本發(fā)明涉及電焊機技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種熔化極氣體保護焊機輸出短路保護方法及裝置。

背景技術(shù)：

熔化極氣體保護焊是利用焊絲與工件間產(chǎn)生的電弧作熱源將金屬熔化的焊接方法。由于焊接電源的特性焊接過程中焊絲與母材之間一直處于短路過渡，對于選擇合適的送絲速度和焊接電壓可以穩(wěn)定地實現(xiàn)一個(或多個)熔滴過渡，但是過快的送絲速度很容易焊絲扎進熔池里這樣就形成了輸出正負極間的短路，如果長時間短路一直存在,這樣就在逆變開關(guān)管和輸出整流二極管上形成長時間的短路峰值電流，此峰值電流長時間存在會損壞逆變開關(guān)管和輸出整流二極管，減少焊接電源的使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種熔化極氣體保護焊機輸出短路保護方法及裝置。

根據(jù)本發(fā)明提供的熔化極氣體保護焊機輸出短路保護裝置，包括：焊接電流判斷單元、焊接輸出電壓檢測單元、短路時長設(shè)置和判斷輸出單元、鎖定控制單元、PWM輸出單元、焊槍控制單元；

所述焊接電流判斷單元，用于檢測焊接電流判斷焊接電源是否工作在焊接狀態(tài)；

所述焊接輸出電壓檢測單元，用于在焊接狀態(tài)時檢測焊接電源輸出是否短路；

所述短路時長設(shè)置和判斷輸出單元，用于在焊接電源輸出短路時，判斷短路時間是否超過設(shè)定的閾值，并輸出判斷結(jié)果；

所述鎖定控制單元，用于在短路時間超過設(shè)定的閾值時，鎖定PWM輸出單元；

所述PWM輸出單元，包括鎖定狀態(tài)和解鎖狀態(tài)，處于解鎖狀態(tài)時輸出PWM信號，處于鎖定狀態(tài)時不輸出PWM信號；

所述焊槍控制單元，用于實現(xiàn)鎖定控制單元和PWM輸出單元的復(fù)位，使得PWM輸出單元恢復(fù)解鎖狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述焊接電流判斷單元包括：原邊電流傳感器T3、比較器U4B、二極管D14、電容C26、電容C33、電容C34、電阻R24、電阻R25、電阻R26、電阻R27、電阻R28；

所述原邊電流傳感器T3的一端連接至二極管D14的正極，，所述原邊電流傳感器T3的另一端接地，所述二極管D14的負極分別連接至電阻R24的一端、電阻R25的一端、電阻R26的一端以及電容C26的一端；電阻R24的另一端連接至電壓端VCC，電阻R26的另一端分別連接至電容C33的一端、比較器U4B的反相輸入端，所述電容C26的另一端、電阻R25的另一端、電容C33的另一端均接地；所述比較器U4B的同相輸入端分別連接至電阻R27的一端、電阻R28的一端以及電容C34的一端，所述電阻R28的另一端、電容C34的另一端均接地，所述電阻R27的另一端連接至電壓端VCC；所述比較器U4B的輸出端構(gòu)成所述焊接電流判斷單元的輸出端口，連接至短路時長設(shè)置和判斷輸出單元的第一輸入端。

優(yōu)選地，所述焊接輸出電壓檢測單元包括：光耦G01、電阻R351、電阻R403、電阻R438、二極管D323、穩(wěn)壓管Z303、電容C369；

所述電阻R351的一端連接至焊接電壓的正輸出端，所述電阻R351的另一端連接至二極管D323的正極，所述二極管D323的負極分別連接至穩(wěn)壓管Z303的負極、電容C369的一端、電阻R438的一端；所述電阻R438的另一端連接光耦G01的第一輸入端；所述穩(wěn)壓管Z303的正極、電容C369的另一端、電阻R403的另一端以及光耦G01的第二輸入端均連接至焊接電壓的負輸出端；光耦G01的第一輸出端構(gòu)成所述焊接輸出電壓檢測單元的輸出端并連接至短路時長設(shè)置和判斷輸出單元的第二輸入端，所述光耦G01的第二輸出端接地。

