專利名稱：防觸電多功能逆變式焊割機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
防觸電多功能逆變式焊割機
技術(shù)喊域
本實用新型涉及焊接設(shè)備，尤其是一種多功能逆變式焊割機的防觸電設(shè)計。
背景技術(shù)：
目前單相輸入的逆變焊機生產(chǎn)廠家很多，按功能劃分有手工弧焊機，氬焊
機，切割機等。.由于布局布線等工藝性處理不好，產(chǎn)品很難通過歐洲CE標(biāo)準(zhǔn)EMC 檢測。由于主變壓器漏感較大，焊機的電磁輻射很嚴重，嚴重影響電網(wǎng)質(zhì)量及 人的身心健康，對周邊其他設(shè)備也造成干擾。另外由于風(fēng)道設(shè)計不夠合理，許 多廠i多產(chǎn)品負載持續(xù)率都很低，無法滿足長時間的使用要求，且功能單一。 市場上也有手焊，氬焊，切割一體機，但由于各功能所使用的工作電壓不同， 切割時空載電壓高達250伏，又都是從相同的輸出端子輸出，很容易由于誤操 作而造成觸電事故。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠滿足歐洲CE標(biāo)準(zhǔn)檢測要求 的、性能穩(wěn)定、負載持續(xù)率高、具有防觸電功能且將手弧焊、氬弧焊、切割三 用一體的多功能逆變式焊割機。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型防觸電多功能逆變式焊割機，包括順序 連接的EMC電路、輸入整流濾波電路、逆變電路、隔離降壓電路、二次整流濾 波電路以及控制電路、隔離驅(qū)動電路，且隔離驅(qū)動電路與逆變電路相連，特別 是設(shè)有高頻高壓電路和防觸電電路，高頻高壓電路和防觸電電路并聯(lián)于二次整 流濾波電路及控制電路之間，高頻高壓電路與二次整流濾波電路雙向聯(lián)通。
高頻高壓電路由變壓器T4、引弧線圈T5、放電嘴F1，四倍壓電路及周圍電
路連接構(gòu)成。
該防觸電電路由光耦U2、穩(wěn)壓管Z6和電阻(R13、 R43、 R46、 R47)、開關(guān) S4連接構(gòu)成。
設(shè)有PCB板和F形散熱片，所述控制電路、隔離驅(qū)動電路和逆變電路制作 在上PCB板上，所述隔離降壓電路和二次整流濾波電路制作在中PCB板上，上 PCB板安裝于兩組F形散熱片頂面，中PCB板安裝于兩組F形散熱片底面，左右 兩組F形散熱片相對安裝且構(gòu)成下部風(fēng)道，中PCB板上的電子電路元件位于該 下部風(fēng)道內(nèi)。
本實用新型采用全橋逆變方式，提高功率因數(shù)，減少電源自身損耗，降低 成本。由于在電源輸入端設(shè)計了 EMC濾波電路，使其真正滿足歐洲CE檢測要求。 由于兩塊板和兩個散熱器組成風(fēng)道式結(jié)構(gòu)，散熱性能好，負載持續(xù)率高。特別 是加入了防電擊電路及接口，使用更安全。并且擁有手焊、氬焊、切割三種功 能。整機電路簡單，保護功能全面，生產(chǎn)工藝簡單，調(diào)試方便。以下結(jié)合附圖和具體實施方法對本實用新型作進一步詳細說明。


圖1是本實用新型的電路方框圖。
圖2是本實用新型的電路原理圖。
圖3為本實用新型主機組裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實用新型等離子中央插座引腳圖。
圖中1為EMC電路，2為整流濾波電路，3為逆變電路，4為隔離降壓電路， 5為二次整流濾波電路，6高頻高壓電路，7防電擊電路，8為控制電路，9為隔 離驅(qū)動電路。其中Kl為控制厚膜電路；Ql為隔離驅(qū)動厚膜電路；El為輔助電 源電路。
