弧焊電源安全啟動裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種弧焊電源安全啟動裝置，該裝置包括風(fēng)機及繼電器控制電路和主回路啟動控制電路，其中風(fēng)機及繼電器控制電路連接主回路啟動控制電路，風(fēng)機及繼電器控制電路連接風(fēng)機及繼電器電路，主回路啟動控制電路連接逆變電源主回路，風(fēng)機及繼電器控制電路和主回路啟動控制電路分別連接輔助電源電路。在弧焊電源中的限流電源電路啟動第一預(yù)設(shè)時間之后，觸發(fā)弧焊電源中的風(fēng)機及繼電器電路工作；在弧焊電源中的限流電源電路啟動第二預(yù)設(shè)時間之后，觸發(fā)逆變電源主回路啟動工作。本實用新型能夠使弧焊時在主回路正常工作之前，弧焊電源的各功能模塊按時序先后開啟，互不干擾，從而達(dá)到弧焊電源安全可靠開啟工作的目的。
【專利說明】弧焊電源安全啟動裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及弧焊【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于弧焊電源安全啟動的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]焊機是生產(chǎn)加工領(lǐng)域中的重要設(shè)備，而逆變焊機作為焊機產(chǎn)品的主流發(fā)展方向，橫跨了焊接工藝、電弧及電力電子等多門學(xué)科，大功率軟啟動電源技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成為電力電子學(xué)中最前沿的研究【技術(shù)領(lǐng)域】。眾所周知弧焊焊接是在高電流情況下，通過電離氣體時放電所產(chǎn)生的熱量，來熔化焊條與工件使其在冷凝后形成焊縫。
[0003]目前的弧焊電源啟動，尤其是弧焊電源都是直接啟動?，F(xiàn)有弧焊電源在啟動的瞬間，風(fēng)機、IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)逆變主回路等器件同時開啟工作，導(dǎo)致開關(guān)電源功率提供不足，進一步引起弧焊電源無法正常工作，甚至引起功率器件損壞失效等現(xiàn)象。同時，現(xiàn)有弧焊電源啟動時各個功能模塊同時開啟，可能互相干擾而影響正常開啟。該領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)人員很容易忽視該問題，事實上該問題對于弧焊領(lǐng)域非常重要，作為對電源依靠很強的弧焊焊接，其電源的安全啟動不僅關(guān)系著設(shè)備、元器件、焊接效率、能源節(jié)約等問題，更是關(guān)系著該領(lǐng)域工作的人員安全等問題。本實用新型提供的技術(shù)方案解決了上述技術(shù)難題。
實用新型內(nèi)容
[0004]基于此，本實用新型提供一種弧焊電源安全啟動裝置，包括風(fēng)機及繼電器控制電路和主回路啟動控制電路，所述風(fēng)機及繼電器控制電路連接所述主回路啟動控制電路，所述風(fēng)機及繼電器控制電路連接弧焊電源中的風(fēng)機及繼電器電路，所述主回路啟動控制電路連接弧焊電源中的逆變電源主回路，所述風(fēng)機及繼電器控制電路和所述主回路啟動控制電路分別連接限流電源電路后級的輔助電源電路；
[0005]所述風(fēng)機及繼電器控制電路，用于在弧焊電源中的限流電源電路啟動第一預(yù)設(shè)時間之后，觸發(fā)弧焊電源中的風(fēng)機及繼電器電路工作；
[0006]所述主回路啟動控制電路，用于在弧焊電源中的限流電源電路啟動第二預(yù)設(shè)時間之后，觸發(fā)弧焊電源中的逆變電源主回路工作；其中，所述第二預(yù)設(shè)時間大于所述第一預(yù)設(shè)時間。
[0007]作為其中一個實施例，所述的風(fēng)機及繼電器控制電路與主回路啟動控制電路，通過第一二極管相連接，其中第一二極管的陽極與主回路啟動控制電路相連接，陰極與風(fēng)機及繼電器控制電路相連接。
[0008]作為其中一個實施例，所述風(fēng)機及繼電器控制電路與風(fēng)機及繼電器電路通過三極管相連接。
[0009]作為其中一個實施例，所述的風(fēng)機及繼電器控制電路包括第一電阻和第一電容、
