一種電壓和頻率調(diào)節(jié)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種電壓和頻率調(diào)節(jié)裝置，包括功率元件、驅(qū)動(dòng)電路、電路板和散熱片，所述功率元件固定在所述散熱片上，所述電路板固定在所述功率元件上，所述驅(qū)動(dòng)電路焊接在所述電路板上。本實(shí)用新型通過功率元件與驅(qū)動(dòng)電路集成化以及功率元件采用大功率模塊，克服了多個(gè)分立元件硬并聯(lián)導(dǎo)通不一致的問題，并且驅(qū)動(dòng)電路與功率元件用光電耦合器隔離，避免了因功率元件擊穿、燒損等破壞控制電路；各功率元件與驅(qū)動(dòng)電路均有兩組，一旦有故障發(fā)生，可立即切換到另一組上；可以通過開關(guān)實(shí)現(xiàn)兩路功率元件與驅(qū)動(dòng)電路的切換，提高了使用和維修的方便度。
【專利說明】一種電壓和頻率調(diào)節(jié)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電火花堆焊修復(fù)機(jī)功率組件，具體涉及一種應(yīng)用在電火花堆焊修復(fù)機(jī)上的功率變頻輸出組件。

【背景技術(shù)】
[0002]電火花堆焊修復(fù)機(jī)，屬于冷焊機(jī)的一種，主要用于模具的焊補(bǔ)、鑄件鑄造缺陷的修補(bǔ)。早期的電火花堆焊修復(fù)機(jī)均采用分立式功率元件多個(gè)并聯(lián)方式，因?yàn)椴捎糜膊⒙?lián)方式，所以很難控制各個(gè)功率元件導(dǎo)通的一致性，所以導(dǎo)致功率元器件過載損壞的事情經(jīng)常發(fā)生；一旦功率元器件擊穿、燒損等，還會(huì)把驅(qū)動(dòng)電路及控制電路一并燒損。近幾年，電火花堆焊修復(fù)機(jī)雖然有了快速的發(fā)展，但是由于上述原因使得故障率仍然呈現(xiàn)上升趨勢。
[0003]因此，研制出一種新型的電壓和頻率調(diào)節(jié)裝置顯得尤為必要。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種將功率元件與驅(qū)動(dòng)電路集成化，克服了多個(gè)分立元件硬并聯(lián)導(dǎo)通不一致的問題，并且驅(qū)動(dòng)電路與功率元件用光電耦合器隔離，避免了因功率組件擊穿、燒損等破壞控制電路。
[0005]本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，一種電壓和頻率調(diào)節(jié)裝置，包括功率元件、驅(qū)動(dòng)電路、電路板和散熱片，所述功率元件固定在所述散熱片上，所述電路板固定在所述功率元件上，所述驅(qū)動(dòng)電路焊接在所述電路板上。
[0006]優(yōu)選的，所述電路板的下方設(shè)有六個(gè)輸入端子，所述電路板的右上方設(shè)有一個(gè)輸出端子，所述電路板的左上方設(shè)有一個(gè)信號(hào)輸入輸出接口。
[0007]優(yōu)選的，所述功率元件與驅(qū)動(dòng)電路均有兩組。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果如下:通過功率元件與驅(qū)動(dòng)電路集成化以及功率元件采用大功率模塊，克服了多個(gè)分立元件硬并聯(lián)導(dǎo)通不一致的問題；并且驅(qū)動(dòng)電路與功率元件用光電耦合器隔離，避免了因功率組件擊穿、燒損等破壞控制電路；各功率元件與驅(qū)動(dòng)電路均有兩組，一旦有故障發(fā)生，可立即切換到另一組上，也可以通過開關(guān)實(shí)現(xiàn)兩路功率元件與驅(qū)動(dòng)電路的切換，以提高使用和維修的方便度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0010]圖1為本實(shí)用新型的主視示意圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型的左視示意圖；
[0012]圖3為本實(shí)用新型的后視示意圖；
[0013]圖4為本實(shí)用新型的整體電路原理示意圖；
[0014]圖5為本實(shí)用新型的電壓調(diào)節(jié)及電流控制電路原理圖；
[0015]圖6為本實(shí)用新型的電壓調(diào)節(jié)功率元件及驅(qū)動(dòng)原理圖；