具體實施方式
如
圖1所示，本實用新型防觸電多功能逆變式焊割機，包括順序連接的EMC 電路1、輸入整流濾波電路2、逆變電路3、隔離降壓電路4、 二次整流濾波電 路5以及控制電路8、隔離驅(qū)動電路9，且隔離驅(qū)動電路9與逆變電路3相連， 特別是設(shè)有高頻高壓電路6和防觸電電路7，高頻高壓電路6和防觸電電路7并 聯(lián)于二次整流濾波電路5及控制電路8之間，高頻高壓電路6與二次整流濾波 電路5.雙向聯(lián)通。
圖1中所示各個電路的構(gòu)成和相互關(guān)系參見圖2。
如圖2所示，EMC電路1由電容(Cl、 C2、 C3、 C4、 C5)、電阻R1、電感(Ll、 L2、 L3、 L4)連接構(gòu)成。
ii變電路3是橋臂由若干只M0SFET場效應(yīng)管VT1 VT4并聯(lián)組成的全橋逆 變電路。每只場效應(yīng)管的柵極串聯(lián)一只4.7 10R電阻，防止驅(qū)動過沖，并保護 驅(qū)動電路不受由于場效應(yīng)管擊穿傳過來的電壓的損壞。
抗不平衡電容(C31， C32)，阻止主變壓器上有直流分量流過，提高整機效率。
電阻R3，電容C8;電阻R4，電容C9;電阻R9，電容C11;電阻R32，電容 C10分組構(gòu)成4個橋臂的吸收方式，吸收雜散電感產(chǎn)生的尖峰毛刺。 驅(qū)動放大電路由場效應(yīng)管VT6 VT9構(gòu)成。
驅(qū)動厚膜電路Ql，它由一個一組初級輸入，四組次級輸出的驅(qū)動變壓器， 及一些電阻，二極管，穩(wěn)壓二極管，電容組成，完成4個橋臂的驅(qū)動功能。 輔助電源電路E1，給控制電路、驅(qū)動龜路及保護電路供電。 開關(guān)S2及其控制電路完成了手弧焊、氬弧焊、切割三功能的轉(zhuǎn)換。 高頻高壓電路6由變壓器T4、引弧線圈T5、放電嘴F1，四倍壓電路及周圍 電路連接構(gòu)成。主要用于氬焊接或切割初期在輸出端產(chǎn)生高頻高壓，以擊穿空 氣引燃電弧，當(dāng)起弧后又能自動關(guān)斷高頻高壓。
防觸電電路7由光耦U2、穩(wěn)壓管Z6和電阻(R13、 R43、 R46、 R47)、開關(guān) S4連接構(gòu)成。
如圖2所示，單相輸入交流電先經(jīng)電容X2 (Cl)吸收尖峰毛刺電壓，再經(jīng) 過由雙線并繞在同一個磁環(huán)上的共模電感(L1，L2)以限制諧波電流。再經(jīng)過兩 個電容Y2 (C2， C3)防止電壓懸空，然后再由兩個電容X2 (C4,C5)和兩個共 模電感(L3， L4)構(gòu)成二階濾波電路，將輸入波形的毛剌降到最低。
通過電流耦合器T2對主電路進行不斷的采樣， 一旦出現(xiàn)異常過大的電流即 通過絕對值整流電路BR2和電阻(R29、 R31、 R31)給電容C28充電得到一個高 電壓，使控制模塊K1起到保護作用。
電壓負反饋及給定電路由電位器VR1、穩(wěn)壓管(Z2， Z3)及三極管T1及其 周圍電路構(gòu)成。當(dāng)輸出電壓發(fā)生波動時，由電壓負反饋電路反向調(diào)節(jié)給定值， 以達到穩(wěn)定輸出的效果。
如圖2所示，熱敏開關(guān)RC1安裝于整機電路的散熱器上， 一旦散熱器(參 見圖3)溫度過高，熱敏開關(guān)便導(dǎo)通，同樣使控制模塊K1起到保護作用，使焊 機停止工作。
