一種微處理器控制逆變多功能氬弧焊機的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微處理器控制逆變多功能氬弧焊機，包括外殼部分、前面板部分、后面板部分和內(nèi)部控制部分；所述的內(nèi)部控制部分包括逆變主電路、單管IGBT控制電路、驅(qū)動電路、整流輸出電路、泄放回路電路、高頻電路和面板控制電路，管IGBT控制電路和整流輸出電路串接在逆變主電路上，驅(qū)動電路連接單管IGBT控制電路和面板控制電路，驅(qū)動電路在面板控制電路的控制下控制單管IGBT控制電路的通斷，高頻電路連接面板控制電路和逆變主電路，高頻電路在面板控制電路控制實現(xiàn)氬弧焊時的高頻或非接觸式引弧；泄放回路電路連接高頻電路和逆變主電路；本發(fā)明具有脈沖氬弧焊、直流氬弧焊和手工電弧焊三種功能，一機多用的特點。
【專利說明】
一種微處理器控制逆變多功能氬弧焊機
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明涉及一種微處理器控制逆變多功能氬弧焊機，焊機具有脈沖氬弧焊、直流氬弧焊和手工電弧焊三種功能，一機多用，屬于逆變焊機技術(shù)領域。
技術(shù)背景
[0002]氬弧焊焊機的銷售量很大，應用范圍較廣。然而，此類焊機，不同的電路、電路板和整機結(jié)構(gòu)設計，控制原理和方式不同，電路板和整機的布局和連接方式，或者連接的復雜程度不同，其產(chǎn)品生產(chǎn)的工序和制作工藝等也會完全不同。這些都會影響產(chǎn)品的性能、可靠性、生產(chǎn)效率和運輸成本等，最終影響產(chǎn)品的市場競爭力。
[0003]目前，國內(nèi)外市場上，IGBT逆變式氬弧焊焊機的額定電流通常在120?500A(負載持續(xù)率35?60%左右)的水平。對此類焊機產(chǎn)品來說，如果設計不好，會出現(xiàn)如下一些問題:I)輸出電流不滿足銘牌額定電流的要求;2)負載持續(xù)率低，有的焊機只能達到15?35%。原因:焊機冷卻風扇的配置、關(guān)鍵器件(如IGBT及其散熱器、快恢復二極管及其散熱器、主變壓器等)的冷卻風道設計不合理。這會導致焊機工作的負載持續(xù)率降低，即可焊接的時間較短。問題嚴重的，還會導致IGBT或快恢復二極管炸管或損壞、逆變變壓器燒壞；3)電路工作不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)故障;4)生產(chǎn)工藝復雜，制作成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種微處理器控制逆變多功能氬弧焊機，在低成本的前提下，解決好上述問題，開發(fā)出結(jié)構(gòu)和性能好、可靠性高、制成成本與性能參數(shù)有較好匹配的，具有脈沖氬弧焊、直流氬弧焊和手工電弧焊功能的焊機，是本發(fā)明要解決的問題和目的。
[0005]為實現(xiàn)上述目的采用以下技術(shù)方案:
一種微處理器控制逆變多功能氬弧焊機，包括外殼部分、前面板部分、后面板部分和內(nèi)部控制部分;所述的外殼部分包括外蓋、機殼底板和提手手柄;所述的前面板部分主要有正負極輸出快速接頭和接頭座組件、塑料前面殼、氣接頭、與氬弧焊焊槍開關(guān)航空插頭連接的航空插座、控制面板;所述的后面板部分主要有三相空氣電源開關(guān)、電源輸入線接線盒、保險管及其管座、冷卻風機、風機罩、塑料后面殼和檢流板；內(nèi)部控制部分包括中隔板上方部分和中隔板下方部分；中隔板上方部分包括有繼電器、控制變壓器、驅(qū)動PCB板、風機電容、整流橋、輸入阻容電路板和CBB電容，整流橋通過螺絲固定在中隔板上，利用中隔板進行散熱，輸入阻容電路板則通過螺絲與整流橋進行電氣連接；中隔板下方部分包括高頻高壓板、主變壓器、快恢復整流板1、磁環(huán)、上絕緣板、導風罩、散熱器、下絕緣板、散熱器固定支架、逆變板、電磁閥、高頻泄放板、水泥電阻、電抗、引弧線圈、輸出連接件和電流互感器;磁環(huán)套在主變壓器的輸出導線上，其作用是抗干擾，快恢復整流板則通過螺絲與散熱器組的一側(cè)緊貼，以使快恢復整流管能夠通過鋁散熱器有效進行散熱，逆變板也通過螺絲與散熱器組的另一側(cè)緊貼，以使IGBT器件能夠通過鋁散熱器有效進行散熱，兩塊散熱器通過上絕緣板和下絕緣板進行電氣絕緣，兩塊散熱器通過兩個散熱器固定支架固定在機殼的底板上;主變壓器和高頻高壓板通過螺絲固定在中隔板上；高頻泄放板、水泥電阻和電抗則通過螺絲固定在機殼底板上。導風罩通過螺絲與兩塊散熱器固定在一起，作用是形成良好的風道。
[0006]所述的內(nèi)部控制部分包括逆變主電路、單管IGBT控制電路、驅(qū)動電路、整流輸出電路、泄放回路電路、高頻電路和面板控制電路，管IGBT控制電路和整流輸出電路串接在逆變主電路上，驅(qū)動電路連接單管IGBT控制電路和面板控制電路，驅(qū)動電路在面板控制電路的控制下控制單管IGBT控制電路的通斷，高頻電路連接面板控制電路和逆變主電路，高頻電路在面板控制電路控制實現(xiàn)氬弧焊時的高頻或非接觸式引弧;泄放回路電路連接高頻電路和逆變主電路，防止高頻引弧信號產(chǎn)生干擾。
[0007]本發(fā)明具有脈沖氬弧焊、直流氬弧焊和手工電弧焊功能，一機多用，本發(fā)明通過通過采用單片微處理器控制，優(yōu)化焊機的電路、電路板和各部分的結(jié)構(gòu)設計，較好解決了上述問題，同時簡化了生產(chǎn)工藝，有效降低了制作成本。
[0008]本發(fā)明通過采用單片微處理器控制，優(yōu)化焊機的電路、電路板和各部分的結(jié)構(gòu)設計，較好解決了多功能焊機的性能、可靠性、生產(chǎn)效率、制作和運輸成本等問題，采用本發(fā)明焊機的控制電路原理，通過對少量的器件和零部件進行調(diào)整，可以制成不同額定電流等級的焊機產(chǎn)品，使其具有良好的性價比和市場競爭力。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明專利示例焊機的結(jié)構(gòu)設計示意圖；