比較器、第二電阻、三極管。
[0010]所述第一電阻一端與電源相連接，另一端與第一電容及比較器的正相輸入端相連接；所述第一電容一端與第一電阻及比較器正相輸入端相連接，所述比較器的輸出端與第二電阻相連接，所述第一電容另一端接地，所述第二電阻另一端與三極管基極相連接，所述三極管集電極與風(fēng)機及繼電器電路連接，發(fā)射極接地。
[0011]作為其中一個實施例，所述的主回路啟動控制電路包括第三電阻和第二電容、第四電阻、穩(wěn)壓管。
[0012]所述第三電阻一端與電源相連接，另一端與第二電容和第四電阻相連接，所述第二電容另一端接地，所述第四電阻另一端與穩(wěn)壓管相連接，所述穩(wěn)壓管的另一端與逆變電源主回路相連接。
[0013]作為其中一個實施例，所述的第一、二預(yù)設(shè)時間為第一、二電容的充電時間。
[0014]與傳統(tǒng)的技術(shù)相比，本實用新型針對弧焊電源部分提供了弧焊電源的安全啟動裝置，通過該裝置中的風(fēng)機及繼電器控制電路控制風(fēng)機及繼電器電路中的風(fēng)機、繼電器的工作狀態(tài)；具體地通過繼電器的工作控制弧焊電源中的限流電源電路，進一步通過主回路啟動控制電路控制逆變電源主回路工作。在逆變電源主回路正常工作之前，弧焊電源的各功能電路按時序先后開啟，互不干擾，從而達(dá)到弧焊電源安全可靠開啟工作的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型所述的弧焊電源安全啟動裝置的一個優(yōu)選實施例的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖2為弧焊電源中限流電源電路結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖3為本實用新型所述的弧焊電源安全啟動方法的流程示意圖。

【具體實施方式】
[0018]為更進一步闡述本實用新型所采取的技術(shù)手段及取得的效果，下面結(jié)合附圖及較佳實施例，對本實用新型的技術(shù)方案，進行清楚和完整的描述。
[0019]參考圖1、2所示，其中圖1為本實用新型所述的弧焊電源安全啟動裝置的一個優(yōu)選實施例的電路結(jié)構(gòu)圖；圖2為弧焊電源中限流電源電路結(jié)構(gòu)圖。
[0020]本實用新型提供了一種弧焊電源安全啟動裝置100，包括風(fēng)機及繼電器控制電路110和主回路啟動控制電路120，所述風(fēng)機及繼電器控制電路110連接所述主回路啟動控制電路120，所述風(fēng)機及繼電器控制電路110連接弧焊電源中的風(fēng)機及繼電器電路130，所述主回路啟動控制電路120連接弧焊電源中的逆變電源主回路，所述風(fēng)機及繼電器控制電路110和所述主回路啟動控制電路120分別連接弧焊電源中限流電源電路140后級的輔助電源電路150，所述的后級輔助電源電路150，用于將限流電源電路140輸出的電源，轉(zhuǎn)換為該裝置100電子元器件工作所需要的輔助電源。
[0021]所述風(fēng)機及繼電器控制電路110，用于在弧焊電源中的限流電源電路140及其后級的輔助電源電路150啟動第一預(yù)設(shè)時間之后，觸發(fā)弧焊電源中的風(fēng)機及繼電器電路130工作。
[0022]所述主回路啟動控制電路120，用于在弧焊電源中的限流電源電路140及其后級的輔助電源電路150啟動第二預(yù)設(shè)時間之后，觸發(fā)弧焊電源中的逆變電源主回路工作；其中，所述第二預(yù)設(shè)時間大于所述第一預(yù)設(shè)時間。
[0023]所述的風(fēng)機及繼電器電路130，包括繼電器J、第二二極管D2及風(fēng)機F，其中所述的繼電器J、第二二極管D2及風(fēng)機F三者并聯(lián)連接后一端與輔助電源相連接，另一端與風(fēng)機及繼電器控制電路110相連接。
[0024]所述的弧焊電源通過限流電源電路140中的繼電器來控制，當(dāng)所述的限流電源電路140中的繼電器J的3、4觸點斷開時，為弧焊電源整機上電限流啟動過程，當(dāng)所述的限流電源電路140中繼電器J的3、4觸點閉合時，所述的風(fēng)機及繼電器電路130工作，整機上電限流過程結(jié)束，所述的主回路啟動控制電路120輸出控制信號Utl，觸發(fā)逆變電源主回路啟動工作。
