专利名称：焊接充电启动多功能电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电源装置，具体地说是一种集焊接、充电和启动等功能于一体的多功能电源。
背景技术：
目前，市场上销售的电焊机、充电机和启动电源均是分立的单机配置，并且还存在有体积大、质量重、功能单一、功率不足、不便车载等诸多弊端，不能满足自行火炮野战条件下的保障要求。目前国内生产的大功率电源设备，普遍为晶闸管整流设备，这种设备重量和体积较大，而且能耗高。
实用新型内容本实用新型的目的就是提供一种焊接充电启动多功能电源，该电源不仅体积小、重量轻，而且集焊接、充电、启动功能于一体，便于车载，能够实现野战伴随保障。
本实用新型是这样实现的a、由工频整流单元、逆变单元和高频整流单元依次相接构成电源主回路，主回路控制单元接在逆变单元的控制端上；b、高频整流单元的第一路输出经焊接电流检测电路接焊接/启动输出端子，焊接电流检测电路的检测输出接主回路控制单元；c、高频整流单元的第二路输出经反接保护单元接充电端子，在充电端子上连接有放电回路，放电控制单元接在主回路控制单元和放电回路之间；d、在高频整流单元的第二路输出端和主回路控制单元之间分别连接有电流反馈电路和电压反馈电路。
在本多功能电源中，三相380V交流电经过工频整流单元整流，获得高压直流，然后经由逆变单元变换为交流电后，再经变压、整流、滤波，即可输出适合于充电、焊接和启动的直流电。
本机采用谐振逆变技术，将三相工频380V交流电变换为10KHz的380V交流电。根据电磁感应原理U＝4.44fNBmS其中f-交流电频率，N-变压器线圈匝数，Bm-变压器磁感应强度，S-变压器铁心截面积。
由上式可见，在保持电压U不变的条件下，当采用逆变技术使交流电频率f的值由50Hz提高到10000Hz时，则变压器的线圈匝数N、磁感应强度Bm和铁心截面积S的乘积值就可以相应减小200倍。这样在电源装置中占主要体积和重量的变压器就可以相应地减小几十倍。在变压器体积、重量均大幅减小的前提条件下，本电源装置就可采用集成技术，将焊接、充电和启动功能集于一体，制成一种多功能电源装置。由于本电源装置的整机体积小，重量轻，因而就可便于车载。由此满足了自行火炮野战条件下的保障要求，本实用新型的关键就在于此。
本实用新型一机多用，高度集成，具备焊接、充电和启动等多种功能。整机采用谐振逆变技术(逆变单元的逆变频率达10KHz)和集成技术，首次将焊接、充电、启动功能集于一体，使整机具有体积小、重量轻、便于车载等特点，与传统整流设备相比，体积缩小40-60％，重量减轻50-65％。本机的额定焊接电流为315A，可使用直径为2-6mm的焊条进行焊接。最大充电电流达到150A，可在常规充电模式和快速充电模式下工作，可对1-4节蓄电池进行充电，并在主回路控制单元和反馈电路的协同作用下，具有恒流限压自动充电、电池充满识别、自动进入涓流充电等功能。快速充电部分，采用新型阻容结合脉冲放电方式。本机的最大瞬态启动电流达到1500A，可满足大功率战车的启动要求。本机还具有可靠的安全措施，如过流、过压、过热保护、防电池反接功能等，以确保多功能电源始终安全工作，并可防止蓄电池受到损坏。
图1是本实用新型的电路结构示意图。
图2是本实用新型的控制面板结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型多功能电源由工频整流单元1、逆变单元2和高频整流单元3依次相接构成电源主回路，主回路控制单元4接在逆变单元2的控制端上。电源主回路采用高速可控硅器件，谐振电容采用低介质损耗CBB电容多只并联，达到足够的容量和谐振电流的通过能力，由此提高了装置的可靠性。为避免谐振峰值过高，在电源主回路中采用了过压保护电路。
高频整流单元3的第一路输出经焊接电流检测电路5接焊接/启动输出端子，焊接电流检测电路5的检测输出接主回路控制单元4。高频整流单元3的第二路输出经反接保护单元6接充电端子，在充电端子上连接有放电回路11，放电控制单元10接在主回路控制单元4和放电回路11之间。在高频整流单元3的第二路输出端和主回路控制单元4之间分别连接有电流反馈电路7和电压反馈电路8。为保证对蓄电池的安全、可靠充电，在电压反馈电路8上还接有电池数量控制电路9，以使本装置根据连接的蓄电池的数量进行充电。
本电源装置的控制回路选用脉冲频率控制方式，采用高可靠性的CMOS集成电路组成，使充电电路具有恒流限压自动充电、电池充满识别、自动进入涓流充电等功能。本机的快速充电功能是采用新型阻容结合脉冲放电方式，以获取短时大电流的放电脉冲，与传统单纯电阻放电方式相比，放电效率提高，由此缩短了充电时间。