[0016]圖7為本實(shí)用新型的頻率調(diào)節(jié)控制電路圖；
[0017]圖8為本實(shí)用新型的頻率調(diào)節(jié)功率元件及驅(qū)動(dòng)原理圖。
[0018]圖中:1為第一信號(hào)輸入輸出接口，2為分流器,3為第一輸出接線端子，4為第一IGBT元件，5為續(xù)流二極管，6為第一連線端子，7為第二連線端子，8為第三連線端子，9為第四連線端子，10為第五連線端子，11為第六連線端子，12為第七連線端子，13為第八連線端子，28為第九連線端子，29為第十連線端子，14為第一電路板，15為總控制板，16為分控板，17為調(diào)壓控制板,19為第一散熱片,20為整流濾波板,21為第二散熱片,22為第一繼電器組，23為變頻控制板，24為第二信號(hào)輸入輸出接口，25為第二 IGBT元件，26為第二輸出接線端子，27為反相保護(hù)二極管，30為第二繼電器組，31為第二電路板。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本實(shí)用新型，但不以任何形式限制本實(shí)用新型。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0020]如圖1、圖2和圖3所示的電壓和頻率調(diào)節(jié)裝置,包括功率元件、驅(qū)動(dòng)電路、電路板和散熱片，功率元件固定在散熱片上，電路板固定在功率元件上，驅(qū)動(dòng)電路焊接在電路板上，功率元件和電路板可以通過螺釘?shù)男问焦潭ǎβ试c驅(qū)動(dòng)電路可以均設(shè)兩組，功率元件分別為第一 IGBT元件4和第二 IGBT元件25，第一 IGBT元件4和第二 IGBT元件25可以采用大功率IGBT元件，型號(hào)為CM300DY-12H ;電路板分別為第一電路板14和第二電路板31,第一電路板14和第二電路板31上分別對(duì)應(yīng)第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路，第一電路板14及第一驅(qū)動(dòng)電路的下方設(shè)置有第一連線端子6、第二連線端子7、第三連線端子8、第四連線端子9、第五連線端子10、第六連線端子11、第七連線端子12、第八連線端子13，其中第一連線端子6、第二連線端子7、第四連線端子9、第六連線端子11、第七連線端子12、第八連線端子13這六個(gè)連線端子用作輸入端子；第一電路板14及第一驅(qū)動(dòng)電路的右上方設(shè)有第一輸出接線端子3，用作輸出端子，第一電路板14及第一驅(qū)動(dòng)電路的左上方設(shè)有第一信號(hào)輸入輸出接口 1，用作控制信號(hào)接口 ；第二電路板31及第二驅(qū)動(dòng)電路的下方設(shè)置有第九連線端子28和第十連線端子29，用作輸入端子；第二電路板31及第二驅(qū)動(dòng)電路的右上方設(shè)有第二輸出接線端子26，用作輸出端子，第二電路板31及第二驅(qū)動(dòng)電路的左上方設(shè)有第二信號(hào)輸入輸出接口 24，用作另一個(gè)控制信號(hào)接口 ；一旦有故障發(fā)生，兩路功率元件與兩路驅(qū)動(dòng)電路可通過第一信號(hào)輸入輸出接口 I或第二信號(hào)輸入輸出接口 24立即切換到另一路上；散熱片可以包括第一散熱片19和第二散熱片21，其他的輔助元件包括分流器2、續(xù)流二極管5、總控制板15、分控板16、調(diào)壓控制板17、整流濾波板20、第一繼電器組22、變頻控制板23、反相保護(hù)二極管27和第二繼電器組30，這些輔助元件均設(shè)置在功率元件和驅(qū)動(dòng)電路的四周，同時(shí)，也可以通過開關(guān)實(shí)現(xiàn)兩路功率元件與驅(qū)動(dòng)電路的切換，以提高使用和維修的方便度；另外，IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)為絕緣柵雙極型晶體管,是由BJT (雙極型三極管)和MOS (絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，由于IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低，因此適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。