三功能轉(zhuǎn)換當(dāng)開關(guān)S2擲于b點時繼電器REL2接通，J2吸合高頻高壓電 路接入。同時由開關(guān)S3和周圍電路組成的手開關(guān)電路也接通。這時便是氬焊狀 態(tài)了。當(dāng)開關(guān)S2擲于a點時繼電器REL2、 REL3接通，J2吸合高頻高壓電路接 入，Jla Jlf吸合則主變次級電路由低壓大電流的并聯(lián)轉(zhuǎn)為高壓小電流的串 聯(lián)，這時為切割狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)S2擲于中間位置時以上繼電器皆被斷開，則為手 弧焊狀態(tài)。
手開關(guān)電路實現(xiàn)手開關(guān)電路接入后。當(dāng)手開關(guān)S3未閉合時，由于光耦U1 接通拉低了控制板的18腳，電路處于無輸出狀態(tài)。手開關(guān)S3閉合后，光耦U1 短路，則控制板的18腳為高電平，電路開始輸出功率。同時Zl被擊穿將場效 應(yīng)管VT5導(dǎo)通，使電磁閥VI吸合氣體接通。當(dāng)手開關(guān)斷開，控制板的18腳被 拉低，從而封波電路停止輸出，因電容C18有一個放電延時，電磁閥要過一會 才關(guān)斷。便完成了氣體后走而電流先走的功能。通過開關(guān)Sl狀態(tài)的變化可改變 放電電阻的阻值，從而改變后吹時間。
高頻高壓功能實現(xiàn)高頻高壓電路接入后，空載工作輸出的直流電壓，使 繼電器J3吸合，高頻高壓電路工作產(chǎn)生高頻高壓電流輸出，引起電弧，電弧一 引起，輸出回路便出現(xiàn)大電流，輸出電壓降低，這時繼電器J3斷開，隨即高頻 高壓電路停止工作。
防電擊功能實現(xiàn)由光耦U2、穩(wěn)壓管Z6和電阻(R13、 R43、 R46、 R47)、 開關(guān)S4組成的電壓檢測電路。當(dāng)為切割時，開關(guān)S4閉合，光耦U2短路，本電 路不工作。當(dāng)為焊接時開關(guān)S4斷開。輸出電壓如果大于100V，則光耦U2導(dǎo)通， 將B點電壓抬高，經(jīng)過反饋回路，使控制板的ll腳電壓為高電平而封波。
如圖2所示，單相交流電電源經(jīng)EMC電路濾除干擾，再經(jīng)整流橋BR1整流， 電解電容C6濾波后成為直流電，再由M0SFET場效應(yīng)管全橋逆變?yōu)楦哳l交流電， 再由隔離降壓電路降為高頻低壓交流電，經(jīng)(D1 D3、 D8 D12)八組高速整 流管整流為直流電。整流管采用FML33S，其每組都有相應(yīng)的RC吸收回路，以保 護整流管(D1 D3、 D8 D12)。輸出電抗(L5 、 L6 、 LIO、 Lll)用來限制浪 涌電流并使輸出電流連續(xù)。
Kl控制電路能夠?qū)崿F(xiàn)脈寬調(diào)制(PWM)、溫度保護、開關(guān)機保護及過壓欠壓 保護的功能，它的PWM信號送至場效應(yīng)管VT6 VT9組成的驅(qū)動電路，推動隔離
驅(qū)動電路產(chǎn)生快速開通或關(guān)斷場效應(yīng)管的4路信號，推動4個橋臂，實現(xiàn)全橋 逆變，這樣驅(qū)動電路便大大簡化。
如圖3所示，設(shè)有兩個PCB板(11， 14)和兩片F(xiàn)形散熱片(12， 13)，所 述控制電路8、隔離驅(qū)動電路9和逆變電路3制作在上PCB板11上，所述隔離 降壓電路4和二次整流濾波電路5制作在中PCB板14上，上PCB板11安裝于 兩組F'形散熱片(12， 13)頂面，中PCB板14安裝于兩組F形散熱片(12， 13) 底面，左右兩組F形散熱片(12， 13)相對安裝且構(gòu)成下部風(fēng)道15，中PCB板 14上的電子電路元件位于該下部風(fēng)道15內(nèi)。
本實用新型將電路總圖(參見圖2)中的開關(guān)(S2、 S3、 S4)集成在輸出的 等離子中央插頭上。功能的選擇由所插的槍頭決定。以防止所選功能與所插槍 頭不符發(fā)生電擊事故。