圖2是本發(fā)明焊機的電路原理接線圖；
圖3是本發(fā)明焊機單管IGBT及其控制板電路原理圖；
圖4是本發(fā)明焊機的驅(qū)動PCB電路原理圖；
圖5是本發(fā)明焊機整流輸出板電路圖；
圖6是本發(fā)明焊機泄放回路電路原理圖；
圖7是本發(fā)明焊機高頻板電路原理圖；
圖8是本發(fā)明焊機的面板控制板電路原理圖(一)；
圖9是本發(fā)明焊機的面板控制板電路原理圖(二)；
圖10是本發(fā)明焊機的面板控制板電路原理圖(三)。
【具體實施方式】
[0010]如圖1-10所示，一種微處理器控制逆變多功能氬弧焊機，主要組成部分包括:
I)前面板部分，主要有正極輸出快速接頭和接頭座組件43、負極輸出快速接頭和接頭座組件40、塑料前面殼39、氣接頭41、與氬弧焊焊槍開關(guān)航空插頭連接的航空插座42和控制面板44。
[0011]2)后面板部分主要有三相空氣電源開關(guān)27、電源輸入線接線盒24、接線盒罩25、保險管及其管座26、冷卻風機28、風機罩29、塑料后面殼30和檢流板23;冷風從焊機后部的進氣孔進入，可使焊機內(nèi)部的一些發(fā)熱器件或零部件有良好的冷卻效果。
[0012]3)外殼部分包括外蓋2、機殼底板32和提手手柄I。
[0013]4)內(nèi)部中隔板11上方部分包括繼電器3、控制變壓器4、控制變壓器5、控制和驅(qū)動PCB板6、風機電容7、整流橋8、輸入阻容電路板9、CBB電容1，整流橋8通過螺絲固定在中隔板11上，利用中隔板11進行散熱。輸入阻容電路板9則通過螺絲與整流橋8進行電氣連接，這樣可減少連接線，實現(xiàn)快速連接。
[0014]5)內(nèi)部中隔板11下方部分包括高頻高壓板12、主變壓器13、快恢復整流板14、磁環(huán)15、快恢復整流板16、上絕緣板17、導風罩18、散熱器19、下絕緣板20、散熱器固定支架21、逆變板22、電磁閥31、高頻泄放板33、水泥電阻34、電抗35、引弧線圈36、輸出連接件37、電流互感器38等組成，磁環(huán)15套在主變壓器13的輸出導線上，其作用是抗干擾，提高焊機的工作可靠性;快恢復整流板14和快恢復整流板16則通過螺絲與散熱器19組的一側(cè)緊貼，以使快恢復整流管能夠通過鋁散熱器有效進行散熱，確保器件的安全可靠工作。同樣地，逆變板22也通過螺絲與散熱器19組的另一側(cè)緊貼，以使IGBT器件能夠通過鋁散熱器有效進行散熱，確保IGBT器件的安全可靠工作。兩塊散熱器通過上絕緣板17和下絕緣板20進行電氣絕緣。兩塊散熱器19通過兩個散熱器固定支架21固定在機殼底板32上。主變壓器13和高頻高壓板12通過螺絲固定在中隔板11上。高頻泄放板33、水泥電阻34和電抗35則通過螺絲固定在機殼底板32上。導風罩18通過螺絲與兩塊散熱器19固定在一起，由于導風罩18位于大風量冷卻風機28與散熱器19之間，它的作用是形成良好的風道，能夠改善發(fā)熱主功率關(guān)鍵零部件如各IGBT、各快恢復二極管、各散熱器、整流橋、逆變主變壓器等的冷卻效果。例如，可使冷風更好地對散熱器19進行冷卻，這樣對快恢復整流板14、快恢復整流板16和逆變板22的器件可靠工作提供了較好的保障。同時，也提高了焊機輸出時的負載持續(xù)率。如果焊機的輸出電流小，則負載持續(xù)率會更高，甚至可進行連續(xù)不斷地焊接。這就較好解決了焊接時間短的問題，同時有效降低了IGBT或快恢復二極管、逆變變壓器等器件或零部件的故障率；由于上述各個部分是模塊化的設計，因此，各個部分的安裝也十分方便。通過上述組裝、連接方式，使本發(fā)明逆變焊機的主要零部件構(gòu)成一個整體。
[0015]在控制和驅(qū)動PCB板6、高頻高壓板12、檢流板23、控制面板44等電路板上，還有很多的電子元器件及其組成的控制電路，如電阻、電容等器件，這些部分的組成需要查看本發(fā)明的電路原理圖相應的部分。
[0016]本發(fā)明，對焊機的各個電路板電路和焊機結(jié)構(gòu)部分進行了優(yōu)化，所采用的電路都是經(jīng)過市場長期考核、被證明是可靠性高的控制電路。而且，電路板之間的控制連接線減少。調(diào)整少量零部件，即可形成不同規(guī)格型號的產(chǎn)品，使產(chǎn)品性價比較高。一些電路板，如驅(qū)動PCB板和單片微處理器控制面板還采用了先進的SMT貼片設計和高效加工。這就簡化了制作工序和生產(chǎn)工藝。采用本發(fā)明的電路板結(jié)構(gòu)和電路設計，可縮小電路板和整機的尺寸，降低產(chǎn)品重量、生產(chǎn)和運輸成本。
[0017]從電路的控制功能來看，主要是完成三相供電電源輸入控制、交流整流和濾波、IGBT管驅(qū)動控制和中頻逆變、變壓和變流、整流和輸出濾波、氬弧焊高頻引弧和保護氣控制、供電電源的產(chǎn)生、保護控制，脈沖氬弧焊和直流氬弧焊和手工焊方法的參數(shù)(如空載、焊接電流和電壓、提前送氣和滯后閉氣時間、電流緩升和緩降時間、引弧和收弧電流、推力電流、脈沖頻率和占空比、基值電流)控制等工作。最終在控制電路的作用下，實現(xiàn)脈沖和直流氬弧焊、手工電弧焊的各項控制要求。
[0018]本發(fā)明焊機上述各部分電路的工作原理簡述如下:附圖2是本發(fā)明焊機的電路原理接線圖。由附圖2可見，焊機電路主要由SW-25A電源開關(guān)27、ICl?1C3電容和IRl?1R3組成的輸入阻容電路板9、冷卻風扇28及其啟動電容7、三相整流橋8、壓敏電阻IRVl和電容10、單管IGBT及其控制板或模塊IGBT及其控制板22、驅(qū)動PCB板6、一次側(cè)電流檢測互感器T2及其整流電路23、逆變主變壓器13、整流輸出板、輸出濾波電抗器35、引弧高頻耦合變壓器36、高頻板12、泄放回路33、FL霍爾傳感器38、面板控制板44、WJ或RTI溫度繼電器(常閉型)、電磁閥31、氬弧焊焊槍開關(guān)S1、繼電器Kl(3)、控制變壓器Τ3和Τ4(等部分組成。
