氩弧焊手开关信号隔离电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种氩弧焊手开关信号隔离电路，手开关控制通过变压器隔离电路和光耦隔离电路双重隔离后输出手开关信号，降低了焊机和外部环境对手开关信号的干扰，通过变压器隔离电路中的稳压电路，在电源电压不稳时，也能确保隔离电压信号的变化频率不受电源电压的干扰，保持与手开关的开闭频率相匹配，从而进一步确保了手开关信号与手开关的开闭频率相匹配，防止了误触发，手开关信号输出效果好，焊接效果理想。
【专利说明】氩弧焊手开关信号隔离电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种隔离电路。具体地说涉及一种氩弧焊手开关信号隔离电路。
【背景技术】
[0002]氩弧焊，是使用氩气作为保护气体的一种焊接技术，又称氩气体保护焊。就是在电弧焊的周围通上氩气保护气体，将空气隔离在焊区之外，从而防止焊区的氧化的一种焊接技术。
[0003]氩弧焊目前在不锈钢、铝合金等焊接领域被广泛推广使用，特别是薄板焊接，90 %都是被脉冲氩弧焊所垄断。氩弧焊在焊接过程中需要通过高频电压击穿氩气，从而在焊接工件间形成电弧，电弧燃烧产生高温将焊材融化成液态，使得焊接工件间达到冶金结合。由于在高温熔融焊接中不断送上氩气，使焊材不能和空气中的氧气接触，从而防止了焊材的氧化。氩弧焊要求氩气先来后走，而电流则后来先走(相对氩气而言)，这些都是通过手开关控制实现的。同时起弧的高频也受手开关控制。在实际使用过程中，手开关信号在输送到焊机控制电路中时，经常会受到焊机本身以及外界的各种干扰，特别是焊机本身的高频电压干扰，从而影响焊机的正常焊接工作。传统的手开关信号隔离电路只是将手开关信号控制线简单的绕在一个磁环上，或者通过单独的光耦隔离电路进行简单的隔离，致使信号输出效果差，误触发几率高，存在诸多的不足之处。
实用新型内容
[0004]为此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术中的手开关信号隔离电路抗干扰能力差，使得手开关信号输出效果差，误触发率高，焊接效果不理想，从而提供一种抗干扰能力强，能够防止误触发的氩弧焊手开关信号隔离电路。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下:
[0006]本实用新型提供了一种氩弧焊手开关信号隔离电路，包括:
[0007]变压器隔离电路，通过手开关的开闭来产生对应的感应电压，并根据所述感应电压输出对应的隔离电压信号；
[0008]光耦隔离电路，从所述变压器隔离电路接收所述隔离电压信号，并根据所述隔离电压信号输出与所述手开关的开闭频率相匹配的手开关信号；
[0009]所述变压器隔离电路还包括稳压电路，用于在电源电压不稳时，确保所述隔离电压信号的变化频率与所述手开关的开闭频率相匹配，进而确保所述光耦隔离电路输出与所述手开关的开闭频率相匹配的手开关信号。
[0010]本实用新型所述的氩弧焊手开关信号隔离电路，所述变压器隔离电路包括隔离变压器Tl、稳压管Zl、Z2、电阻Rl以及二极管Dl、D2、D3、D4组成的桥式电路；
[0011]所述隔离变压器Tl的原边绕组NI的引脚I和引脚2，分别与手开关的两个固定端率禹接；
[0012]所述稳压管Zl的正极和所述稳压管Z2的正极分别与所述隔离变压器Tl的副边绕组的两端耦接，所述稳压管Zl的负极与所述稳压管Z2的负极耦接，构成所述变压器隔离电路中的稳压电路；