優(yōu)選地，所述短路時長設(shè)置和判斷輸出單元包括：比較器U4A、穩(wěn)壓二極管D18、三極管Q2、二極管D16、二極管D17、電容C27、電容C28、電阻R32、電阻R33、電阻R34、電阻R35、電阻R36；

電阻R33的一端連接至電壓端VCC，所述電阻R33的另一端構(gòu)成所述短路時長設(shè)置和判斷輸出單元的第二輸入端并且連接至電阻R34的一端，所述電阻R34的另一端分別連接至電阻R35的一端和三極管Q2的基極，三極管Q2的發(fā)射極和電阻R35的另一端均接地，所述三極管Q2的集電極分別連接至電阻R32的一端、電容C27的一端、二極管D17的正極，所述電阻R32的另一端連接至電壓端VCC，電容C27的另一端接地，二極管D17的負極分別連接至電阻R36的一端、電容C28的一端、二極管D16的負極以及比較器U4A的反相輸入端，所述二極管D16的正極構(gòu)成所述短路時長設(shè)置和判斷輸出單元的第一輸入端；所述電阻R36的另一端、電容C28的另一端均接地，電阻R37的一端連接至電壓端VCC，電阻R37的另一端分別連接至比較器U4A的同相輸入端、穩(wěn)壓二極管D18的負極，所述穩(wěn)壓二極管D18的正極、比較器U4A的負電源輸入端均接地；所述比較器U4A的正電源輸入端連接至電壓端VCC，所述比較器U4A的輸出端構(gòu)成短路時長設(shè)置和判斷輸出單元的輸出端連接至鎖定控制單元的輸入端。

優(yōu)選地，所述鎖定控制單元包括：晶閘管Q3、電容C30、電阻R39、電阻R40；

所述電阻R39的一端構(gòu)成所述鎖定控制單元的鎖定控制單元的輸入端，所述電阻R39的另一端分別連接至電阻R40的一端、電容C30的一端、晶閘管Q3的門極，所述電阻R40的另一端、電容C30的另一端、晶閘管Q3的陰極均接地，所述晶閘管Q3的陽極構(gòu)成所述鎖定控制單元的輸出端連接至PWM輸出單元的輸入端。

優(yōu)選地，所述PWM輸出單元包括芯片U1、電阻R01、電容C1、電容C2，其中：所述芯片U1的型號為PWM控制芯片UC3845；

芯片U1的COMP端構(gòu)成PWM輸出單元的輸入端，所述芯片U1的RT/CT端分別連接至電容C1的一端、電阻R01的一端，所述電阻R01的另一端連接至參考電壓端Vref，所述芯片的Vref端輸出參考電壓信號并通過電容C2接地，所述芯片U1的VF端、述芯片U1的GND端、電容C1的另一端均接地，所述芯片U1的OUT端輸出PWM信號。

優(yōu)選地，所述焊槍控制單元包括：比較器U4D、電阻R02、電阻R03、電阻R04、三極管Q1；

電阻R04的一端連接至焊槍輸入信號端KEY，電阻R04的另一端連接至比較器U4D的反相輸入端，比較器U4D的同相輸入端連接至正5V電壓端，比較器U4D的輸出端通過電阻R03分別連接至電阻R02的一端、三極管Q1的基極，所述三極管Q1的發(fā)射極和電阻R02的另一端均接地，所述三極管Q1的集電極構(gòu)成焊槍控制單元的輸出端連接至PWM輸出單元的輸入端。

根據(jù)本發(fā)明提供的熔化極氣體保護焊機輸出短路保護方法，包括如下步驟：

焊接電流判斷步驟：檢測焊接電流，判斷出焊接電源是否工作在焊接狀態(tài)，若處于焊接狀態(tài)則執(zhí)行焊接輸出電壓檢測步驟；若不處于焊機狀態(tài)，則結(jié)束流程；