[0019]進一步的工作原理說明如下:焊機通電后，供電電源開關(guān)SW-25A電源開關(guān)27接通電網(wǎng)電源。從電網(wǎng)來的交流電，先經(jīng)過ICl?1C3電容和IRl?1R3組成的輸入阻容電路板9，進行輸入抗干擾，以提高焊機的可靠性。再經(jīng)過三相整流橋DBl整流后變?yōu)槊}動直流電，之后，對電容C4進行充電，電容C4上的電壓逐漸升高，最后變?yōu)檩^為穩(wěn)定的+540V直流電。電容C4起到濾波的作用。壓敏電阻IRVl起到過壓保護的作用。冷卻風扇FAN及其啟動電容CFl起到強迫風冷的作用。+540V直流電供給由單管IGBT及其控制板或模塊IGBT及其控制板、驅(qū)動PCB板、一次側(cè)電流檢測互感器Τ2及其整流電路(含D1~D4、RJ1，也稱為檢流板)、逆變主變壓器Tl、整流輸出板、輸出濾波電抗器L1、引弧高頻耦合變壓器T5(也稱為引弧線圈)、高頻板、泄放回路(含R5~R6)(也稱為高頻泄放板)、FL霍爾傳感器等組成的逆變主電路。其功能主要為:通過單管或模塊IGBT部分，在驅(qū)動控制電路產(chǎn)生的PWM脈沖寬度調(diào)制信號的控制作用下，把高壓直流電轉(zhuǎn)換為幾十KHz的中頻交流電。逆變主變壓器Tl實現(xiàn)電壓降壓和大電流輸出的變換，即把初級高壓小電流，變換為次級低壓大電流交流。整流輸出板中的快速恢復二極管則是把逆變變壓器輸出的中頻交流電變換為直流電。由于它變換后的電流波形是脈動的，不穩(wěn)定，不利于焊接過程的穩(wěn)定，因此，采用輸出濾波電抗器LI進行濾波。這樣，輸出的電流波形就會變得穩(wěn)定。有利于獲得高質(zhì)量的焊縫。最終通過OUT+和OUT-輸出到焊接回路。OUT+代表焊機的正極性輸出端;OUT-代表焊機的負極性輸出端。
[0020]驅(qū)動PCB板6的作用是在面板控制板44等電路控制下，實現(xiàn)對單管或模塊IGBT開關(guān)的控制;高頻板12的作用是在(微處理器控制電路的)面板控制板44、焊槍開關(guān)SI等控制下，實現(xiàn)氬弧焊時的高頻或非接觸式引弧。手弧焊時，則不需要高頻引弧;泄放回路33的作用是確保氬弧焊高頻引弧的前提下，防止高頻引弧信號產(chǎn)生干擾，保障焊機其它控制電路的安全;一次側(cè)電流檢測互感器T2及其整流電路(含D1~D4、RJ1，也稱為檢流板)的作用是檢測一次側(cè)電流信號，當發(fā)現(xiàn)過大的電流時，配合驅(qū)動控制電路，實現(xiàn)焊機控制電路的過流保護功能;FL霍爾傳感器38的作用是檢測二次側(cè)電流信號，配合焊機面板控制電路44，實現(xiàn)對焊機不同焊接方法(脈沖氬弧焊、直流氬弧焊和手工電弧焊)下輸出電流和電壓等參數(shù)的控制；WJ或RTl溫度繼電器(常閉型)的作用是檢測焊機的零部件(如IGBT的散熱器等)是否發(fā)生過熱現(xiàn)象，如果出現(xiàn)過熱，則配合焊機面板控制電路44，實現(xiàn)焊機輸出電流和電壓的停止控制。直到過熱現(xiàn)象消除，焊機方可再次進行焊接，即實現(xiàn)所謂的過熱保護功能；電磁閥31的作用是在焊槍開關(guān)S1、面板控制電路44的作用下，實現(xiàn)氬弧焊時保護氣體的通或斷控制?？刂谱儔浩鱐3和T4則負責給焊機控制電路中的電源電路部分進行供電。
[0021]正如前文所述，采用本發(fā)明焊機的控制電路原理，通過對少量的器件和零部件進行調(diào)整，可以制成不同額定電流等級的焊機產(chǎn)品，使其具有良好的性價比和市場競爭力。例如，額定電流為250A、280A的焊機，由于輸出電流小，因此，沒有必要采用模塊IGBT來制作焊機。采用單管IGBT，則可以降低制作成本。然而，額定電流為350A、400A的焊機，由于輸出電流大，為保障焊機的高可靠性，就需要采用模塊IGBT來制作焊機。進一步說，在焊機控制系統(tǒng)基本不變的情況下，通過采用35A/1200V三相整流橋DBl、4個40A/1200V的單管IGBT(要同時配置相應的單管IGBT的控制板)、300A逆變主變壓器Tl和電抗器L1、300A/4V霍爾傳感器等零部件，可以制成300型的焊機，其氬弧焊時的額定工作電流可達280A/22.6V(60%，負載持續(xù)率，下同)；采用60A/1200V三相整流橋DB1、2個雙75A/1200V的IGBT模塊(要同時配置相應的模塊IGBT的控制板)、400A逆變主變壓器Tl和電抗器L1、400A/4V霍爾傳感器等零部件，可以制成400型的焊機，其氬弧焊時的額定工作電流可達400A/26V( 60%)等。當然，在改變?nèi)嗾鳂蚝虸GBT的形式或規(guī)格時，它們的相應散熱器或安裝部件上的安裝孔和布局要隨之改變。附圖1所示就是利用本發(fā)明制成的一種具有脈沖氬弧焊、直流氬弧焊和手工電弧焊功能的單管IGBT逆變焊機的結(jié)構(gòu)設計示意圖。附圖3所示則是采用單管IGBT及其控制板電路原理圖。附圖9則是采用單管IGBT逆變板元器件布局圖。由附圖3可見，單管IGBT及其控制板電路由一些IGBT(VT1?VT4)、穩(wěn)壓管(DZl?DZ4)、電阻(Rl?R10)、電容(Cl?C6)器件組成。C5?C6電容主要是抗干擾電容，防止高頻高壓干擾信號引起IGBT炸管。R9?RlO電阻是為安全而設置的。其前級電路中有電容C4和C5?C6，這些電容在焊機工作中會帶有高壓電。當焊機關(guān)閉供電電源不工作時，由于R9?RlO電阻的存在，可釋放電容C4和C5?C6上的電壓。這樣，對焊機的保養(yǎng)或維護人員來說，就不會造成高電壓電擊現(xiàn)象。每個IGBT都設有RC串聯(lián)阻容吸收電路，例如R5和Cl、R8和C4等，它們的存在可降低尖峰電壓，防止過高的尖峰電壓造成IGBT故障。另外，還有助于降低IGBT開關(guān)的熱損耗。這些RC串聯(lián)阻容吸收電路是非常重要的焊機可靠性保障措施之一。附圖3中，只表達了4只單管IGBT的情況。