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高頻逆變式直流電焊機(jī)的控制裝置的制作方法

文檔序號:3186339閱讀:600來源:國知局
專利名稱:高頻逆變式直流電焊機(jī)的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及焊機(jī)領(lǐng)域,更具體地講,本實(shí)用新型涉及高頻逆變式直流電焊機(jī)的控制裝置,在國際專利分類表中本實(shí)用新型應(yīng)該分為G05F小類。
背景技術(shù)
隨著功率開關(guān)器件、專用集成電路、磁性元件的質(zhì)量的提高和應(yīng)用,隨著功率變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的日益完善,高頻逆變式直流電焊機(jī)的優(yōu)點(diǎn)越來越突出,主要表現(xiàn)在體積小、重量輕、易于攜帶、濾波環(huán)節(jié)的容量小,尤其突出的是,其輸出電流平穩(wěn),焊接質(zhì)量相當(dāng)高。然而也有不足之處目前的開關(guān)電源式直流焊機(jī)大部分采用平均電流型控制,對焊機(jī)輸出電流的響應(yīng)速度較慢,尤其在焊機(jī)輸出短路起弧的瞬間,電網(wǎng)和功率器件中都可能存在瞬間短路的沖擊,影響了功率器件和焊機(jī)的使用壽命及可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于針對已有技術(shù)的不足,提供一種可以實(shí)現(xiàn)平均電流型控制及峰值電流型控制相結(jié)合的高頻逆變式直流電焊機(jī)的控制裝置。該裝置動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快,輸出電流平穩(wěn),明顯地提高了功率器件和焊機(jī)的使用壽命及可靠性。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的所述的控制裝置有一個(gè)霍爾電流傳感器CS1,所述的電流傳感器CS1的二次側(cè)分兩路連接PWM控制芯片IC2一路通過電阻R5連接到芯片IC2,另一路通過電阻R2、輸出穩(wěn)流調(diào)節(jié)器、R4連接到芯片IC2;所述的PWM控制芯片IC2的輸出端-“OUT”端連接到二分頻電路及整型電路;所述的二分頻電路及整型電路有二個(gè)輸出端IC4輸出端和IC4′輸出端;其中,IC4輸出端連接a組驅(qū)動(dòng)模塊,IC4′輸出端連接b組驅(qū)動(dòng)模塊;所述的a組驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端分別連接到主功率開關(guān)管S1、S4,所述的b組驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端分別連接到主功率開關(guān)管S2、S3。
在具體實(shí)施例中所述的輸出穩(wěn)流調(diào)節(jié)器由運(yùn)放IC1、電阻R3、電容C2構(gòu)成,所述的運(yùn)放IC1的輸出端連接電容C2的一端,所述的電容C2的另一端連接電阻R3的一端,所述的電阻R3的另一端連接運(yùn)放IC1的“-”端;所述的二分頻電路及整型電路由D觸發(fā)器IC3、與門IC4、與門IC4′構(gòu)成,所述的D觸發(fā)器IC3的“clk”端分別接向與門IC4的“a”端、與門IC4′“a”端,所述的D觸發(fā)器的“D”端分別接向D觸發(fā)器的“Q”端和與門IC4的“b”端,所述的D觸發(fā)器的“Q”端接向與門IC4′的“b”端。
所述的電流傳感器CS1的二次側(cè)通過電阻R1連接參考“地”端,所述的電流傳感器CS1的二次側(cè)通過電阻R5接向IC2的“CS”端,所述的電流傳感器CS1二次側(cè)通過電阻R2接向IC1的“-”端,所述的控制裝置有一個(gè)輸出電流給定電位器W,所述的電位器W的滑動(dòng)端通過電阻R6連接IC1的“+”端,所述的IC1的輸出端通過電容C2、電阻R3接向IC1的“-”端,所述的IC1的輸出端通過電阻R4接向IC2的“COMP”端,所述的IC2的“COMP”端通過電容C3接向IC2的“EA-”端,所述的IC2的“EA-”端連接參考“地”端,所述的IC2的“CS”端通過電容C1連接參考“地”端,所述的IC2的“Vref”端通過電容C5連接參考“地”端,所述的IC2的“Vref”端通過電阻R7接向IC2的“CT/RT”端,所述的IC2的“CT/RT”端通過電容C4連接參考“地”端,所述的IC2的“GND”端連接參考“地”端,所述的IC2的“VCC”端連接供電端“+15V”,所述的IC2的“OUT”端分別接向D觸發(fā)器IC3的“clk”端、與門IC4的“a”端、與門IC4′“a”端,所述的IC3的“Q”端分別接向IC3的“D”端、與門IC4的“b”端,所述的IC3的“Q”端接向與門IC4′的“b”端,所述的與門IC4的輸出端通過a組驅(qū)動(dòng)模塊分別連接到主功率開關(guān)管S1、S4,所述的與門IC4′的輸出端通過b組驅(qū)動(dòng)模塊分別連接到主功率開關(guān)管S2、S3。