[0025]作為其中一個實施例，所述的風(fēng)機及繼電器控制電路110包括第一電阻R1和第一電容C1、比較器U1、第二電阻R2、三極管Qp
[0026]所述第一電阻R1 —端與輔助電源相連接，另一端與第一電容C1及比較器U1的正相輸入端相連接，所述比較器U1的輸出端與第二電阻R2的一端相連接，所述第一電容仏另一端接地，所述第二電阻R2另一端與三極管Q1基極相連接，所述三極管Q1集電極與風(fēng)機及繼電器電路130連接，發(fā)射極接地，所述比較器U1的反向輸入端連接基準(zhǔn)電壓，所述的輔助電源，為與限流電源電路140相連接的輔助電源電路150所輸出的電源。所述的基準(zhǔn)電壓為根據(jù)所述第一電阻R1和第一電容C1組成的充放電電路的參數(shù)設(shè)置的電壓一般為3?10伏特。
[0027]根據(jù)上述的風(fēng)機及繼電器控制電路，可以通過其中設(shè)置的R1與C1組成的R/C充放電電路，給電容仏充電，當(dāng)電容仏的電壓大于比較器U1的電壓時就可以，控制三極管Q1的導(dǎo)通狀態(tài)，進一步起到控制后續(xù)風(fēng)機及繼電器電路的工作狀態(tài)，C1電容的充電時間即為上述第一預(yù)設(shè)時間。該電路設(shè)計簡單，元器件都很常見匹配度高，兼容性也高。
[0028]作為其中一個實施例，所述的主回路啟動控制電路120包括第三電阻R3和第二電容C2、第四電阻R4、穩(wěn)壓管ZD115
[0029]所述第三電阻R3 —端與電源相連接，另一端與第二電容C2和第四電阻R4相連接，所述第二電容C2另一端接地，所述第四電阻R4另一端與穩(wěn)壓管ZD1相連接，所述穩(wěn)壓管ZD1的另一端與逆變電源主回路相連接。
[0030]根據(jù)上述的主回路啟動控制電路，可通過其中設(shè)置的R3與C2組成的R/C充放電電路，給電容C2充電，當(dāng)電容C2的電壓達(dá)到穩(wěn)壓管ZD1的反向擊穿電壓時，穩(wěn)壓管ZD1被擊穿，主回路啟動控制電路將輸出高電平Utl，觸發(fā)逆變電源主回路啟動工作，C2電容的充電時間即為上述第二預(yù)設(shè)時間。該電路設(shè)計簡單，元器件都很常見匹配度高，兼容性也高，簡單的設(shè)計就可以實現(xiàn)控制目的。
[0031]作為其中一個實施例，所述的風(fēng)機及繼電器控制電路110與主回路啟動控制電路120，通過第一二極管D1相連接，其中第一二極管D1的陽極與主回路啟動控制電路120相連接，陰極與風(fēng)機及繼電器控制電路110相連接。
[0032]在所述的風(fēng)機及繼電器控制電路與主回路啟動控制電路之間設(shè)置第一二極管，用于在所述三極管導(dǎo)通前控制所述主回路啟動控制電路中A點處于低電平狀態(tài)，以保證在風(fēng)機及繼電器電路導(dǎo)通之前，逆變電源主回路不工作。
[0033]作為其中一個實施例，所述風(fēng)機及繼電器控制電路110與風(fēng)機及繼電器電路130通過三極管Q1相連接。
[0034]在所述的風(fēng)機及繼電器控制電路與風(fēng)機及繼電器電路之間設(shè)置三極管，用于控制風(fēng)機、繼電器的工作狀態(tài)，具體地當(dāng)三極管基極為高電平時，三極管導(dǎo)通，風(fēng)機、繼電器啟動工作，另外設(shè)置在所述的風(fēng)機及繼電器電路中的第二二極管用于過濾繼電器工作時產(chǎn)生的反向電勢，用于保護三極管。
[0035]進一步，所述的第一、二預(yù)設(shè)時間為第一電容C1、第二電容C2的充電時間,所述第一、第二預(yù)設(shè)時間，優(yōu)選R/C充放電電路中通過電容的充放電時間來實現(xiàn)，其中，所述的第一、第二電容優(yōu)選為極性電解電容。
[0036]如圖2所示，所述的弧焊電源中的限流電源電路140中設(shè)置的限流電阻TH1，材質(zhì)優(yōu)選為熱敏電阻或者大功率水泥電阻。
[0037]作為其中一個優(yōu)選的實施例，本實用新型所述的裝置100的具體實施過程如下:當(dāng)打開焊機電源時通過限流電阻TH1啟動后弧焊電源電路輸出輔助電源VCC。
