专利名称：四功能逆变式焊割机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及焊接设备，尤其是一种四功能逆变式焊割机。
背景技术：
目前逆变焊机生产厂家很多，其产品千差万别，由于布局布线等工艺性处
理不好，产品很难通过欧洲CE标准EMC检测。由于主变压器漏感较大，焊机工 作时电磁辐射很严重，严重影响电网质量及人的身心健康，对周边其他设备也 造成干扰。另外大多厂家产品功能简单，无法满足用户多方面需求。 发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够满足欧洲CE标准检测要求、 性能稳定、负载持续率高且拥有交流氩焊、直流氩焊、切割和手焊功能的逆变 式焊割机。
为解决上述技术问题，本实用新型四功能逆变式焊割机，包括顺序连接的 EMC电路、输入整流滤波电路、逆变电路、隔离降压电路、二次整流滤波电路、 高频高压电路、控制电路、隔离驱动电路，且隔离驱动电路与逆变电路相连， 其特征在于，设有二次逆变电路和二次隔离驱动电路，二次逆变电路一端与二 次整流滤波电路连接，而另一端与二次隔离驱动电路和高频高压电路连接，二 次隔离驱动电路的另一端与控制电路连接。
该二次逆变电路是桥臂由若干只功率器件并联组成的全桥逆变电路，四个 桥臂采用绝缘栅极型功率管IGBT，每只绝缘栅极型功率管的栅极串联一只51R 电阻。
该二次驱动电路QD2由四组驱动电路构成，每组驱动采用输入光耦隔离或
单独供电，再由非门和三极管将信号驱动后输出。
设有PCB板和F形散热片，所述控制电路、隔离驱动电路和逆变电路制作 在上PCB板上，所述隔离降压电路和二次整流滤波电路制作在中PCB板上，上 PCB板安装于两组F形散热片顶面，中PCB板安装于两组F形散热片底面，左右 两组F形散热片相对安装且构成下部风道，中PCB板上的电子电路元件位于该 下部风道内。
本实用新型采用全桥逆变方式， 一次逆变采用场效应管做功率器件，二次 逆变用单管IGBT做功率器件。工作可靠性高。提高功率因数，减少电源自身损 耗，降低成本。由于在电源输入端设计了 EMC滤波电路，使其真正满足欧洲CE 检测要求。由于采用两块板和两个散热器组成风道式结构，散热性能好，负载 持续率高。特别是整机电路简单，高频引弧，焊接渗透力强，焊接表面均匀美 观。有手焊，氩焊，切割功能转换，AC/DC转换，2T/4T转换等功能齐全。生产 工艺简单，调试方便。以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型的电路方框图。
图2是本实用新型的电路原理图。
图3为本实用新型的一次逆变风道结构示意图。
图4为本实用新型的二次逆变风道结构示意图。
图中1为EMC电路，2为整流滤波电路，3为逆变电路，4为隔离降压电路， 5为二次整流滤波电路，6 二次逆变电路、7 二次隔离驱动电路，8高频高压电 路，9为控制电路，10为隔离驱动电路，Kl为控制厚膜电路；QD1为隔离驱动 厚膜电路；QD2为二次隔离驱动电路；El为辅助电源电路。
具体实施方式
如图l、图2所示， 一种由EMC电路1，输入整流滤波电路2，逆变电路3， 隔离降压电路4， 二次整流滤波电路5， 二次逆变电路6， 二次隔离驱动电路7， 高频高压电路8，控制电路9及隔离驱动电路10组成的交直流逆变式焊割机。 输入整流滤波电路采用大容量电解电容滤波，它的逆变电路连接在输入整流电 路和二次整流滤波电路之间，并与控制电路相连。一、二次逆变电路都是桥臂 由若干只功率器件并联组成的全桥逆变电路。VT1 VT4分别代表四个桥臂中的 场效应管。每只场效应管的栅极串联一只4.7 10R电阻，防止驱动过冲。Ql、 Q2、 Q3、 Q4分别代表二次逆变四个桥臂中的绝缘栅极型功率管IGBT。每只绝缘 栅极型功率管IGBT的栅极串联一只51R电阻。C14为抗不平衡电容，阻止主变 压器上有直流分量流过。