本电源装置还具有过压保护、过流保护、电池反接保护和过热保护等多重电路保护措施。电源装置中各电路的具体结构，均可采用现有已知的定型电路搭接而成。
本多功能电源的面板结构如图2所示，其中各部件的标号分别是12为电流表，13为电压表，14为充电启动/焊接转换开关，15为电池节数显示，16为电池数量选择旋钮，17为电源指示灯，18为报警指示灯，19、20为焊接/启动输出正、负插座，21、22为充电输出正、负插座，23为快充指示灯，24为充电/启动转换开关，25为慢/快充转换开关，26为焊接电流调节旋钮，27为充电电流调节旋钮。
本多功能电源的工作过程分述如下1、焊接先关闭设备的电源开关，将充电启动/焊接转换开关14拨到“焊接”位置，将本电源装置的电源输入插座接入三相380V交流电，将焊钳接焊接/启动输出正插座20，工件接焊接/启动输出负插座19。
闭合电源开关，根据工艺要求，用焊接电流调节旋钮26设定焊接电流，即可用焊钳对工件进行焊接。
2、充电将待充电的蓄电池串联，串联电池的数量只能为1-4节12V蓄电池或1-2节24V蓄电池。确认设备的电源开关处于断开位置，并且充电电流调节旋钮11已调到零位置，根据需要拨动慢/快充转换开关25，将充电启动/焊接转换开关14拨到“充电启动”位置，将充电/启动转换开关24拨到“充电”位置。
将电源输入插座接入三相380V交流电，闭合电源开关。调节电池数量选择旋钮16，使电池数量与实际待充电电池数量一致，电源指示灯17会显示所设置的电池数量。
断开电源开关，用随机配备的充电电缆将充电电池组的正极与本装置的充电输出正插座21连接，电池组的负极与本装置的充电输出负插座22连接。然后重新闭合电源开关，缓慢旋动充电电流调节旋钮27至所需的充电电流，电流表12将显示当前的充电电流，以后的充电过程自动进行。
当充电电压升高到一定位置时，充电电流开始自动减小。如充电方式选择为快充，这时快充指示灯23闪烁，表示插入脉冲放电。当充电电流(根据电流表12的指示)减小到接近零时，表示充电完毕。此时可关闭本装置。
关机过程是先调节充电电流调节旋钮12到零位，再关断电源开关。关机后，拆开电池组与本装置之间的连接。
3、启动确认设备的电源开关处于断开位置，将充电启动/焊接转换开关14拨到“充电启动”位置，将充电/启动转换开关24拨到“启动”位置，再将电源输入插座接入三相380V交流电，用随机配备的启动电缆将战车蓄电池的正极与本装置的焊接/启动输出正插座19连接，蓄电池的负极与本装置的焊接/启动输出负插座20连接。闭合电源开关，即可用战车上的启动开关启动战车。
权利要求1.一种焊接充电启动多功能电源，其特征在于a、该电源由工频整流单元(1)、逆变单元(2)和高频整流单元(3)依次相接构成电源主回路，主回路控制单元(4)接在逆变单元(2)的控制端上；b、高频整流单元(3)的第一路输出经焊接电流检测电路(5)接焊接/启动输出端子，焊接电流检测电路(5)的检测输出接主回路控制单元(4)；c、高频整流单元(3)的第二路输出经反接保护单元(6)接充电端子，在充电端子上连接有放电回路(11)，放电控制单元(10)接在主回路控制单元(4)和放电回路(11)之间；d、在高频整流单元(3)的第二路输出端和主回路控制单元(4)之间分别连接有电流反馈电路(7)和电压反馈电路(8)。
2.根据权利要求1所述的焊接充电启动多功能电源，其特征在于在电压反馈电路(8)上还接有电池数量控制电路(9)。
专利摘要本实用新型是一种集焊接、充电和启动于一体的多功能电源。其结构是由工频整流单元、逆变单元和高频整流单元相接构成电源主回路，控制单元接逆变单元；高频整流单元的第一路输出经焊接电流检测电路接焊接/启动输出端子，焊接电流检测电路的检测输出接主回路控制单元；第二路输出经反接保护单元接充电端子，在充电端子上连接有放电回路，放电控制单元接在主回路控制单元和放电回路之间；在第二路输出端和主回路控制单元之间还连接有电流、电压反馈电路。本装置一机多用，高度集成，可用于焊接、充电和启动。整机体积小，重量轻，便于车载，满足了自行火炮野战条件下的保障要求。
文档编号B23K9/00GK2686186SQ20042001581
公开日2005年3月16日 申请日期2004年2月27日 优先权日2004年2月27日
发明者毛向东, 方东兴, 李永, 冯广斌, 张勇 申请人:中国人民解放军总装备部军械技术研究所