专利名称：逆变直流弧焊机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种逆变直流弧焊机，可用于焊接钢材，特别适用于家庭作业，装璜，维修，属于电焊机技术领域。
背景技术：
常规电焊机，主要用矽钢片制的变压器为主要元器件，笨重，轻的有数十公斤，重的则数百、数千公斤，一般都在车间或露天作业，电焊机使用时噪声大，不方便，效率低。
发明内容
本发明的目的是发明一种省电、轻巧、使用方便的逆变直流弧焊机。
为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种逆变直流弧焊机，其特征在于，它由背带、小印刷电路板、散热器、箱体、风扇、大印刷电路板、电源电缆线、接地电缆、电焊钳、快速接头阴插组成，背带置于箱体的两端，小印刷电路板置于散热器上，散热器置于大印刷电路板上，大印刷电路板置于箱体的一侧，风扇置于箱体内的后侧，与大印刷电路板连接，电源电缆线置于箱体的后面板上，两个快速接头阴插置于箱体的前面板上，两个快速接头阴插与小印刷电路板连接，接地电缆、电焊钳分别与两个快速接头阴插连接。
本发明采用IGBT等半导体器件，小印刷电路板使用铝基板，能耐高压，大大缩小了电焊机的体积和重量。
本发明的优点是降低成本、省电、轻巧、使用方便，使电焊机可走进家庭。
图1为逆变直流弧焊机结构示意图；图2为电源整流及高频变压器驱动电路图；图3为高频变压器和输出整流电路图；图4为两组+15V电源电路图；
图5为控制芯片和电流控制电路图；图6为功率管驱动电路图；图7为温度保护和LED指示电路图；图8为逆变直流弧焊机操作面板图。
具体实施例方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例如图1所示，为逆变直流弧焊机结构示意图，由背带1、小印刷电路板2、散热器3、箱体4、风扇5、大印刷电路板6、电源电缆线7、接地电缆8、电焊钳9、快速接头阴插10组成。
如图2所示，为小印刷电路板2即电源整流及高频变压器驱动电路图，由两个电容C1、C16，一个电感L1，一个整流桥堆D16，四个功率管Q11-Q14，两个稳压管D12、D13，七个电阻R1、R2、R3、R4、R5、R44、SGE组成，其中电容C1与电感L1组成EMI电路，桥堆D16把输入的220V交流转换为310V直流信号+HT、-HT，把此直流电压送到其他模块；电解电容C16用于平滑310V的直流电压；功率管Q13、Q14向变压器TR1初级线圈提供电源；功率管Q11、Q12接收变压器TR1初级线圈的电流；电阻R1、R2连接驱动信号HVG与Q13、Q14；电阻R4、R5连接驱动信号HVG与Q11、Q12；稳压管D12、D13分别连接R2和R4，用于限制信号HVG、LVG的最高电压；电阻R3、R44分别与Q12、Q11连接，用于通过功率管IGBT的电流，信号器I-sense送出。
所述的大印刷电路板6由高频变压器和输出整流电路图、两组+15V电源电路图、控制芯片和电流控制电路图、功率管驱动电路图、温度保护和LED指示电路图组成。
如图3所示，为高频变压器和输出整流电路，由一个变压器TR1和两个整流二极管D5、D6组成，变压器TR1初级线圈引线PRIMARE1，PRIMARE2与图2中同名信号相接；次级线圈引线ALIM15V-HAVT和MASSE-HAVT与图4中同名信号相连；次级线圈引线ALIM15V-BAS和MASSE-BAS与图4中同名信号相连；次级线圈SECOND1和SECOND2与整流二极管D5、D6相连输出直流电压；信号SORTIE+和SORTIE分别与接地电缆8、电焊钳9相连。