當然，也可以采用8只單管IGBT，每2只并聯(lián)作為一個電子開關(guān)。這樣的做法，只需要修改一下相關(guān)電路原理圖和電路板設計即可實現(xiàn)。當然，對于額定電流較大的機型，其IGBT也可采用模塊IGBT。采用兩個模塊，每個模塊中有2只IGBT開關(guān)。此時，也需要修改一下相關(guān)電路原理圖和電路板設計即可實現(xiàn)。這對從事焊機開發(fā)的人來說，也是比較常見的方法。本發(fā)明焊機沒有給出本發(fā)明焊機采用模塊IGBT及其控制板時的電路原理圖。也沒有給出本發(fā)明焊機采用模塊IGBT逆變板元器件布局圖。其實，單管IGBT和模塊IGBT的結(jié)構(gòu)和特性是不相同的，因此，其采用的電阻、電容保護參數(shù)也是要隨之改變的。器件結(jié)構(gòu)和參數(shù)不同了，自然，與單管IGBT和模塊IGBT配合的電路板設計也會不同。但總的控制原理是相同的。因此，本發(fā)明不再對采用模塊IGBT時的控制板布局和電路原理圖進行說明或給出示例。也沒有必要給出。
[0022]附圖5是本發(fā)明焊機整流輸出板電路圖，INl與IN2分別連接到逆變主變壓器Tl的次級輸出。OUT則連接到焊機的OUT+正極性輸出端。此電路板有兩塊。主要是實現(xiàn)輸出整流，把交流變換為直流輸出。由附圖5可見，有5只快恢復二極管(MUR6030BCT，60A/300V)，也設有RC串聯(lián)阻容吸收電路，例如Rl和Cl、R2和C2，它們的存在可降低尖峰電壓，防止過高的尖峰電壓造成快恢復二極管故障。另外，還有助于降低快恢復二極管的熱損耗。這些RC串聯(lián)阻容吸收電路是非常重要的焊機可靠性保障措施之一。當然，采用單管快恢復二極管的機型，也是針對額定輸出電流小的機型。如果是大電流的機型，則可采用多只快恢復二極管并聯(lián)使用。當然，工藝相對復雜。如果要簡化工藝，則可采用大電流等級(如100A)的快恢復二極管模塊來實現(xiàn)，例如采用4?5只快恢復二極管模塊，每個模塊中有2只二極管。
[0023]附圖7是本發(fā)明焊機高頻板電路原理圖，高頻板電路是為氬弧焊實現(xiàn)高頻(焊槍鎢極與工件)非接觸式引弧而設計的。手工焊時，控制電路的作用是不會產(chǎn)生高頻引弧的。由附圖7可見，高頻引弧電路由V1~V4 二極管、穩(wěn)壓管V5、晶閘管或可控硅V6 (BTl 51 )、高頻升壓變壓器GPB、火花放大器等器件組成。其98與99連接到焊機主輸出回路中的引弧高頻耦合變壓器T5(也稱為引弧線圈)(36)。68與90連接到控制變壓器T4的IlOV交流電源和面板控制電路。當焊機選擇氬弧焊功能(包含脈沖和直流氬弧焊)，并且附圖2中的焊槍開關(guān)SI閉合時，在面板控制電路作用下，附圖2面板控制電路中的10與11號接通，IlOV交流電源供給高頻板電路。此時，穩(wěn)壓管V5會擊穿，使晶閘管或可控硅V6(BTl51)導通。附圖7中C4電容和高頻升壓變壓器GPB的初級會形成振蕩現(xiàn)象。并且，通過高頻升壓變壓器GPB耦合到該變壓器的次級。當火花放大器兩端的電壓達到擊穿其氣隙后，電容C5和C6與焊機主輸出回路中的引弧高頻耦合變壓器Τ5(也稱為引弧線圈)(36)的初級也會形成振蕩現(xiàn)象。由于高頻升壓變壓器GPB和引弧高頻耦合變壓器Τ5的兩次升壓作用，可使氬弧焊焊槍中鎢極與工件之間的幾個毫米氣隙能夠被擊穿，從而立即引燃焊接電弧，并實施引弧焊接。以上就是本發(fā)明焊機高頻板部分的電路工作原理。
[0024]附圖6是本發(fā)明焊機泄放回路電路原理圖，泄放回路(含附圖2中R5~R6)(也稱為高頻泄放板)主要由I個壓敏電阻和6個電容組成。其接線方法見附圖2和附圖6。其作用是確保氬弧焊高頻引弧的前提下，防止高頻引弧信號產(chǎn)生干擾，保障焊機其它控制電路的安全。
[0025]附圖4是本發(fā)明焊機的驅(qū)動PCB電路原理圖，附圖4中，DI~D4二極管，電容Cl~C3、〇24吒25、(:15、(:17丄30丄32，1]3(1117815)和1]4(1117915)器件組成電源電路。供電電源來自控制變壓器的ACl和402。1]3(1117815)和U4(LM7915)是集成穩(wěn)壓器，分別可輸出+15和-15V直流穩(wěn)壓電壓。供給驅(qū)動控制電路和運算放大器等控制電路部分工作。+5V電源電壓來自U2(UC3846)的2腳，是由該芯片的內(nèi)部參考電源(Vre )輸出的電壓，可供給相關(guān)的+5V電路使用。
[0026]附圖4中，QDBTl(或Tl)和QDBT2(或T2)是驅(qū)動變壓器。每個驅(qū)動變壓器有一個初級和兩個次級。QDBTl (或Tl)和QDBT2(或T2)及其外圍的DlO?D13 二極管、電阻R16?R19和R25?R35、電容C20~C23和C26~C29、M0S管Q1~Q4(或VTl?VT4)等組成逆變主電路中四組IGBT管的驅(qū)動電路。四組G和E分別連接至逆變主電路中每組IGBT管的控制極，四路驅(qū)動，每個部分的驅(qū)動電路形式是一致的。由于附圖4中的U2(UC3846)芯片輸出的信號，驅(qū)動功率小，故需要經(jīng)過IGBT的驅(qū)動控制電路進行放大，再通過QDBTl (或Tl)和QDBT2(或T2)驅(qū)動變壓器及其外圍的驅(qū)動電路去控制逆變主電路中四組IGBT管的工作狀態(tài)。附圖4中，驅(qū)動電路輸入的控制信號是由附圖4中的U2脈沖寬度調(diào)制(PWM)芯片(UC3846 ) 11腳和14腳輸出的控制信號。這些信號是一組方波脈沖信號。方波脈沖信號有一個固定的頻率。是保障IGBT開關(guān)工作的重要參數(shù)之一。該時間是通過UC3846芯片的外圍器件參數(shù)設置而確定的。至于如何確定，需要查看UC3846的相關(guān)使用資料或說明。介于篇幅的關(guān)系，這里不再重復說明。需要說明的是:PWM脈沖寬度調(diào)制信號是決定焊機逆變主電路輸出電壓和電流大小的信號。