如圖4所示，圖中的a g對應(yīng)圖2中開關(guān)S2、 S3、 S4的相應(yīng)點，具體接 法b，c，a，d，e，f，g分別連接于圖4中等離子中央插座的21， 22， 23， 25， 26, 28， 29。以防止在功能切換時，因電路的誤動作，而使氬焊或手焊的電壓過高 發(fā)生危險。
根據(jù)本實用新型圖2、圖3組裝的逆變式焊割機，測試結(jié)果達到如下技術(shù)要 求(適用于氬焊、手焊、切割)1、額定輸入功率4. 8KW; 2、額定輸入電流13. 7A / 21. 7A / 25.7A; 3、額定輸出電壓16V / 27V / 96V; 4、輸出電流調(diào)節(jié)10A 160A / 10A 150A /20A 40A; 5、負載持續(xù)率60%; 6、空載損耗40W; 7、效 率85%; 8、功率因數(shù)0.93。
權(quán)利要求1.一種防觸電多功能逆變式焊割機，包括順序連接的EMC電路、輸入整流濾波電路、逆變電路、隔離降壓電路、二次整流濾波電路以及控制電路、隔離驅(qū)動電路，且隔離驅(qū)動電路與逆變電路相連，其特征在于，設(shè)有高頻高壓電路和防觸電電路，高頻高壓電路和防觸電電路并聯(lián)于二次整流濾波電路及控制電路之間，高頻高壓電路與二次整流濾波電路雙向聯(lián)通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防觸電多功能逆變式焊割機，其特征在于，該高 頻高壓電路由變壓器T4、引弧線圈T5、放電嘴F1，四倍壓電路及周圍電路連接 構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述防觸電多功能逆變式焊割機，其特征在于，該防觸 電電路由光耦U2、穩(wěn)壓管Z6和電阻(R13、 R43、 R46、 R47)、開關(guān)S4連接構(gòu)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防觸電多功能逆變式焊割機，其特征在于，設(shè)有 PCB板和F形散熱片，所述控制電路、隔離驅(qū)動電路和逆變電路制作在上PCB板 上，所述隔離降壓電路和二次整流濾波電路制作在中PCB板上，上PCB板安裝 于兩組F形散熱片頂面，中PCB板安裝于兩組F形散熱片底面，左右兩組F形 散熱片相對安裝且構(gòu)成下部風(fēng)道，中PCB板上的電子電路元件位于該下部風(fēng)道 內(nèi)。
專利摘要滿足歐洲CE標(biāo)準(zhǔn)檢測要求的、性能穩(wěn)定、負載持續(xù)率高、具有防觸電功能且將手弧焊、氬弧焊、切割三用一體的多功能逆變式焊割機。包括順序連接的EMC電路、輸入整流濾波電路、逆變電路、隔離降壓電路、二次整流濾波電路以及控制電路、隔離驅(qū)動電路，且隔離驅(qū)動電路與逆變電路相連，特別是設(shè)有高頻高壓電路和防觸電電路，高頻高壓電路和防觸電電路并聯(lián)于二次整流濾波電路及控制電路之間，高頻高壓電路與二次整流濾波電路雙向聯(lián)通。高頻高壓電路由變壓器T4、引弧線圈T5、放電嘴F1，四倍壓電路及周圍電路連接構(gòu)成。作為焊接設(shè)備用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
文檔編號B23K9/10GK201183164SQ20082010512
公開日2009年1月21日 申請日期2008年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月16日
發(fā)明者徐愛平 申請人:深圳市佳士科技發(fā)展有限公司