[0013]所述二极管Dl的正极和所述二极管D3的负极连接作为桥式电路的第一端，所述二极管D2的正极和所述二极管D4的负极连接作为桥式电路的第二端，所述二极管Dl的负极和所述二极管D2的负极连接作为桥式电路的第三端，所述二极管D3的正极和所述二极管D4的正极连接作为桥式电路的第四端；
[0014]所述电阻Rl的第一端与所述桥式电路的第一端耦接，其第二端分别与所述桥式电路的第二端以及所述稳压管Z2的正极耦接，所述稳压管Zl的正极和所述电阻Rl的第一端为所述变压器隔离电路的电源电压输入端口，与电源电压耦接；
[0015]所述桥式电路的第三端以及第四端为所述变压器隔离电路的隔离电压信号输出端口，与所述光耦隔离电路的电压信号输入端口耦接。
[0016]本实用新型所述的氩弧焊手开关信号隔离电路，所述光耦隔离电路包括电阻R2、R3、极性电容Cl、稳压管Z3、光电耦合器Ul、三极管Ql以及二极管D5 ；
[0017]所述电阻R2的一端同时与所述桥式电路的第三端、所述极性电容Cl的正极以及所述稳压管Z3的负极耦接，所述电阻R2的另一端同时与所述桥式电路的第四端、所述极性电容Cl的负极以及所述光电耦合器Ul中的发光器的负极耦接后接地，所述电阻R2的两端即为所述光耦隔离电路的电压信号输入端口，所述电阻R3的一端与所述稳压管Z3的正极耦接，所述电阻R3的另一端与所述光电耦合器Ul中的发光器的正极耦接，所述三极管Ql的集电极同时与所述二极管D5的负极以及所述光电耦合器Ul中的受光器的集电极耦接，所述三极管Ql的基极与所述光电耦合器Ul中的受光器的发射极耦接，所述二极管D5的正极接高电平，所述三极管Ql的发射极即为所述光耦隔离电路的手开关信号输出端口。
[0018]本实用新型所述的氩弧焊手开关信号隔离电路，所述光耦隔离电路包括电阻R2、R3、极性电容Cl、稳压管Z3、光电耦合器Ul以及二极管D5 ；
[0019]所述电阻R2的一端同时与所述桥式电路的第三端、所述极性电容Cl的正极以及所述稳压管Z3的负极耦接，所述电阻R2的另一端同时与所述桥式电路的第四端、所述极性电容Cl的负极以及所述光电耦合器Ul中的发光器的负极耦接后接地，所述电阻R2的两端即为所述光耦隔离电路的电压信号输入端口，所述电阻R3的一端与所述稳压管Z3的正极耦接，所述电阻R3的另一端与所述光电耦合器Ul中的发光器的正极耦接，所述二极管D5的负极与所述光电耦合器Ul中的受光器的集电极耦接，所述二极管D5的正极接高电平，所述光电耦合器Ul中的受光器的发射极即为所述光耦隔离电路的手开关信号输出端口。
[0020]本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
[0021]本实用新型提供了一种氩弧焊手开关信号隔离电路，包括通过手开关的开闭来产生对应的感应电压，并根据所述感应电压输出对应的隔离电压信号的变压器隔离电路，从所述变压器隔离电路接收所述隔离电压信号，并根据所述隔离电压信号输出与所述手开关的开闭频率相匹配的手开关信号的光耦隔离电路，另，所述变压器隔离电路还包括稳压电路，能够在电源电压不稳时，确保所述隔离电压信号的变化频率与所述手开关的开闭频率相匹配，进而确保所述光耦隔离电路输出与所述手开关的开闭频率相匹配的手开关信号。因此，本实用新型所述的氩弧焊手开关信号隔离电路，手开关控制通过变压器隔离电路和光耦隔离电路输出手开关信号，降低了焊机和外部环境对手开关信号的干扰，通过变压器隔离电路中的稳压电路，在电源电压不稳时，也能确保隔离电压信号的变化频率不受电源电压的干扰，保持与手开关的开闭频率相匹配，从而进一步确保了手开关信号与手开关的开闭频率相匹配，防止了误触发，手开关信号输出效果好，焊接效果理想。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
[0023]图1是本实用新型所述氩弧焊手开关信号隔离电路的结构框图；