[0021]在本實(shí)用新型的整體電路中，如圖4所示，市電通過電源接口 JP5、保險(xiǎn)絲Fl連接至電源開關(guān)S4上，分為2路，一路加至風(fēng)扇接口 JP6上，另一路加至主變壓器BTl上，經(jīng)主變壓器變壓輸出，整流橋B2整流，電容組E15濾波后得到90V左右的平滑直流電加至功率組件的IC15輸入端上，C12、R59、D3組成保護(hù)電路，Jl、S2組成功率組件的切換電路；待機(jī)狀態(tài)下IC15的Gl與El、G2與E2腳之間的電壓均處于_5V，處于截止待機(jī)狀態(tài)。
[0022]本實(shí)用新型的電壓調(diào)節(jié)及電流控制如圖5所示，當(dāng)工作開關(guān)打開后，I CS的2腳比3腳電壓低，I腳成高阻狀態(tài)D4截止；調(diào)節(jié)面板上的電壓調(diào)節(jié)電位器，使其輸出一個(gè)控制電壓通過電阻R2加至IC2的2腳，電阻Rl為反饋電壓分壓電阻，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)IC2的2腳高于3腳的電壓，此時(shí)IC2的6腳會(huì)輸出一個(gè)大約-5V的電壓通過電阻R6使其Dl截止；此時(shí)IC7的5腳低于6腳，會(huì)從IC7的7腳輸出一個(gè)低電位，通過R24、C8濾波加至IC8的6腳，使其IC8的6腳低電位時(shí)間加長，從而使其IC8的7腳高阻狀態(tài)時(shí)間加長，+12V電壓通過R62、R61加至三極管Q2的基極，Q2截止；+12V通過R38加至三極管Ql的基極，使其Ql導(dǎo)通，D2導(dǎo)通；如果輸出電壓超過預(yù)設(shè)電壓，反饋電壓通過Rl分壓，加至IC2的2腳，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)IC2的2腳低于3腳的電壓，此時(shí)IC2的6腳會(huì)輸出一個(gè)高電平通過電阻R6、D1加至IC7的5腳；使其5腳電壓高于6腳，會(huì)從IC7的7腳輸出一個(gè)高電位，通過R24、C8濾波加至IC8的6腳，使其IC8的6腳高電位時(shí)間加長，從而使其IC8的7腳低電平狀態(tài)時(shí)間加長，這一低電壓通過R61加至三極管Q2的基極，Q2飽和導(dǎo)通；使其三極管Ql截止，Q3飽和導(dǎo)通，D2截止；從而實(shí)現(xiàn)了調(diào)壓功能；當(dāng)電流超過預(yù)設(shè)值時(shí)，分流器R64兩端輸出電壓，通過電阻R19、C5濾波加至IC7的3腳，R32、Wl組成負(fù)反饋電路，此時(shí)IC7的3腳高于2腳，從IC7的I腳輸出一個(gè)高電位通過電阻R26、電容C7濾波加至加至IC7的5腳，使其5腳電壓高于6腳，從IC7的7腳輸出一個(gè)高電位，通過R24、C8濾波加至IC8的6腳，使其IC8的6腳高電位時(shí)間加長，從而使其IC8的7腳低電平狀態(tài)時(shí)間加長，這一低電壓通過R61加至三極管Q2的基極，Q2飽和導(dǎo)通；使其三極管Ql截止，Q3飽和導(dǎo)通，D2截止，從而實(shí)現(xiàn)了控制電流的功能。
[0023]本實(shí)用新型的電壓調(diào)節(jié)功率元件及驅(qū)動(dòng)電路如圖6所示，當(dāng)二極管D2導(dǎo)通后，+12V電壓通過電阻R39加至光電耦合器IC17的2腳，電壓從IC17的3腳出來后接到IC18的2腳，最后通過IC18的3腳直接接到負(fù)極，構(gòu)成回路；R40、R44電阻功能第一是分流作用，第二是不管哪個(gè)光電耦合器開路都能使其另一個(gè)能正常工作；當(dāng)1(:18導(dǎo)通時(shí)，會(huì)從IC18的6腳輸出一個(gè)+12V的電壓，通過電阻R47加至IC15內(nèi)部的功率組件C2的G2腳上，從而使其C2導(dǎo)通，電流通過分流器R64加至電容組E16?E20上充電，負(fù)極通過電感LI加至整流橋B2上；二極管D4、D5為續(xù)流二極管，當(dāng)功率組件截止時(shí)，電感LI會(huì)產(chǎn)生反相電壓通過二極管D4、D5分流器R64加至電容組E16?E20上充電；