所述的電流傳感器CS1為LA58-P,所述的運(yùn)放IC1為LM358電路,所述的IC2為UC3842電路,所述的IC3為74HC74電路,所述的IC4、IC4′為74HC08與門電路,所述的a組驅(qū)動(dòng)模塊、b組驅(qū)動(dòng)模塊為M57959L電路。
由于本實(shí)用新型采用了上述的技術(shù)方案,峰值電流型控制可以克服平均電流型控制的不足,可以逐個(gè)周期地對輸出電流進(jìn)行控制,動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快,可以克服因電網(wǎng)波動(dòng)及負(fù)載突變而引起的輸出電流波動(dòng),能夠保證輸出電流非常平穩(wěn)。同時(shí),由于峰值電流控制是逐個(gè)周期地檢測輸出電流,從而可以對輸出短路及輸出過流逐個(gè)周期地進(jìn)行限制,從本質(zhì)上克服了電壓型控制的不足,使得功率器件和焊機(jī)的使用壽命及可靠性大為提高。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明,其中附


圖1是高頻逆變焊機(jī)的主回路拓?fù)鋱D。
附圖2是本實(shí)用新型的一個(gè)最佳實(shí)施例的電路原理圖。
附圖3是高頻逆變式直流電焊機(jī)的PWM脈沖產(chǎn)生原理圖。
本實(shí)用新型的工作原理如下附
圖1是本實(shí)用新型所控制的高頻逆變式直流電焊機(jī)的主回路拓?fù)鋱D。該附圖包括工頻全橋整流濾波電路、高頻全橋逆變電路、高頻全波整流濾波電路。其輸出電流采用一只霍爾電流傳感器CS1進(jìn)行采樣,CS1的二次側(cè)通過采樣電阻R1產(chǎn)生電流反饋信號IF(其波形如附圖3所示“輸出電流波形”),IF作為本實(shí)用新型的輸入控制信號。
本實(shí)用新型的工作原理圖如附圖2所示,其特點(diǎn)是輸出電流采樣值IF送至由運(yùn)放IC1(LM358)、R3、C2構(gòu)成的輸出穩(wěn)流調(diào)節(jié)器,使電焊機(jī)的輸出電流跟隨由給定電位器W的設(shè)定值;穩(wěn)流調(diào)節(jié)器輸出的電流誤差信號經(jīng)R4、C3濾波后送至電流型專用PWM控制芯片IC2(UC3842)的“COMP”端(即PWM比較器的同相輸入端),作為PWM比較器的比較基準(zhǔn)電壓;輸出電流采樣值IF同時(shí)經(jīng)過由R5、C1構(gòu)成的濾波電路,適當(dāng)濾波后送至IC2的峰值電流采樣端“CS”端(即PWM比較器的反相輸入端),此峰值電流信號在IC2內(nèi)部與IC2的“COMP”端的比較基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,產(chǎn)生一路PWM控制脈沖(PWM脈沖的產(chǎn)生原理如圖3所示),此脈沖經(jīng)過IC2的“OUT”端輸出,再經(jīng)由D觸發(fā)器IC3(74HC74)、與門IC4(74HC08)、與門IC4′(74HC08)構(gòu)成的二分頻電路及整型電路后,產(chǎn)生兩路PWM控制驅(qū)動(dòng)脈沖,并由IC4、IC4′的輸出端分別送至“a組驅(qū)動(dòng)模塊”、“b組驅(qū)動(dòng)模塊”,經(jīng)隔離放大后驅(qū)動(dòng)高頻逆變式直流電焊機(jī)的主功率開關(guān)S1、S2、S3、S4;所述的PWM驅(qū)動(dòng)脈沖的頻率是由連接在IC2的“CT/RT”端的電阻R7、電容C4設(shè)定的,本實(shí)用新型將上述的兩路PWM驅(qū)動(dòng)脈沖設(shè)定在20kHz左右。
應(yīng)該指出,上面所指出的集成電路的型號也可以由類似功能的其它型號的電路所代替。
順便指出在附圖3中,u表示PWM比較基準(zhǔn)電壓,i1表示輸出電流波形,i2表示輸出電流平均值。因?yàn)楦綀D3顯示得非常清楚,所以不再贅述。
實(shí)踐證明,使用本控制裝置后,能夠保證焊機(jī)中的所有功率器件不會(huì)出現(xiàn)過流現(xiàn)象,而且輸出電流穩(wěn)定,使焊接質(zhì)量大為提高,延長了焊機(jī)的使用壽命。該裝置結(jié)構(gòu)簡單,工藝穩(wěn)定,便于制造,成本較低。