焊接輸出電壓檢測步驟，當焊接電源處于焊接狀態(tài)時，檢測焊接電源輸出是否短路；

短路時長設(shè)置和判斷輸出步驟，若焊接電源輸出短路時，判斷短路時間是否超過設(shè)定的閾值，若超過設(shè)定的閾值則執(zhí)行鎖定步驟；若焊接電源輸出未短路，或者短路時間未超過設(shè)定的閾值，則結(jié)束流程；

鎖定步驟：當焊接電源輸出短路時間超過設(shè)定的閾值時，鎖定PWM輸出單元，即不輸出PWM信號；

復(fù)位步驟：根據(jù)焊槍信號，使得PWM輸出單元恢復(fù)輸出PWM信號。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

本發(fā)明提供的熔化極氣體保護焊機輸出短路保護方法及裝置，通過原邊電流采樣焊接電流判斷單元對焊接電源是否工作狀態(tài)做出判斷，根據(jù)判斷結(jié)果執(zhí)行PWM輸出保護控制，并能夠設(shè)置關(guān)閉PWM的時間達到PWM輸出鎖定的目的，最后通過焊槍控制信號實現(xiàn)自動復(fù)位，從而有效地解決了熔化極氣體保護焊機的短路問題，電路簡單，易于實施。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1為熔化極氣體保護焊機輸出短路保護裝置的原理結(jié)構(gòu)圖；

圖2為熔化極氣體保護焊機輸出短路保護裝置的電路圖；

圖中：

1-焊接電流判斷單元；

2-焊接輸出電壓檢測單元；

3-短路時長設(shè)置和判斷輸出單元；

4-鎖定控制單元；

5-PWM輸出單元；

6-焊槍控制單元。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。

根據(jù)本發(fā)明提供的熔化極氣體保護焊機輸出短路保護裝置，包括：焊接電流判斷單元1、焊接輸出電壓檢測單元2、短路時長設(shè)置和判斷輸出單元3、鎖定控制單元4、PWM輸出單元5、焊槍控制單元6。

由焊接電流判斷單元1檢測焊接電流判斷焊接電源是否工作在焊接狀態(tài)，如果沒有工作在焊接狀態(tài)則短路時長設(shè)置和判斷輸出單元3、鎖定控制單元4、PWM輸出單元5將不工作；如果工作在焊接狀態(tài)則焊接輸出電壓檢測單元2檢測焊接電源輸出是否短路，如果焊接電源輸出沒有短路則短路時長設(shè)置和判斷輸出單元3、鎖定控制單元4、PWM輸出單元5將不工作；如果焊接電源輸出短路狀態(tài)則短路時長設(shè)置和判斷輸出單元3工作和設(shè)定的時間做比較，如果短路時間小于設(shè)定的時間則鎖定控制單元4、PWM輸出單元5不工作；如果短路時間大于設(shè)定的時間則鎖定控制單元4工作鎖定PWM輸出單元5，關(guān)閉PWM輸出從而保護焊接電源。PWM關(guān)閉后焊接電流判斷單元1、焊接輸出電壓檢測單元2、短路時長設(shè)置和判斷輸出單元3都復(fù)位。但是鎖定控制單元4、PWM輸出單元5仍然處于鎖定狀態(tài)，焊槍控制單元6是對鎖定控制單元4、PWM輸出單元5復(fù)位。

原邊電流采樣焊接電流判斷單元對焊接電源是否工作狀態(tài)判斷，焊接輸出電壓檢測單元是對輸出短路狀態(tài)判斷；對焊接電源保護是通過關(guān)閉PWM輸出保護的；關(guān)閉PWM的時間是可以設(shè)置的，關(guān)閉PWM輸出后一直處于鎖定關(guān)閉狀態(tài)需要焊槍控制信號去復(fù)位。焊接電流判斷單元1由原邊電流傳感器T3采樣焊接電流經(jīng)過二極管D14、電容C26濾波后給比較器U4B的反相輸入端，同相輸入端由電阻R27、電阻R28分壓得到一個比較電壓，兩個電壓比較輸出高電平還是低電平，從而實現(xiàn)焊接電流有無判斷。

