù)極連接一 15V電壓并與一電阻R5和電容C4并聯(lián)并經(jīng)過(guò)電阻R9分壓。比較器UlA的輸出端經(jīng)過(guò)電阻R4后并聯(lián)一電阻R8、電容Cl、穩(wěn)壓二極管D4后接地GND0。
[0023]此時(shí)光耦U2處于一直導(dǎo)通狀態(tài)，Ql PNP三極管一直截止，UlA的比較器輸出高電平，從而控制逆變器正常工作和微處理器控制信號(hào)正常。但如果缺相或者實(shí)際單相電輸入時(shí)，由于單相電(或缺相)電壓有效值低于三相電壓的實(shí)際最低點(diǎn)，此時(shí)光耦U2處于不導(dǎo)通狀態(tài)，或者單相380V電壓由于正弦電壓波峰之間相差180度，故電壓會(huì)從波峰到零點(diǎn)回到波峰的過(guò)程。但在電壓在零點(diǎn)的時(shí)候，光耦U2處于截止?fàn)顟B(tài)，Ql PNP三極管導(dǎo)通，UlA比較器輸出低電平表示缺相或者輸入電壓不正確。由于光耦在正弦電壓會(huì)到零點(diǎn)，此時(shí)考慮到光耦U2輸出為脈沖信號(hào)，所以在三極管的集電極和發(fā)射極之間用Rl和C3緩沖電路，由于充電的時(shí)間常數(shù)非常大，三極管導(dǎo)通的相當(dāng)于放電回路，此時(shí)時(shí)間常數(shù)為電容C3和三極管飽和導(dǎo)通的阻抗組成。由于三極管導(dǎo)通阻抗近似為無(wú)窮小，所以放電常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于充電常數(shù)，當(dāng)三極管基極由光I禹給出脈沖信號(hào)時(shí)，C3放電遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于充電時(shí)間，三極管集電極電壓一直處于低電平，比較器輸出穩(wěn)定的低電平信號(hào)。
[0024]圖2是當(dāng)缺相時(shí)或者輸入單相電源時(shí)，Rl、C3充電曲線201，以及C3、三極管導(dǎo)通阻rce趨近于O組成的放電曲線202如圖所示，明顯在三極管脈沖輸入的情況下，C3電容兩端電壓為低電平，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于比較器負(fù)極電壓V-。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型所提供的缺相電路簡(jiǎn)潔明了，節(jié)省成本，電路占用實(shí)際空間小，減少更多的邏輯門信號(hào)處理，電路穩(wěn)定，方便對(duì)焊機(jī)逆變器的控制以及過(guò)流保護(hù)作用時(shí)間快，輸出信號(hào)與微處理器無(wú)縫連接。
[0026]本說(shuō)明書中所述的只是本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)本實(shí)用新型的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于逆變焊機(jī)的缺相保護(hù)電路，其特征在于，包括:與輸入電壓連接的一三相整流橋，所述三相整流橋的輸出端連接一光耦U2，所述光耦U2的輸入端與一三極管Ql的基極連接，所述三極管Ql的發(fā)射極連接一電容C3和一比較器的正極輸入端；當(dāng)所述輸入電壓正常時(shí)，所述光耦U2導(dǎo)通，所述三極管Ql截止，所述比較器輸出一高電平信號(hào)；當(dāng)所述輸入電壓出現(xiàn)缺相或單相時(shí)，所述光耦U2不導(dǎo)通，所述三極管Ql導(dǎo)通，所述比較器輸出一低電平?目號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于逆變焊機(jī)的缺相保護(hù)電路，其特征在于，所述三相整流橋通過(guò)一電感LI接地。
3.如權(quán)利要求1所述的用于逆變焊機(jī)的缺相保護(hù)電路，其特征在于，所述三相整流橋的輸出端經(jīng)過(guò)一電阻R6、R3后與所述光稱的發(fā)光器連接。
4.如權(quán)利要求3所述的用于逆變焊機(jī)的缺相保護(hù)電路，其特征在于，所述電阻R6的輸出端并聯(lián)一電容C2、二極管D5后通過(guò)一電阻Rll接地。
5.如權(quán)利要求1所述的用于逆變焊機(jī)的缺相保護(hù)電路，其特征在于，所述光耦的輸出端通過(guò)一電阻R7與所述三極管Ql的基極連接。
6.如權(quán)利要求5所述的用于逆變焊機(jī)的缺相保護(hù)電路，其特征在于，所述電阻R7的輸入端并聯(lián)一電阻RlO和電容C5，所述電阻R10、電容C5、電容C3和所述三極管Ql的集電極均接地。
7.如權(quán)利要求1所述的用于逆變焊機(jī)的缺相保護(hù)電路，其特征在于，所述比較器的負(fù)極輸入端包括一電阻R5與電容C4并聯(lián)后與電阻R9串聯(lián)的電路，所述電阻R9接地。
8.如權(quán)利要求1所述的用于逆變焊機(jī)的缺相保護(hù)電路，其特征在于，所述比較器的輸出端連接一電阻R4。
9.如權(quán)利要求8所述的用于逆變焊機(jī)的缺相保護(hù)電路，其特征在于，所述電阻R4的輸出端并聯(lián)一電阻R8、電容Cl和穩(wěn)壓二極管D4。
【文檔編號(hào)】B23K9/10GK203944975SQ201420335765
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】張輝, 田冰, 尤志春 申請(qǐng)人:上海威特力焊接設(shè)備制造股份有限公司