[0024]IC1UIC12為驅(qū)動(dòng)電路隔離電源，目的為了把控制電路電源與驅(qū)動(dòng)電路電源隔離；IC17、IC18為光電耦合器，使其控制電路與驅(qū)動(dòng)電路、功率元件隔離，一旦功率元件出現(xiàn)擊穿、打火等故障，不會(huì)燒損控制電路級(jí)控制電源；當(dāng)1(:15內(nèi)部的功率組件C2出現(xiàn)擊穿、斷路打火等故障時(shí)，此時(shí)可以調(diào)節(jié)S2開關(guān)，使其繼電器Jl從短接IC15內(nèi)部的功率組件Cl位置轉(zhuǎn)換到短接IC15內(nèi)部的功率組件C2位置，從而實(shí)現(xiàn)了快速修復(fù)功能。
[0025]本實(shí)用新型的頻率調(diào)節(jié)控制電路如圖7所示，通過頻率調(diào)節(jié)電位器中心抽頭輸出一個(gè)電壓，通過電阻R15，R18分壓加至IClO的3腳，使得IClO的I腳產(chǎn)生一個(gè)高電位，通過R7加至IC9的7腳，之后通過電阻R63加至IC9的2腳和6腳，并同時(shí)給電容C2充電，當(dāng)電容C2兩端電壓達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)IC9的7腳打開，電容C2通過電阻R63、IC9的7腳對(duì)地放電，周而復(fù)始不停地對(duì)電容C2充放電形成了三角波形成電路，這一個(gè)三角波加至IClO的6腳與IClO的5腳運(yùn)算放大在IClO的7腳輸出，通過RlO加至三極管Q4的基極，使其Q4工作在飽和與截止?fàn)顟B(tài)。
[0026]本實(shí)用新型的頻率調(diào)節(jié)功率元件及驅(qū)動(dòng)電路如圖8所示，當(dāng)三極管飽和導(dǎo)通后，+12V電壓通過電阻R9加至光耦I(lǐng)C19的2腳從IC19的3腳出來后進(jìn)到IC20的2腳，從IC20的3腳出來后加至Q4的集電極上，形成回路；R51、R55電阻功能第一是分流作用，第二是不管哪個(gè)光電耦合器開路都能使其另一個(gè)能正常工作；當(dāng)IC20導(dǎo)通時(shí)，會(huì)從IC20的6腳輸出一個(gè)+12V的電壓，通過電阻R54加至IC16內(nèi)部的功率組件C2的G2腳上，從而使其C2導(dǎo)通，加至輸出級(jí)上，接至焊槍，從工件接口返回到電容組E16飛20的負(fù)極；IC13、IC14為驅(qū)動(dòng)電路隔離電源，目的為了把控制電路電源與驅(qū)動(dòng)電路電源隔離；IC19、IC20為光電耦合器，使其控制電路與驅(qū)動(dòng)電路、功率元件隔離，一旦功率元件出現(xiàn)擊穿、打火等故障，不會(huì)燒損控制電路以及控制電源；當(dāng)IC16內(nèi)部的功率組件C2出現(xiàn)擊穿、斷路打火等故障時(shí)，此時(shí)可以調(diào)節(jié)S3開關(guān)，使其繼電器組J2從短接IC16內(nèi)部的功率組件Cl位置轉(zhuǎn)換到短接IC16內(nèi)部的功率組件C2位置，從而實(shí)現(xiàn)了快速修復(fù)功能。
[0027]以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種電壓和頻率調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，包括功率元件、驅(qū)動(dòng)電路、電路板和散熱片，所述功率元件固定在所述散熱片上，所述電路板固定在所述功率元件上，所述驅(qū)動(dòng)電路焊接在所述電路板上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電壓和頻率調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述電路板的下方設(shè)有六個(gè)輸入端子，所述電路板的右上方設(shè)有一個(gè)輸出端子，所述電路板的左上方設(shè)有一個(gè)信號(hào)輸入輸出接口。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種電壓和頻率調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述功率元件與驅(qū)動(dòng)電路均有兩組。
【文檔編號(hào)】B23K9/04GK203992792SQ201420483532
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】王建輝, 張可心 申請(qǐng)人:王建輝, 張可心