控制电路与一二次逆变电路相连接，由场效应管VT7 VT10构成驱动放大电路，再由驱动厚膜电路QD1驱动一次逆变电路工作。驱动 厚膜电路QD1由一个一组初级输入、四组次级输出的驱动变压器及一些电阻、 二极管、稳压二极管、电容连接构成，用于完成四个桥臂的驱动功能。由二次 隔离驱动电路QD2驱动二次逆变电路工作。二次隔离驱动电路QD2由四组驱动 电路构成，每组驱动采用输入光耦隔离或单独供电，再由非门和三极管将信号 驱动后输出。辅助电源电路E1给控制电路驱动电路供电。高频高压电路由变压 器T3、引弧线圈T2、放电嘴Fl,四倍压电路及周围电路连接构成，主要用于焊 接初期在输出端产生高频高压，以击穿空气引燃电弧，当起弧后由控制电路关 断高频高压。多功能控制板MB1中的G1 G9分别为四功能切换电路、气阀控制 电路、手开关及2T/4T功能控制电路、给定电路、AC/DC信号发生电路、信号驱 动电路、电源欠压保护及过热保护电路、高频控制电路。
单相输入交流电先经两个电容Y2 (C9， C10)防止电压悬空，再经过由双线
并绕在同一个磁环上的共模电感(L3，L4)以限制谐波电流。电容(C9， CIO)、 电感(L3， L4)共同构成EMC电路。
通过电流耦合器TR1对主电路进行不断的采样， 一旦出现异常过大的电流 即通过半波整流电路(D4， D16)和电阻(R32 R33)给电容C38充电得到一个 高电压，使控制模块Kl起到保护作用。
控制电路G3由给定电路输出的分压值来决定输出电流大小。当输出电流发 生波动时，由分流器R1采样电流值，经负反馈电路反向调节控制电路的4脚电 压，以达到稳定输出的效果。
热敏开关RC3、 RC4分别安装于主变压器上和散热器上， 一旦主变压器和散 热器(参见图3)温度过高，热敏开关便导通，同样使控制模块Kl起到保护作 用，使焊机停止工作。
抗不平衡电容C12阻止主变压器上有直流分量流过，以提高整机效率。电 阻R1，电容C11;电阻R4，电容C3;电阻R9，电容C12;电阻R15，电容C14 分组构成一次逆变各个桥臂的吸收方式，吸收杂散电感产生的尖峰毛刺。
由场效应管VT13、电解电容(C27 C29)、大功率电阻R26及周围电路构成 了二次逆变的总吸收电路，以吸收场效应管工作时漏源间的尖峰电压。
多功能控制板MB1由八部分组成，Gl为四功能切换电路，S4为切换开关， 当开关S4掷于a点，手开关S1闭合后，功能控制电路G3发出四路高电平信号 (b7 bl0)，高电平信号b7使气阀控制电路G2打开气阀。高电平信号b8使功 能控制电路的18脚也为高电平，则电路进入正常输出状态。高电平信号b9使 给定电路G4开始输出给定值。髙电平信号b10使驱动电路G6导通。此时电路 进入氩焊状态。当开关S4掷于中间时为手焊状态，就会发出两路低电平信号(b4、 b5)分别关闭气阀和高频电路。还有一路高电平信号b8使功能控制电路的18
脚也为高电平，则电路进入正常输出状态。当开关S4掷于b点时和a点一样， 只是同时导通了继电器REL1,使主变由并联变为串联，本来输出低压大电流的 电路变为高压小电流的电路。这时即为切割状态。G5为二次逆变的驱动波形发 生电路，S3为交直流输出选择开关。G6为信号驱动电路，输出两路互反的驱动 信号bl4、 b15。 G7为过热欠压保护电路，当电源电压过低和因温度过高时热敏 电阻导通，就会拉低高电平信号bl6使驱动电路截至。G8为高频控制电路用于 控制高频电路的开关，b3为控制厚膜电路Kl的输出信号，控制高电平信号b2、 bl是否导通，以达到控制高频电路的目的。