[0024]图2是本实用新型所述氩弧焊手开关信号隔离电路的一种具体的电路原理图；
[0025]图3是本实用新型所述氩弧焊手开关信号隔离电路的另一种具体的电路原理图。
【具体实施方式】
[0026]实施例1
[0027]本实施例提供了一种氩弧焊手开关信号隔离电路，如图1所示，
[0028]包括:
[0029]变压器隔离电路，通过手开关的开闭来产生对应的感应电压，并根据所述感应电压输出对应的隔离电压信号。
[0030]光耦隔离电路，从所述变压器隔离电路接收所述隔离电压信号，并根据所述隔离电压信号输出与所述手开关的开闭频率相匹配的手开关信号。
[0031]所述变压器隔离电路还包括稳压电路，用于在电源电压不稳时，确保所述隔离电压信号的变化频率与所述手开关的开闭频率相匹配，进而确保所述光耦隔离电路输出与所述手开关的开闭频率相匹配的手开关信号。
[0032]具体应用中，手开关的开闭产生高频电压击穿氩气，从而在焊接工件间形成电弧，因此电弧的质量与手开关信号(手开关开闭产生的高频信号)的输出效果息息相关，如果手开关信号受到干扰，不稳定输出，则会直接影响焊接的质量。本实施例所述的氩弧焊手开关信号隔离电路，其变压器隔离电路会根据手开关的开闭产生对应的感应电压，并根据所述感应电压输出对应的隔离电压信号，因此所述隔离电压信号也是与手开关的开闭相匹配的，而光耦隔离电路会根据所述隔离电压信号输出与所述手开关的开闭频率相匹配的手开关信号，这就相当于手开关信号通过变压器隔离和光耦隔离的双重隔离才会输出，确保了手开关信号的稳定性，另所述变压器隔离电路中的稳压电路，在电源电压不稳定出现巨大波动时，还能确保隔离电压信号的变化频率与所述手开关开闭的频率相匹配，而光耦隔离电路是根据隔离电压信号输出手开关信号的，因此在隔离电压信号保持稳定的情况下，也确保了光耦隔离电路输出的手开关信号的稳定性。
[0033]本实施例所述的氩弧焊手开关信号隔离电路，手开关控制通过变压器隔离电路和光耦隔离电路输出手开关信号，降低了焊机和外部环境对手开关信号的干扰，通过变压器隔离电路中的稳压电路，在电源电压不稳时，也能确保隔离电压信号的变化频率不受电源电压的干扰，保持与手开关的开闭频率相匹配，从而进一步确保了手开关信号与手开关的开闭频率相匹配，防止了误触发，手开关信号输出效果好，焊接效果理想。
[0034]实施例2
[0035]在实施例1的基础上，本实施例所述的氩弧焊手开关信号隔离电路，如图2所示，所述变压器隔离电路包括隔离变压器Tl、稳压管Zl、Z2、电阻Rl以及二极管Dl、D2、D3、D4组成的桥式电路。
[0036]所述隔离变压器Tl的原边绕组NI的引脚I和引脚2，分别与手开关的两个固定端耦接。
[0037]所述稳压管Zl的正极和所述稳压管Z2的正极分别与所述隔离变压器Tl的副边绕组的两端耦接，所述稳压管Zl的负极与所述稳压管Z2的负极耦接，构成所述变压器隔离电路中的稳压电路。
[0038]所述二极管Dl的正极和所述二极管D3的负极连接作为桥式电路的第一端，所述二极管D2的正极和所述二极管D4的负极连接作为桥式电路的第二端，所述二极管Dl的负极和所述二极管D2的负极连接作为桥式电路的第三端，所述二极管D3的正极和所述二极管D4的正极连接作为桥式电路的第四端。
[0039]所述电阻Rl的第一端与所述桥式电路的第一端耦接，其第二端分别与所述桥式电路的第二端以及所述稳压管Z2的正极耦接，所述稳压管Zl的正极和所述电阻Rl的第一端为所述变压器隔离电路的电源电压输入端口，与电源电压耦接。
[0040]所述桥式电路的第三端以及第四端为所述变压器隔离电路的隔离电压信号输出端口，与所述光耦隔离电路的电压信号输入端口耦接。