焊接輸出電壓檢測單元2，由電阻R351、電阻R438、電阻R403、二極管D323、穩(wěn)壓管Z303、電容C369以及光耦G01構(gòu)成，OUT+與OUT-的電壓經(jīng)過電阻分壓電容濾波后使得G01光耦導(dǎo)通Uo得到低電平，如果輸出短路則OUT+與OUT-之間沒有電壓G01光耦不導(dǎo)通Uo得到高電平；從而實現(xiàn)焊接輸出電壓(短路)檢測。

短路時長設(shè)置和判斷輸出單元3，當沒有焊接時，焊接電流判斷單元1判斷輸出Ip為高電平VCC通過二極管D16給比較器U4A的反相輸入端。此時同相輸入端的電壓由電阻R37和穩(wěn)壓管D18的到，此電壓始終小于VCC，比較器U4A輸出低電平不能觸發(fā)可控硅晶閘管Q3導(dǎo)通。從而實現(xiàn)沒有焊接不能短路保護；反之正常焊接時，焊接電流判斷單元1判斷輸出Ip為低電平由于二極管D16的存在所以不影響其他電路，此時焊接輸出電壓檢測單元2檢測焊接輸出電壓，如果光耦G01任然導(dǎo)通則NPN三極管Q2偏置電壓被光耦G01鉗位到0，所以電容C28被VCC通過電阻R32和二極管D17充電至電阻R32、電阻R36分壓得到的值，此電壓值任然大于比較器U4A同相輸入電壓值比較器U4A輸出低電平不能觸發(fā)晶閘管Q3導(dǎo)通；如果輸出短路光耦G01不導(dǎo)通此時三極管Q2正偏置導(dǎo)通，此時VCC不能通過二極管D17繼續(xù)給電容C28充電，又由于二極管D17電容C28通過電阻R36放電，當電容C28上的電壓低于穩(wěn)壓管D18的電壓值時，比較器U4A會立刻翻轉(zhuǎn)輸出高電平使得晶閘管Q3觸發(fā)導(dǎo)通。調(diào)節(jié)C28電容值或者R36電阻值就能實現(xiàn)設(shè)置短路時間。從而實現(xiàn)短路時長設(shè)置和判斷輸出單元。

鎖定控制單元4由晶閘管Q3和電阻R39、電R40、電容C30構(gòu)成，當比較器U4A輸出高電平時通過電阻R39觸發(fā)晶閘管Q3導(dǎo)通。將PWM控制片COMP端鎖定關(guān)閉PWM脈沖。從而實現(xiàn)鎖定PWM信號實現(xiàn)保護焊接電源。

PWM輸出單元5由芯片U1(PWM控制芯片UC3845)、電阻R01、電容C01構(gòu)成PWM脈沖頻率。芯片U1引腳6輸出PWM信號，當芯片U1的引腳1被晶閘管Q3鎖定后芯片U1輸出PWM信號實現(xiàn)封鎖。

焊槍控制單元6，由比較器U4D和NPN三極管等構(gòu)成，當合上焊槍后，焊槍信號KEY電壓高于5V時比較器U4D輸出低電平三極管Q1由導(dǎo)通狀態(tài)變?yōu)榻刂範顟B(tài)，解除對芯片U1中PWM信號封鎖。從而實現(xiàn)焊接電源正常合槍焊接。如果焊接過程中輸出短路晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通后一直會鎖定，此時只要松開焊槍開關(guān)KEY信號小于5V后，三極管Q1導(dǎo)通后將電流旁路，晶閘管Q3上的電流小于維持電流，則晶閘管Q3可以復(fù)位，解除對PWM芯片U1的封鎖狀態(tài)，從而實現(xiàn)對晶閘管復(fù)位和對PWM芯片解除封鎖狀態(tài)，為下次短路做復(fù)位。

以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。在不沖突的情況下，本申請的實施例和實施例中的特征可以任意相互組合。