[0027]附圖4中，U2(UC3846)是PWM脈沖寬度控制芯片;Ul是四運算放大器芯片?！皺z流”與“GND”端連接至附圖2中逆變初級電流互感器T2等組成的檢測電路RJl電阻的兩端。通過T2互感器，檢測逆變主變壓器的初級電流，獲得焊機控制所需要的初級電流是否出現(xiàn)“過流”現(xiàn)象的控制信號。當逆變初級電流互感器T2檢測到一次側(cè)“過流”現(xiàn)象時，過大的控制信號加至U2(UC3846)的16腳關(guān)閉控制端，因此，U2(UC3846)的11與14腳輸出P麗信號就會關(guān)閉。這樣，就可以停止焊機逆變主電路輸出，從而實現(xiàn)所謂的“過流”保護控制功能。
[0028]附圖4中，UlD運算放大器電路部分是典型的電壓比較器。+15V電壓經(jīng)過R11、R12分壓電路后，R12上的電壓與+5V基準電壓進行比較。如果R12上的電壓高于+5V基準電壓，則UlD運算放大器輸出低電平，二極管D5截止。不會關(guān)閉U2(UC3846)芯片的PffM輸出。如果供電電網(wǎng)電壓過低，造成+15V電壓不到15V，例如，只有+13V，那么R12上的電壓就會低于+5V基準電壓，則UlD運算放大器輸出高電平，二極管D5導通。就會關(guān)閉U2(UC3846)芯片的PffM輸出。這一控制過程，其實就是實現(xiàn)焊機的“欠壓”保護控制功能。
[0029]附圖4中，“GD-1N”與“GND”端連接至附圖2中面板控制板電路部分的“21”與“22”兩端。也就是來自面板控制電路部分的電流輸出控制信號Uk13UlB運算放大器電路部分是典型的同相(電壓)跟隨器。即UlB的7腳輸出信號與“GD-1N”與“GND”兩端的、來自面板控制電路部分的電流輸出控制信號Uk是一致的。由于U2(UC3846)PWM芯片的6腳與7腳連接，在U2的內(nèi)部這個誤差放大器部分，其電路也是組成一個典型的同相(電壓)跟隨器。因此，U2的7腳輸出信號與電流輸出控制信號Uk是一致的。也就是說，Uk的大小將是決定本發(fā)明焊機輸出電流或電壓大小的控制信號。
[0030]附圖8是本發(fā)明焊機的面板控制板電路原理圖，本發(fā)明的控制面板，其電路采用了1]11(3了]\02?05104)單片微處理器控制系統(tǒng)電路。3了]\02?05104單片微處理器的一些接口連接到很多的電路部分。在Ull等組成的控制系統(tǒng)電路和系統(tǒng)軟件的控制下，實現(xiàn)焊機的相應功能。在該控制面板上，設有SWl和SW2按鈕、P48按鈕數(shù)字調(diào)節(jié)電位器(也稱為編碼器)、DIG1和DIG2兩個數(shù)字顯示表、LEDl?LED15發(fā)光二極管，當然，還有附圖8中的很多電子元器件。這些元器件，組成了很多的功能子電路部分。例如，I )B1和B2整流橋、N1~N4及其外圍的很多電容器件等，共同組成+3.3￥1、+3.3￥、+15￥、-15￥電源電路，供相關(guān)的器件或電路工作使用;2)J6是連接到焊機輸出回路的霍爾電流檢測器件的，Ul7A和Ul7B及其外圍的器件，組成電流反饋信號檢測電路。其輸出ADC-CURR送至U1USTM32F051C4)單片微處理器的A/D采樣接口10腳；3)U16A和U16B及其外圍的器件，組成電壓反饋信號檢測電路。其輸出ADC-VOLT送至Ul I (STM32F051C4)單片微處理器的A/D采樣接口 11腳;4) J3是連接到附圖4中⑶-1N和GND接口的，也就是驅(qū)動PCB板的Uk控制信號。UlOB及其外圍的器件，組成焊機電流和電壓輸出控制電路。其輸入來自UlI(STM32R)51C4)單片微處理器的A/D接口 14腳，S卩DAC-OUT端。需要特別說明的是:該電路部分的輸出Uk控制信號，是電焊機電流給定等信號與電流負反饋、電壓反饋信號綜合、控制運算后的結(jié)果，決定著不同焊接方法下的焊機輸出電流和電壓大小，以及焊機的輸出特性;5)J1是連接到附圖2中WJ或RTl的，也就是常閉型的溫度繼電器。而溫度繼電器又是安裝在主要零部件(如IGBT的鋁散熱器)表面的。由WJ或RTl溫度繼電器、電阻Rl?R3、電容C1~C2、光耦Ul組成“過熱”保護控制電路。其輸出OT連接至U11(STM32R)51C4)單片微處理器的39腳。當WJ或RTl溫度繼電器沒有動作，也就是沒有出現(xiàn)“過熱”現(xiàn)象時，光耦Ul中的發(fā)光二極管發(fā)光，其輸出級的三極管導通，使OT為低電平。而當WJ或RTl溫度繼電器動作，也就是出現(xiàn)“過熱”現(xiàn)象時，光耦Ul中的發(fā)光二極管不發(fā)光，其輸出級的三極管不導通或截止，使OT變?yōu)楦唠娖?。U1USTM32F051C4)單片微處理器控制系統(tǒng)通過掃描或檢測OT端或Ul I的39腳電平狀態(tài)，即可得知是否有“過熱”現(xiàn)象發(fā)生。一旦發(fā)現(xiàn)“過熱”，則通過Ul I(STM32F051C4)單片微處理器的A/D接口 14腳，S卩DAC-OUT端，也就是驅(qū)動PCB板的Uk控制信號，停止逆變主電路輸出電流。直到“過熱”現(xiàn)象消除，焊機方可再次輸出電流。這就實現(xiàn)了焊機的“過熱”保護;6)J2、電感L1、穩(wěn)壓管ZDl、光耦U2等器件，組成氬弧焊焊槍開關(guān)狀態(tài)控制電路。其輸出GUN-SW連接至U1USTM32F051C4)單片微處理器的46腳。U1USTM32F051C4)單片微處理器控制系統(tǒng)通過掃描或檢測其46腳電平狀態(tài)，即可得知是否有“按下焊槍開關(guān)”的狀態(tài)發(fā)生。之后，再根據(jù)氬弧焊方法的不同(如是脈沖氬弧焊，還是直流氬弧焊)以及輸入的一些控制參數(shù)(如提前送氣時間、引弧電流、焊接電流、電流緩升和下降時間、滯后閉氣時間等)進行相應的控制；7)光耦U3、三極管Q1、繼電器JDQl等組成高頻控制電路。該電路的輸入GAOPIN連接至U1USTM32F051C4)單片微處理器的27腳。