高频高压功能实现当为切割或氩焊时，手开关闭合，高频控制电路G8将 高电平信号b2、 bl断开，则三极管TS1导通场效应管VT14截止，使继电器REL2 吸合，变压器T4接通产生高压电，经四倍压整流电路继续将电压升高四倍，然 后放电嘴F1因高压击穿空气放电，此时相当于变压器T3、电容(C32， C31)短 路，这时电容(C32、 C31)和变压器T3产生高频振荡。由于输出能量的不断补充， 使得每隔一定时间，变压器T3，电容(C32， C31)便产生高频振荡电流，并通 过变压器T3次级输出到输出端，引起电弧，电弧一引起，输出回路便出现大电 流。这是由控制厚膜电路Kl发出高电平信号b3，是高频控制电路将高电平信号 bl， b2短路，则关断了继电器REL2，也就关断了高频。当为手焊时，开关S4掷 于中点，此时转换电路G1便发出高电平信号b4关断高频控制电路。
本实用新型将多功能控制电路(板)MB1安装在机壳的前面板上。并在两者 之间用绝缘板连接。降低干扰，减少内部连线。
如图所示3，本实用新型设有PCB板和F形散热片，所述控制电路9、隔离 驱动电路10和逆变电路3 (参见图l)制作在上PCB板11上，所述隔离降压电 路4和二次整流滤波电路5制作在中PCB板12上，上PCB板11安装于两组F形散热片(13， 14)顶面，如箭头16,所示；中PCB板12安装于两组F形散热 片(13， 14)底面，如箭头17所示；左右两组F形散热片(13， 14)相对安装 且构成下部风道15，中PCB板12上的电子电路元件位于该下部风道15内。其 整体结构经这样优化组合后，体积小散热性好，组装维修方便。
如图4所示，本实用新型将二次逆变的四个桥臂分别安装在第二上PCB板 18和第二中PCB板19上，它们和散热片(20、 21)连接构成另一个带有风道 22的逆变式焊割机。EMC电路1，输入整流滤波电路2， 二次隔离驱动电路7， 高频高压电路8安装于整机的底部(图中没有画出)。
权利要求1.一种四功能逆变式焊割机，包括顺序连接的EMC电路、输入整流滤波电路、逆变电路、隔离降压电路、二次整流滤波电路、高频高压电路、控制电路、隔离驱动电路，且隔离驱动电路与逆变电路相连，其特征在于，设有二次逆变电路和二次隔离驱动电路，二次逆变电路一端与二次整流滤波电路连接，而另一端与二次隔离驱动电路和高频高压电路连接，二次隔离驱动电路的另一端与控制电路连接。
2. 根据权利要求1所述的四功能逆变式焊割机，其特征在于，该二次逆变 电路是桥臂由若干只功率器件并联组成的全桥逆变电路，四个桥臂采用绝缘栅 极型功率管IGBT，每只绝缘栅极型功率管的栅极串联一只51R电阻。
3. 根据权利要求1所述的四功能逆变式焊割机，其特征在于，该二次驱动 电路QD2由四组驱动电路构成，每组驱动采用输入光耦隔离或单独供电，再由 非门和三极管将信号驱动后输出。
4. 根据权利要求1所述的四功能逆变式焊割机，其特征在于，设有PCB板 和F形散热片，所述控制电路、隔离驱动电路和逆变电路制作在上PCB板上， 所述隔离降压电路和二次整流滤波电路制作在中PCB板上，上PCB板安装于两 组F形散热片顶面，中PCB板安装于两组F形散热片底面，左右两组F形散热 片相对安装且构成下部风道，中PCB板上的电子电路元件位于该下部风道内。
专利摘要一种能够满足欧洲CE标准检测要求、性能稳定、负载持续率高且拥有交流氩焊、直流氩焊、切割和手焊功能的逆变式焊割机。包括顺序连接的EMC电路、输入整流滤波电路、逆变电路、隔离降压电路、二次整流滤波电路、高频高压电路、控制电路、隔离驱动电路，且隔离驱动电路与逆变电路相连，设有二次逆变电路和二次隔离驱动电路，二次逆变电路一端与二次整流滤波电路连接，而另一端与二次隔离驱动电路和高频高压电路连接，二次隔离驱动电路的另一端与控制电路连接。该二次逆变电路是桥臂由若干只功率器件并联组成的全桥逆变电路，四个桥臂采用绝缘栅极型功率管IGBT，每只绝缘栅极型功率管的栅极串联一只51R电阻。作为焊接设备广泛用于工农业生产。
文档编号B23K9/10GK201183165SQ200820111319
公开日2009年1月21日 申请日期2008年4月15日 优先权日2008年4月15日
发明者徐爱平 申请人:深圳市佳士科技发展有限公司