如图4所示，为两组+15V电源电路，由四个电阻R6、R7、R16、R20，三个三极管Q1、Q2、Q4，三个二极管D1、D2、D4，二个稳压管D7、D8，三个电容C2、C17、C18组成，整流二极管D4与三极管Q2、Q4连接，把交流信号ALIM15-HAVT和MASSE-HAVT转为直流信号；稳压管D8与三极管Q2、Q4，电阻R20、R16，电容C2、C18共同组成稳压电路，使信号+15V-HAVT和MASSE-HAVT构成一组+15V直流电源；整流二极管D1与三极管Q1和电阻R7连接，把交流信号ALIM15V-BAS和MASSE-BAS转为直流信号，电阻R6、R7同稳压管D7，二极管D2，三极管Q1，电容C17共同组成直流稳压电路，输出信号+15V和MASSE-BASS构成一组直流信号。
如图5所示，为控制芯片和电流控制电路图，由16个电阻R21、R28-R41、R43，一个电位器P1，二个三极管Q7、Q11，九个电容C8-C13、C15、C20、C21，及一个开关S，一片集成电路芯片U2组成，电阻R28、R29、R30、R31、R32，三极管Q7和电位器P1构成电压可调电路，通过调整电位器P1，可以改变输出电流的大小；电阻R36及电容C11、C12连接集成电路U2，把电位器输出的电压交流信号输入到集成电路U2中，电阻R35、R40、R41、R43和电容C10、C15对来自图1的电流信号I-sense进行了分压和滤波后，接到集成电路U2引脚后，形成电流反馈；三极管Q10，电阻R34、R37、R38和电容C9、集成电路U2构成振荡电路，作为整个电源部分的时钟；电容C8，C2起稳压滤波作用，集成电路根据电位器P1和R35的反馈电压，产生占空比不同的脉冲，通过电阻R21、R31分压后，经过信号Pluse输出到图5的同路信号中；开关S1与集成电路U2连接，控制集成电路U2的供电，开关闭合时，U2得电，开始工作，带动其他部分进入工作状态；开关断开时U2掉电，所有模块停止工作，电容C18、C21与开关S1连接，电容C18、C21输入的电压信号进行稳压。
如图6所示功率管IGBT驱动电路，由5个电阻R23-R27、R42，4个三极管Q5、Q6、Q8、Q9，2个电容C7C14，3个稳压管D9-D11组成，电阻R24、R25，电容C14，稳压管D9构成稳压电路，把电压降低到15V，并与直流电源+15V-HAVT相联，在刚上电时为芯片U3供电；电阻R23，稳压管D10、D11和电容C7，电阻R22构成稳压电路，把直流电压稳于+15V，并与直流电源相联，为刚上电时微芯片U3供电；集成电路U3根据输入脉冲信号Pluse，在第13、9引脚输出相应的脉冲驱动信号，用于高压驱动和低压驱动；三极管Q6、Q8，电阻R26、R42构成推挽式高压驱动电路，经过信号HVG输出到图2中的回路信号上；三极管Q5、Q9，电阻R27构成推挽式高压驱动电路，经过信号LVG输出到图2中的回路信号上。
如图7所示，为温度保护和LED指示电路，由12个电阻R8-R15、R17-R19、CTNI，5个电容C3-C6、C19，2个指示灯D14、D15，一个二极管D3，一个三极管Q3组成，指示灯D14与电阻R8组成电源指示电路，辅助直流电源电路正常工作时，此指示灯亮；电阻CTN1为NTC型热敏电阻，安装于铝基电路板上，温度升高时，电阻下降，反之电阻升高，与电阻R19、电容C3构成温度电压转换电路，电阻R10、R11、R18，电容C5构成分压电路，对+15V电压信号进行分压，然后同温度信号送到比较器U1A，当温度高过安全温度时，比较器U1A的输出为+15V信号，反之为0V信号；电阻R12，电容C4构成比较器的正反馈信号，避免因为电压波动引起比较其频繁翻转；电阻R17、R13，电容C19和三极管Q3构成驱动电路，在比较器输出高电平时，三极管导通，为指示灯提供驱动电流，使指示灯发光；电阻R9、R15、R14，二极管D3，电容C6构成限流指示电路，当比较器输出+15V信号时，指示灯D15发光，表示温度超高。