通過J4插頭去控制附圖2中的高頻板電路部分。選擇氬弧焊操作時，當按下焊槍開關(guān)，則U1USTM32F051C4)單片微處理器控制系統(tǒng)通過掃描或檢測其46腳電平狀態(tài)，即可得知有“按下焊槍開關(guān)”的狀態(tài)發(fā)生。此時，控制電路會根據(jù)時序控制要求，通過改變GAOPIN的電平為低，光耦U2中的發(fā)光二極管發(fā)光，其輸出級的三極管導通，使三極管Ql和繼電器JDQl動作，于是附圖2中的高頻控制電路部分產(chǎn)生高頻高壓引弧脈沖，最終引燃氬弧焊時的焊接電弧;8)光耦U4、三極管Q2等組成電磁氣閥控制電路。該電路的輸入GAS-CTL連接至U1USTM32F051C4)單片微處理器的28腳。通過J4插頭去控制附圖2中的電磁氣閥部分。選擇氬弧焊操作時，當按下焊槍開關(guān)，則Ul I(STM32F051C4)單片微處理器控制系統(tǒng)通過掃描或檢測其46腳電平狀態(tài)，即可得知有“按下焊槍開關(guān)”的狀態(tài)發(fā)生。此時，控制電路會根據(jù)時序控制要求，通過改變GAS-CTL的電平為低，光耦U4中的發(fā)光二極管發(fā)光，其輸出級的三極管導通，使三極管Q2動作，于是附圖2中的電磁氣閥動作，焊槍中有保護氣體流動，最終實現(xiàn)氬弧焊時的提前送氣和滯后閉氣控制要求;9)SW1和SW2按鈕電路部分，Keyl和Key2連接到Ull的35和42線，通過掃描這兩個接口線的狀態(tài)，系統(tǒng)能夠判定是按壓了哪個按鍵、按壓了幾次。并根據(jù)檢測結(jié)果等進行相應的控制和顯示；10)參數(shù)輸入、數(shù)顯表和指示燈控制電路部分。DIGl數(shù)字顯示表用于“電流/數(shù)值”顯示。DIG2數(shù)字顯示表用于“電壓/單位”顯示;SWl按鈕為焊接方法選擇按鈕。通過SWl，用戶可選擇“手弧焊”、“直流氬弧焊”、“脈沖氬弧焊”三種焊接方法。并且，分別有LED1、LED2、LED3進行狀態(tài)指示；SW2按鈕為氬弧焊焊槍開關(guān)操作方式選擇按鈕。通過SW2，用戶可選擇“兩步”、“四步”氬弧焊焊槍開關(guān)操作方式控制。并且，分別有LED4、LED5進行狀態(tài)指示;P48為按鈕數(shù)字調(diào)節(jié)電位器，也稱為編碼器。通過P48的操作，用戶配合相應的指示燈和顯示表，可提前或預先調(diào)節(jié)好不同焊接方法控制下的焊機的各個參數(shù)。例如，點亮LED6，可調(diào)節(jié)氬弧焊時的提前送氣(簡稱前氣)時間。此時，DIGl數(shù)字顯示表顯示提前送氣時間的數(shù)值。DIG2數(shù)字顯示表顯示該數(shù)值的單位，也就是多少秒的時間；類似地，點亮LED7，可調(diào)節(jié)氬弧焊時的起弧或引弧電流(簡稱起弧)大??；點亮LED8，可調(diào)節(jié)氬弧焊時的電流緩升(簡稱緩升)時間；點亮LED9，可調(diào)節(jié)直流氬弧焊或手弧焊時的電流(簡稱恒流)大??；點亮LED10，可調(diào)節(jié)直流脈沖氬弧焊時的脈沖頻率(簡稱頻率)大?。稽c亮LEDll，可調(diào)節(jié)直流脈沖氬弧焊時的脈沖占空比(簡稱占空比)大??；點亮LED12，可調(diào)節(jié)直流脈沖氬弧焊時的脈沖基值或手弧焊時的推力電流(簡稱基值/推力)大??；點亮LED13，可調(diào)節(jié)氬弧焊時的電流緩降(簡稱緩降)時間；點亮LED14，可調(diào)節(jié)氬弧焊時的收弧電流(簡稱收弧)大?。稽c亮LED15，可調(diào)節(jié)氬弧焊時的滯后閉氣(簡稱后氣)時間。當然，上述調(diào)節(jié)時，兩個顯示表都會進行相應的參數(shù)數(shù)值和單位指示。用戶操作時，不僅直觀，而且也非常方便調(diào)節(jié)各個焊接狀態(tài)和參數(shù)預置。當然，實現(xiàn)上述功能，都是在本發(fā)明焊機面板控制等電路共同作用下完成的。
[0031]附圖8部分的面板控制板電路是本發(fā)明焊機的核心電路之一，由附圖8可見，通過數(shù)字編碼器給出的電流給定參數(shù)，通過電路輸入到單片機控制系統(tǒng)中。輸出回路檢測到的電流、電壓信號，也通過各自電路輸入到單片機控制系統(tǒng)中。通過數(shù)字I運算放大器控制，最終控制焊機的輸出電流和電壓大小。也就是說，電流給定信號、電流負反饋信號等共同決定著數(shù)字I運算放大器輸出Uk控制信號大小，最終決定著附圖4中U2(UC3846)芯片輸出的PWM脈沖信號的時間寬度。當電流給定信號和電流負反饋信號發(fā)生變化時，就會使PWM脈沖信號的時間寬度發(fā)生改變，最終通過逆變主電路，實現(xiàn)焊機輸出電壓和電流的變化，以滿足不同焊接方法時焊接的輸出性能控制要求。
[0032]本發(fā)明的控制面板設計為雙面采用貼片器件的電路板，以使焊機的控制面板結(jié)構(gòu)緊湊。此部分，電路板上的器件是貼片的，另外，完全采用自動化的設備自動貼片和焊接加工，一次性合格率高。制作效率高，出錯率低。生產(chǎn)質(zhì)量能夠得到保障。如果采用人工貼片加工，質(zhì)量難以保障，生產(chǎn)效率和部件質(zhì)量合格率都是大問題。如果采用非貼片的插件器件，則控制面板尺寸很大，生產(chǎn)效率等也是問題。
[0033]本發(fā)明焊機手工電弧焊輸出特性的簡要控制過程簡述如下:
焊機后面板的開關(guān)合上接通供電電源極短的時間后，焊機內(nèi)部的上述各控制板帶電工作。通過焊機前面板上的焊接方法按鈕選擇“手弧”(即手工電弧焊)方法。再通過編碼器選擇好恒流或焊接電流、推力電流參數(shù)大小。連接好電焊鉗電纜和工件電纜，選擇好焊接極性(即工件是接正極性輸出，還是接負極性輸出)，即可實施焊接?？蛰d時，焊機內(nèi)部的IGBTPWM脈沖寬度控制電路產(chǎn)生一個占空比較大的脈沖信號，使IGBT的驅(qū)動電路工作，使IGBT處于交替導通狀態(tài)，最終使逆變主電路輸出空載電壓。當操作者進行焊接時，控制電路通過輸出霍爾電流互感器，可檢測到輸出電流信號。經(jīng)過信號處理，并以此作為電流負反饋控制信號，在單片機控制系統(tǒng)中與焊接電流給定信號進行比較。比較后的差值信號，進行數(shù)字PI(比例和積分)調(diào)節(jié)控制，再輸入到焊機驅(qū)動PCB板中的HVM控制電路，其輸出的結(jié)果控制焊機輸出PWM芯片的脈沖寬度或占空比，決定焊機輸出電流和電壓的大小，實現(xiàn)輸出電流參數(shù)的準確控制。并使焊機的輸出特性滿足手工電弧焊接的要求。進一步地說，引弧后，當焊接電流給定信號不變時，隨著焊機電路檢測到的電流增加，并且，達到給定的設定值后，焊接電流給定信號與電流負反饋控制信號的差值會隨電流增加而減小，通過數(shù)字PI控制后，使焊機輸出PWM芯片的脈沖寬度或占空比減小，焊機的輸出電壓降低。這一過程，也就是所謂的電流截止負反饋控制。即只有當電流達到焊接電流電位器的設定值后才起作用的反饋控制。此后，隨著電流微小的增加，電壓降低會很多。當電壓下降到一定數(shù)值以下時，隨著電壓的降低，控制電路可使焊機輸出PWM芯片的脈沖寬度或占空比增加，使焊接電流按照設定的推力電流參數(shù)增大，最終形成恒流帶外拖的下降特性。實際測試結(jié)果表明:本發(fā)明焊機的推力電流大約為幾十安培。當焊接電流給定信號變化時，電流截止負反饋設定值不同，但其它的控制過程是類似的。這樣，在電位器設定的最小和最大之間，就可獲得無數(shù)條下降特性曲線。這樣的控制，也是滿足手工電弧焊接的基本要求。關(guān)于電流的反饋和PWM及輸出特性控制過程，以及手弧焊時各個參數(shù)和指示燈、數(shù)顯表的狀態(tài)，可參見其它相關(guān)的控制原理說明作進一步的了解。
[0034]本發(fā)明焊機直流氬弧焊輸出特性的簡要控制過程簡述如下:
焊機后面板的開關(guān)合上接通供電電源極短的時間后，焊機內(nèi)部的上述各控制板帶電工作。通過焊機前面板上的焊接方法按鈕選擇“恒流”(即直流氬弧焊)方法;通過焊機前面板上的焊槍開關(guān)操作方式按鈕選擇“兩步”(2T)或“四步”(4T)操作方式?！皟刹健?2T)是指按下焊槍開關(guān)開始焊接，松開焊槍開關(guān)則結(jié)束焊接?！八牟健?(4Τ)是指按下焊槍開關(guān)開始焊接，松開焊槍開關(guān)繼續(xù)保持焊接，再次按下焊槍開關(guān)，準備收弧，再松開焊槍開關(guān)則結(jié)束焊接;通過編碼器選擇好提前送氣時間、引弧或起弧電流、電流緩升時間、恒流或焊接電流、電流緩降時間、收弧電流大小、滯后閉氣時間參數(shù)。連接好氬弧焊焊槍焊接電纜、焊槍開關(guān)控制電纜和工件電纜(工件是接正極性輸出，焊槍接負極性輸出)，連接好氣管，打開氣瓶開關(guān)并調(diào)節(jié)好氣流量，即可實施焊接。當按下焊槍開關(guān)時，接通電磁氣閥，有保護氣體從焊槍流出，對焊接區(qū)進行保護。之后，焊機內(nèi)部的IGBT Pmi脈沖寬度控制電路產(chǎn)生一個占空比較大的脈沖信號，使IGBT的驅(qū)動電路工作，使IGBT處于交替導通狀態(tài)，最終使逆變主電路輸出空載電壓。與此同時，焊機控制電路產(chǎn)生高頻高壓引弧脈沖，并引燃焊接電弧。當操作者進行焊接時，控制電路通過輸出霍爾電流互感器，可檢測到輸出電流信號。經(jīng)過信號處理，并以此作為電流負反饋控制信號，在單片機控制系統(tǒng)中與焊接電流給定信號進行比較。比較后的差值信號，進行數(shù)字PI (比例和積分)調(diào)節(jié)控制，再輸入到焊機驅(qū)動PCB板中的PffM控制電路，其輸出的結(jié)果控制焊機輸出PWM芯片的脈沖寬度或占空比，決定焊機輸出電流和電壓的大小，實現(xiàn)輸出電流參數(shù)的準確控制。并使焊機的輸出特性滿足氬弧焊焊接的要求。進一步地說，引弧時，按照引弧電流大小進行控制。引弧后，電流緩慢上升到設定的焊接電流。當焊接電流給定信號不變時，隨著焊機電路檢測到的電流增加，并且，達到給定的設定值后，焊接電流給定信號與電流負反饋控制信號的差值會隨電流增加而減小，通過數(shù)字PI控制后，使焊機輸出HVM芯片的脈沖寬度或占空比減小，焊機的輸出電壓降低。這一過程，也就是所謂的電流截止負反饋控制。即只有當電流達到焊接電流電位器的設定值后才起作用的反饋控制。此后，隨著電流微小的增加，電壓降低會很多。最終形成恒流的下降特性。當焊接電流給定信號變化時，電流截止負反饋設定值不同，但其它的控制過程是類似的。這樣，在焊接電流電位器設定的最小和最大之間，就可獲得無數(shù)條下降特性曲線。這樣的控制，也是滿足直流氬弧焊接的基本要求。關(guān)于直流氬弧焊時各個參數(shù)和指示燈、數(shù)顯表的狀態(tài)，可參閱前面的相關(guān)電路原理進行了解。
本發(fā)明焊機直流脈沖氬弧焊輸出特性的簡要控制過程簡述如下:
焊機后面板的開關(guān)合上接通供電電源極短的時間后，焊機內(nèi)部的上述各控制板帶電工作。通過焊機前面板上的焊接方法按鈕選擇“脈沖”(即直流脈沖氬弧焊)方法;通過焊機前面板上的焊槍開關(guān)操作方式按鈕選擇“兩步”(2T)或“四步”(4T)操作方式;通過編碼器選擇好提前送氣時間、引弧或起弧電流、電流緩升時間、恒流或脈沖峰值焊接電流、脈沖頻率、脈沖占空比、基值電流、電流緩降時間、收弧電流大小、滯后閉氣時間參數(shù)。連接好氬弧焊焊槍焊接電纜、焊槍開關(guān)控制電纜和工件電纜(工件是接正極性輸出，焊槍接負極性輸出)，連接好氣管，打開氣瓶開關(guān)并調(diào)節(jié)好氣流量，即可實施焊接。當按下焊槍開關(guān)時，接通電磁氣閥，有保護氣體從焊槍流出，對焊接區(qū)進行保護。之后，焊機內(nèi)部的IGBT PffM脈沖寬度控制電路產(chǎn)生一個占空比較大的脈沖信號，使IGBT的驅(qū)動電路工作，使IGBT處于交替導通狀態(tài)，最終使逆變主電路輸出空載電壓。