權(quán)利要求1.一種高頻逆變式直流電焊機(jī)的控制裝置,其特征在于所述的控制裝置有一個(gè)霍爾電流傳感器CS1,所述的電流傳感器CS1的二次側(cè)分兩路連接PWM控制芯片IC2一路通過電阻R5連接到芯片IC2,另一路通過電阻R2、輸出穩(wěn)流調(diào)節(jié)器、R4連接到芯片IC2;所述的PWM控制芯片IC2的輸出端-“OUT”端連接到二分頻電路及整型電路;所述的二分頻電路及整型電路有二個(gè)輸出端IC4輸出端和IC4′輸出端;其中,IC4輸出端連接a組驅(qū)動(dòng)模塊,IC4′輸出端連接b組驅(qū)動(dòng)模塊;所述的a組驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端分別連接到主功率開關(guān)管S1、S4,所述的b組驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端分別連接到主功率開關(guān)管S2、S3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻逆變式直流電焊機(jī)的控制裝置,其特征在于所述的輸出穩(wěn)流調(diào)節(jié)器由運(yùn)放IC1、電阻R3、電容C2構(gòu)成,所述的運(yùn)放IC1的輸出端連接電容C2的一端,所述的電容C2的另一端連接電阻R3的一端,所述的電阻R3的另一端連接運(yùn)放IC1的“-”端;所述的二分頻電路及整型電路由D觸發(fā)器IC3、與門IC4、與門IC4′構(gòu)成,所述的D觸發(fā)器IC3的“clk”端分別接向與門IC4的“a”端、與門IC4′“a”端,所述的D觸發(fā)器的“D”端分別接向D觸發(fā)器的“Q”端和與門IC4的“b”端,所述的D觸發(fā)器的“Q”端接向與門IC4′的“b”端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻逆變式直流電焊機(jī)的控制裝置,其特征在于所述的電流傳感器CS1的二次側(cè)通過電阻R1連接參考“地”端,所述的電流傳感器CS1的二次側(cè)通過電阻R5接向IC2的“CS”端,所述的電流傳感器CS1的二次側(cè)通過電阻R2接向IC1的“-”端,所述的控制裝置有一個(gè)輸出電流給定電位器W,所述的電位器W的滑動(dòng)端通過電阻R6連接IC1的“+”端,所述的IC1的輸出端通過電容C2、電阻R3接向IC1的“-”端,所述的IC1的輸出端通過電阻R4接向IC2的“COMP”端,所述的IC2的“COMP”端通過電容C3接向IC2的“EA-”端,所述的IC2的“EA-”端連接參考“地”端,所述的IC2的“CS”端通過電容C1連接參考“地”端,所述的IC2的“Vref”端通過電容C5連接參考“地”端,所述的IC2的“Vref”端通過電阻R7接向IC2的“CT/RT”端,所述的IC2的“CT/RT”端通過電容C4連接參考“地”端,所述的IC2的“GND”端連接參考“地”端,所述的IC2的“VCC”端連接供電端“+15V”,所述的IC2的“OUT”端分別接向D觸發(fā)器IC3的“clk”端、與門IC4的“a”端、與門IC4′“a”端,所述的IC3的“Q”端分別接向IC3的“D”端、與門IC4的“b”端,所述的IC3的“Q”端接向與門IC4′的“b”端,所述的與門IC4的輸出端通過a組驅(qū)動(dòng)模塊分別連接到主功率開關(guān)管S1、S4,所述的與門IC4′的輸出端通過b組驅(qū)動(dòng)模塊分別連接到主功率開關(guān)管S2、S3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻逆變式直流電焊機(jī)的控制裝置,其特征在于所述的電流傳感器CS1為LA58-P,所述的運(yùn)放IC1為LM358電路,所述的IC2為UC3842電路。所述的IC3為74HC74電路,所述的IC4、IC4′為74HC08與門電路,所述的a組驅(qū)動(dòng)模塊、b組驅(qū)動(dòng)模塊為M57959L電路。
專利摘要一種高頻逆變式直流電焊機(jī)的控制裝置,主要特點(diǎn)是該控制裝置有一個(gè)電流傳感器CS
文檔編號B23K9/08GK2609701SQ0324069
公開日2004年4月7日 申請日期2003年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月21日
發(fā)明者姜桂賓, 陳國強(qiáng), 郭興民, 陳路, 蘇德賓 申請人:陳國強(qiáng)
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