小印刷电路板2上的所有贴片元器件均由自动贴片机安装，经回流焊加工，大印刷电路板6背面的所有贴片元器件，及正面的其他元器件，由自动贴片机安装，经波峰焊加工，用专用检测设备对这些零件进行功能测试。
背带1装在箱体4的两端，小印刷电路板2贴在散热器3上，散热器3安装在大印刷电路板6上，大印刷电路板6装于箱体4的一侧，风扇5用四个螺丝固定在箱体4内的后面板上，引线接在大印刷电路板上，电源电缆线7通过线卡和护套装在箱体4的后面板上，如图8所示，为逆变直流弧焊机操作面板图，在操作面板上端套上电位器旋钮，用来调节电流，当中安装两个发光二极管，下端用螺母固定两个快速接头阴插10，两个快速接头阴插10与小印刷电路板2连接，接地电缆8、电焊钳9插在两个快速接头阴插10上。
使用时，将接地电缆8接地即夹在任何金属件上，电焊钳9装上电焊条，接上电源，用电位器调节所需的电流，即可焊接。
权利要求
1.一种逆变直流弧焊机，其特征在于，它由背带(1)、小印刷电路板(2)、散热器(3)、箱体(4)、风扇(5)、大印刷电路板(6)、电源电缆线(7)、接地电缆(8)、电焊钳(9)、快速接头阴插(10)组成，背带(1)置于箱体(4)的两端，小印刷电路板(2)置于散热器(3)上，散热器(3)置于大印刷电路板(6)上，大印刷电路板(6)置于箱体(4)的一侧，风扇(5)置于箱体(4)内的后侧，与大印刷电路板(6)连接，电源电缆线(7)置于箱体(4)的后面板上，两个快速接头阴插(10)置于箱体(4)的前面板上，两个快速接头阴插(10)与小印刷电路板(2)连接，接地电缆(8)、电焊钳(9)分别与两个快速接头阴插(10)连接。
2.根据权利要求1所述的逆变直流弧焊机，其特征在于，所述的小印刷电路板(2)为电源整流及高频变压器驱动电路图，由两个电容C1、C16，一个电感L1，一个整流桥堆D16，四个功率管Q11-Q14，两个稳压管D12、D13，七个电阻R1-R5、R44、SGE组成，电容C1与电感L1组成EMI电路，电阻R1、R2连接驱动信号HVG与Q13、Q14；电阻R4、R5连接驱动信号HVG与Q11、Q12，稳压管D12、D13分别连接R2和R4，电阻R3、R44分别与Q12、Q11连接。
3.根据权利要求1所述的逆变直流弧焊机，其特征在于，所述的大印刷电路板(6)由高频变压器和输出整流电路图、 两组+15V电源电路图、控制芯片和电流控制电路图、功率管驱动电路图、温度保护和LED指示电路图组成。
4.根据权利要求1或3所述的逆变直流弧焊机，其特征在于，所述的高频变压器和输出整流电路图由一个变压器TR1和两个整流二极管D5、D6组成，变压器TR1初级线圈引线PRIMARE1，PRIMARE2与电源整流及高频变压器驱动电路图中同名信号相接；次级线圈引线ALIM15V-HAVT和MASSE-HAVT与两组+15V电源电路图中同名信号相连；次级线圈引线ALIM15V-BAS和MASSE-BAS与两组+15V电源电路图中同名信号相连；次级线圈SECOND1和SECOND2与整流二极管D5，D6连接；信号SORTIE+和SORTIE分别与接地电缆(8)、电焊钳(9)连接。