與此同時，焊機控制電路產(chǎn)生高頻高壓引弧脈沖，并引燃焊接電弧。當操作者進行焊接時，控制電路通過輸出霍爾電流互感器，可檢測到輸出電流信號。經(jīng)過信號處理，并以此作為電流負反饋控制信號，在單片機控制系統(tǒng)中與焊接電流給定信號進行比較。比較后的差值信號，進行數(shù)字PI(比例和積分)調(diào)節(jié)控制，再輸入到焊機驅(qū)動PCB板中的PffM控制電路，其輸出的結(jié)果控制焊機輸出PffM芯片的脈沖寬度或占空比，決定焊機輸出電流和電壓的大小，實現(xiàn)輸出電流參數(shù)的準確控制。并使焊機的輸出特性滿足脈沖氬弧焊焊接的要求。進一步地說，基本電流控制都是實現(xiàn)不同設定電流值的恒流控制。也就是前面所述的焊接電流數(shù)字PI電流截止負反饋控制。引弧時，按照引弧電流大小進行控制。引弧后，電流緩慢上升到設定的脈沖峰值焊接電流。之后，就進入脈沖控制階段。脈沖電流控制就相當于在峰值焊接電流與基值電流之間跳變，當然不是亂變，而是按照設定的脈沖頻率、脈沖占空比參數(shù)進行變換。收弧控制時，則按照設定的電流緩降時間、收弧電流、滯后閉氣時間參數(shù)進行不同階段的控制。這樣的控制，也是滿足直流脈沖氬弧焊接的基本要求。關(guān)于脈沖氬弧焊時各個參數(shù)和指示燈、數(shù)顯表的狀態(tài)，可參閱前面的相關(guān)電路原理進行了解。
[0035]以上是本發(fā)明焊機各個電路板部分的簡要控制過程說明。由于本發(fā)明已經(jīng)給出了附圖1?附圖10的詳細結(jié)構(gòu)和電路及電路板設計，因此，對于有焊機結(jié)構(gòu)和電路閱讀能力(或具備相關(guān)知識)的人來說，是完全可以讀懂的。電路圖就是一種無聲的語言。但是，對于沒有電路閱讀能力(或不具備相關(guān)電路知識)的人來說，即使解釋的再多，他們也是難以理解的。鑒于篇幅的關(guān)系，本文只能闡述主要的部分，以使讀者能夠更好地理解相關(guān)的工作原理和過程。
[0036]通過上述說明可見，本發(fā)明有自己獨特的設計思路和方法。不僅實現(xiàn)了焊機的脈沖氬弧焊、直流氬弧焊和手工焊方法輸出等控制，而且，所設計的控制電路，包括它們的電路板和相互之間的連接關(guān)系，以及焊機的整機結(jié)構(gòu)設計，都是使本發(fā)明焊機產(chǎn)品具有控制性能良好、焊機結(jié)構(gòu)緊湊等技術(shù)優(yōu)勢的根本原因所在，也是滿足產(chǎn)品高效和低成本生產(chǎn)、高可靠性、制造工藝技術(shù)先進性的重要保障。本發(fā)明專利申請保護的內(nèi)容就在于保護這種焊機的結(jié)構(gòu)和電路設計。
[0037]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的焊機結(jié)構(gòu)和電路板及控制功能對本發(fā)明所作的詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只限于這些說明。對本發(fā)明所述技術(shù)領域的其他技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干其它的推演和變換，這些都應該視為屬于本發(fā)明保護的范疇。
【主權(quán)項】
1.一種微處理器控制逆變多功能氬弧焊機，包括外殼部分、前面板部分、后面板部分和內(nèi)部控制部分;其特征在于:所述的外殼部分包括外蓋、機殼底板和提手手柄;所述的前面板部分主要有正負極輸出快速接頭和接頭座組件、塑料前面殼、氣接頭、與氬弧焊焊槍開關(guān)航空插頭連接的航空插座、控制面板;所述的后面板部分主要有三相空氣電源開關(guān)、電源輸入線接線盒、保險管及其管座、冷卻風機、風機罩、塑料后面殼和檢流板；內(nèi)部控制部分包括中隔板上方部分和中隔板下方部分；中隔板上方部分包括有繼電器、控制變壓器、驅(qū)動PCB板、風機電容、整流橋、輸入阻容電路板和CBB電容，整流橋通過螺絲固定在中隔板上，利用中隔板進行散熱，輸入阻容電路板則通過螺絲與整流橋進行電氣連接；中隔板下方部分包括高頻高壓板、主變壓器、快恢復整流板1、磁環(huán)、上絕緣板、導風罩、散熱器、下絕緣板、散熱器固定支架、逆變板、電磁閥、高頻泄放板、水泥電阻、電抗、引弧線圈、輸出連接件和電流互感器;磁環(huán)套在主變壓器的輸出導線上，其作用是抗干擾，快恢復整流板則通過螺絲與散熱器組的一側(cè)緊貼，以使快恢復整流管能夠通過鋁散熱器有效進行散熱，逆變板也通過螺絲與散熱器組的另一側(cè)緊貼，以使IGBT器件能夠通過鋁散熱器有效進行散熱，兩塊散熱器通過上絕緣板和下絕緣板進行電氣絕緣，兩塊散熱器通過兩個散熱器固定支架固定在機殼的底板上;主變壓器和高頻高壓板通過螺絲固定在中隔板上;高頻泄放板、水泥電阻和電抗則通過螺絲固定在機殼底板上，導風罩通過螺絲與兩塊散熱器固定在一起，作用是形成良好的風道。2.如權(quán)利要求1所述的一種微處理器控制逆變多功能氬弧焊機，其特征在于:所述的內(nèi)部控制部分包括逆變主電路、單管IGBT控制電路、驅(qū)動電路、整流輸出電路、泄放回路電路、高頻電路和面板控制電路，管IGBT控制電路和整流輸出電路串接在逆變主電路上，驅(qū)動電路連接單管IGBT控制電路和面板控制電路，驅(qū)動電路在面板控制電路的控制下控制單管IGBT控制電路的通斷，高頻電路連接面板控制電路和逆變主電路，高頻電路在面板控制電路控制實現(xiàn)氬弧焊時的高頻或非接觸式引弧;泄放回路電路連接高頻電路和逆變主電路，防止高頻引弧信號產(chǎn)生干擾。
【文檔編號】B23K9/32GK106041267SQ201610485205
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月24日
【發(fā)明人】謝志峰, 魏繼昆, 陳法慶, 朱宣輝, 朱宣東
【申請人】浙江肯得機電股份有限公司