[0038]在圖1所示的風(fēng)機及繼電器控制電路110中，輔助電源VCC通過第一電阻R1給第一電容C1充電并輸入到比較器U1的正相輸入端，比較器U1的反相輸入端輸入預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓Vref。當(dāng)?shù)谝浑娙軨1上充電電壓高于Vref時，比較器U1輸出高電平通過第二電阻R2接到三極管Q1基極，使三極管Q1導(dǎo)通^導(dǎo)通后，風(fēng)機及繼電器電路130工作，風(fēng)機F、繼電器J啟動工作，此時繼電器J的3、4觸點吸合，限流電阻TH1短路，其中在風(fēng)機及繼電器電路130中與風(fēng)機F、繼電器J并聯(lián)連接的二極管D2是用于過濾繼電器的反向電勢保護三極管Qp
[0039]在如圖1所示的主回路啟動控制電路120中，VCC通過第三電阻R3給第二電容C2充電，并通過第四電阻R4接到圖中所示A點，A點分別通過二極管D1接到風(fēng)機及繼電器控制電路110部分的三極管Q1基極，以及穩(wěn)壓管ZD1的反向輸入端，其正向輸出端輸出控制信號Utl，進一步控制逆變電源主回路的工作狀態(tài)。
[0040]如圖1所示，在比較器U1輸出高電平前A點電位一直被二極管D1置于低電平，此時U0輸出一個低電平控制，逆變電源主回路處于不工作狀態(tài)。當(dāng)比較器U1輸出高電平時，A點電位不再受風(fēng)機及繼電器控制電路110部分的限制，且當(dāng)?shù)诙娙軨2的充電電壓使穩(wěn)壓管ZD1擊穿時Utl輸出一個高電平來控制逆變電源主回路開啟工作。以上所述為本實用新型電弧焊安全啟動實現(xiàn)過程。
[0041 ] 上述弧焊電源的安全啟動裝置，通過該裝置中的風(fēng)機及繼電器控制電路控制風(fēng)機及繼電器電路中的風(fēng)機、繼電器的工作狀態(tài)；具體地通過繼電器的工作控制弧焊電源中的限流電源電路，進一步通過主回路啟動控制電路控制逆變電源主回路工作。在逆變電源主回路正常工作之前，弧焊電源的各功能電路按時序先后開啟，互不干擾，從而達(dá)到弧焊電源安全可靠開啟工作的目的。
[0042]如圖3所示，圖3為本實用新型所述的弧焊電源安全啟動裝置對應(yīng)的方法流程示意圖。本實用新型所述弧焊電源安全啟動裝置的實現(xiàn)方法包括如下步驟:
[0043]SlOl在弧焊電源中的限流電源電路啟動第一預(yù)設(shè)時間之后，觸發(fā)弧焊電源中的風(fēng)機及繼電器電路工作；
[0044]S102在弧焊電源中的限流電源電路啟動第二預(yù)設(shè)時間之后，觸發(fā)弧焊電源中的逆變電源主回路工作；
[0045]所述第二預(yù)設(shè)時間大于所述第一預(yù)設(shè)時間。
[0046]作為其中一個實施例，所述的第一、二預(yù)設(shè)時間同時開始。
[0047]作為一個優(yōu)選的【具體實施方式】，如圖1所示的弧焊電源安全啟動裝置為例描述本實用新型的弧焊電源安全啟動方法。本實用新型所述的裝置100的具體工作過程如下:
[0048]當(dāng)打開焊機電源時通過限流電阻TH1啟動后弧焊電源電路輸出輔助電源VCC。
[0049]在圖1所示的風(fēng)機及繼電器控制電路110中，輔助電源VCC通過第一電阻R1給第一電容C1充電并輸入到比較器U1的正相輸入端，比較器U1的反相輸入端輸入預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓Vref。當(dāng)?shù)谝浑娙軨1上充電電壓高于Vref時，比較器U1輸出高電平通過第二電阻R2接到三極管Q1基極，使三極管Q1導(dǎo)通^導(dǎo)通后，風(fēng)機及繼電器電路130工作，風(fēng)機F、繼電器J啟動工作，此時繼電器J的3、4觸點吸合，限流電阻TH1短路，其中在風(fēng)機及繼電器電路130中與風(fēng)機F、繼電器J并聯(lián)連接的二極管D2是用于過濾繼電器的反向電勢保護三極管Qp
[0050]在如圖1所示的主回路啟動控制電路120中，VCC通過第三電阻R3給第二電容C2充電，并通過第四電阻R4接到圖中所示A點，A點分別通過二極管D1接到風(fēng)機及繼電器控制電路110部分的三極管Q1基極，以及穩(wěn)壓管ZD1的反向輸入端，其正向輸出端輸出控制信號Utl，進一步控制逆變電源主回路的工作狀態(tài)。