5.根据权利要求1或3所述的逆变直流弧焊机，其特征在于，所述的两组+15V电源电路由四个电阻R6、R7、R16、R20，三个三极管Q1、Q2、Q4，三个二极管D1、D2、D4，二个稳压管D7、D8，三个电容C2、C17、C18组成，整流二极管D4与三极管Q2、Q4连接，稳压管D8与三极管Q2、Q4，电阻R20、R16，电容C2、C18共同组成稳压电路，整流二极管D1与三极管Q1和电阻R7连接，电阻R6、R7同稳压管D7，二极管D2，三极管Q1，电容C17共同组成直流稳压电路，输出信号+15V和MASSE-BASS构成一组直流信号。
6.根据权利要求1或3所述的逆变直流弧焊机，其特征在于，所述的控制芯片和电流控制电路图，由16个电阻R21、R28-R41、R43，一个电位器P1，二个三极管Q7、Q11，九个电容C8-C13、C15、C20、C21，及一个开关S，一片集成电路芯片U2组成，电阻R28、R29、R30、R31、R32，三极管Q7和电位器P1构成电压可调电路，电阻R36及电容C11、C12连接集成电路U2，电阻R35、R40、R41、R43和电容C10、C15组成电路一端连接电源整流及高频变压器驱动电路图的电流信号I-sense，另一段接到集成电路U2引脚后形成电流反馈，三极管Q10，电阻R34、R37、R38和电容C9、集成电路U2构成振荡电路，集成电路U2通过电阻R21、R33与功率管IGBT驱动电路的同路信号连接，开关S1与集成电路U2连接，电容C18、C21与开关S1连接。
7.根据权利要求1或3所述的逆变直流弧焊机，其特征在于，所述的功率管IGBT驱动电路由5个电阻R23-R27、R42，4个三极管Q5、Q6、Q8、Q9，2个电容C7、C14，3个稳压管D9-D11组成，电阻R24、R25，电容C14，稳压管D9构成稳压电路，并与直流电源+15HVAT相联，电阻R23，稳压管D10、D11和电容C7，电阻R22构成稳压电路，并与直流电源相联，集成电路U3第13引脚与电阻R26连接，第9引脚与电阻R27连接，三极管Q6、Q8，电阻R26、R42构成推挽式高压驱动电路，经过信号HVG与电源整流及高频变压器驱动电路图中的回路信号连接；三极管Q5、Q9，电阻R27构成推挽式高压驱动电路，经过信号LVG与电源整流及高频变压器驱动电路图中的回路信号连接。
8.根据权利要求1或3所述的逆变直流弧焊机，其特征在于，所述的温度保护和LED指示电路，由12个电阻R8-R15、R17-R19、CTNI，5个电容C3-C6、C19，2个指示灯D14、D15，一个二极管D3，一个三极管Q3组成，指示灯D14与电阻R8组成电源指示电路，电阻CTN1与电阻R19、电容C3构成温度电压转换电路，电阻R10、R11、R18，电容C5构成分压电路与比较器U1A连接，电阻R12，电容C24构成比较器的正反馈信号，电阻R17、R13，电容C19和三极管Q3构成驱动电路，电阻R9、R15、R14，二极管D3，电容C6构成限流指示电路。
全文摘要
本发明涉及一种逆变直流弧焊机，其特征在于，它由背带、小印刷电路板、散热器、箱体、风扇、大印刷电路板、电源电缆线、接地电缆、电焊钳、快速接头阴插组成，背带置于箱体的两端，小印刷电路板置于散热器上，散热器置于大印刷电路板上，大印刷电路板置于箱体的一侧，风扇置于箱体内的后侧，与大印刷电路板连接，电源电缆线置于箱体的后面板上，两个快速接头阴插置于箱体的前面板上，两个快速接头阴插与小印刷电路板连接，接地电缆、电焊钳分别与两个快速接头阴插连接。本发明的优点是降低成本、省电、轻巧、使用方便，使电焊机可走进家庭。
文档编号B23K9/09GK1672850SQ20041001708
公开日2005年9月28日 申请日期2004年3月22日 优先权日2004年3月22日
发明者王保辉 申请人:上海广为杰士电源有限公司