[0051]如圖1所示，在比較器U1輸出高電平前A點電位一直被二極管D1置于低電平，此時U0輸出一個低電平控制，逆變電源主回路處于不工作狀態(tài)。當(dāng)比較器U1輸出高電平時，A點電位不再受風(fēng)機及繼電器控制電路110部分的限制，且當(dāng)?shù)诙娙軨2的充電電壓使穩(wěn)壓管ZD1擊穿時Utl輸出一個高電平來控制逆變電源主回路開啟工作。以上所述為本實用新型電弧焊安全啟動實現(xiàn)過程。
[0052]上述弧焊電源安全啟動的方法，通過在弧焊電源中的限流電源電路啟動第一預(yù)設(shè)時間之后，觸發(fā)弧焊電源中的風(fēng)機及繼電器電路工作；繼電器進一步控制弧焊電源中的限流電源電路，在弧焊電源中的限流電源電路啟動第二預(yù)設(shè)時間之后，觸發(fā)弧焊電源中的逆變電源主回路工作。在逆變電源主回路正常工作之前，弧焊電源的各功能電路按時序先后開啟，互不干擾，從而達(dá)到弧焊電源安全可靠開啟工作的目的。
[0053]以上所述實施例僅表達(dá)了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種弧焊電源安全啟動裝置，其特征在于，包括風(fēng)機及繼電器控制電路和主回路啟動控制電路，所述風(fēng)機及繼電器控制電路連接所述主回路啟動控制電路，所述風(fēng)機及繼電器控制電路連接弧焊電源中的風(fēng)機及繼電器電路，所述主回路啟動控制電路連接弧焊電源中的逆變電源主回路，所述風(fēng)機及繼電器控制電路和所述主回路啟動控制電路分別連接輔助電源電路； 所述風(fēng)機及繼電器控制電路，用于在弧焊電源中的限流電源電路啟動第一預(yù)設(shè)時間之后，觸發(fā)弧焊電源中的風(fēng)機及繼電器電路工作； 所述主回路啟動控制電路，用于在弧焊電源中的限流電源電路啟動第二預(yù)設(shè)時間之后，觸發(fā)弧焊電源中的逆變電源主回路工作； 其中，所述第二預(yù)設(shè)時間大于所述第一預(yù)設(shè)時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弧焊電源安全啟動裝置，其特征在于，所述的風(fēng)機及繼電器控制電路包括第一電阻和第一電容、比較器、第二電阻、三極管； 所述第一電阻一端與輔助電源相連接，另一端與第一電容及比較器的正相輸入端相連接，所述比較器的輸出端與第二電阻的一端相連接，所述第一電容另一端接地，所述第二電阻另一端與三極管基極相連接，所述三極管集電極與風(fēng)機及繼電器電路連接，發(fā)射極接地，比較器的反向輸入端連接基準(zhǔn)電壓，所述的輔助電源為所述輔助電源電路輸出的電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弧焊電源安全啟動裝置，其特征在于，所述的主回路啟動控制電路包括第三電阻和第二電容、第四電阻、穩(wěn)壓管； 所述第三電阻一端與輔助電源相連接，另一端與第二電容和第四電阻一端相連接，所述第二電容另一端接地，所述第四電阻另一端與穩(wěn)壓管相連接，所述穩(wěn)壓管的另一端與逆變電源主回路相連接，所述的輔助電源為所述輔助電源電路輸出的電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弧焊電源安全啟動裝置，其特征在于，所述的風(fēng)機及繼電器控制電路與主回路啟動控制電路，通過第一二極管相連接，其中第一二極管的陽極與主回路啟動控制電路相連接，陰極與風(fēng)機及繼電器控制電路相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弧焊電源安全啟動裝置，其特征在于，所述風(fēng)機及繼電器控制電路與風(fēng)機及繼電器電路通過三極管相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的弧焊電源安全啟動裝置，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)時間為所述第一電容的充電時間。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的弧焊電源安全啟動裝置，其特征在于，所述第二預(yù)設(shè)時間分別為所述第二電容的充電時間。
【文檔編號】H02M1/36GK203933380SQ201420305210
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】舒振宇, 薛必好 申請人:上海滬工焊接集團股份有限公司