[0041]作为一种可选的实施方式，本实施例所述的氩弧焊手开关信号隔离电路，如图2所不，所述光稱隔离电路包括电阻R2、R3、极性电容Cl、稳压管Z3、光电稱合器Ul、三极管Ql以及二极管D5。
[0042]所述电阻R2的一端同时与所述桥式电路的第三端、所述极性电容Cl的正极以及所述稳压管Z3的负极耦接，所述电阻R2的另一端同时与所述桥式电路的第四端、所述极性电容Cl的负极以及所述光电耦合器Ul中的发光器的负极耦接后接地，所述电阻R2的两端即为所述光耦隔离电路的电压信号输入端口，所述电阻R3的一端与所述稳压管Z3的正极耦接，所述电阻R3的另一端与所述光电耦合器Ul中的发光器的正极耦接，所述三极管Ql的集电极同时与所述二极管D5的负极以及所述光电耦合器Ul中的受光器的集电极耦接，所述三极管Ql的基极与所述光电耦合器Ul中的受光器的发射极耦接，所述二极管D5的正极接高电平，所述三极管Ql的发射极即为所述光耦隔离电路的手开关信号输出端口。
[0043]具体应用中，所述隔离变压器Tl原边绕组NI的短路或者断开是由手开关的开闭来控制的，当手开关开通时，所述隔离变压器Tl的原边绕组短路，当手开关关闭时，所述隔离变压器Tl的原边绕组断开，也即手开关控制隔离变压器Tl原边绕组NI的引脚1、2的短路和断开，从而使得隔离变压器Tl副边绕组N2上的感应电压产生变化，其中引脚3、4为所述变压器隔离电路的电压输入端口，与电源电压耦接，这样电阻Rl两端的电压也会随着隔离变压器Tl副边绕组N2的感应电压变化而变化。稳压管Zl、Z2在电源电压不稳时，能够吸收尖峰电压、电流，防止由于电源电压的不稳定，造成电阻Rl两端电压不稳定，在所述隔离电压信号应为低电平时导致光耦隔离电路中的光电耦合器误触发，使得手开关信号输出，导致手开关信号与手开关的开闭频率不符合，输出效果差，焊接效果不理想。电阻Rl两端的电压经过二极管Dl、D2、D3、D4全桥整流后从所述桥式电路的第三端和第四端(也即所述变压器隔离电路的隔离电压信号输出端口)传输至电阻R2两端(也即所述光耦隔离电路的电压输入端口)，并被极性电容Cl滤波，之后经过稳压管Z3的稳压以及电阻R3的限流后加在所述光电耦合器Ul中的发光器的正极，当所述光电耦合器Ul中的发光器的正极的电压达到光电稱合器工作额定电压时，光电稱合器Ul正常工作,光电稱合器Ul的受光器导通，引脚6 ( 二极管D5的正极)的高电平信号经过二极管D5，光电耦合器Ul的发光器的发射极输入到三极管Ql的基极，三极管Ql处于导通状态，因此引脚6的高电平信号通过二极管D5，直接经三极管Ql的集电极和发射极到引脚5后输出作为手开关信号，其变化频率与手开关的开闭频率相匹配，实现了手开关信号的变压器隔离和光耦隔离的双重隔离控制，手开关信号抗干扰能力强，输出效果好，确保了焊接的质量。
[0044]如图2所示，当隔离变压器Tl原边绕组处于断开时，由于所述隔离变压器Tl的原副边匝比为1:1，因此，所述隔离变压器Tl副边绕组的等效电阻也就很大，因此所述隔离变压器Tl副边绕组上面的感应电压很高，基本上等同于从所述引脚3和引脚4获取的电源电压，使得分压电阻Rl的两端电压相应就很小，此时，所述变压器隔离电路中的稳压电路就能够防止因电源电压不稳而造成误触发，使得分压电路Rl在电源电压不稳出现尖峰电压时，也能够保持很小的值，不会触发光电耦合器U1。稳压电路中的稳压二极管Zl、Z2，其参数选用和电源电压一致。由于分压电阻Rl电压过低不能让光电耦合器Ul工作，则光电耦合器Ul中的发光器也不会导通，因此三极管Ql也不会导通，从而使引脚5，也即所述光耦隔离电路的手开关信号输出端口也不会输出高电平，手开关信号的变化频率与手开关的开闭频率相匹配。
[0045]当隔离变压器Tl原边绕组处于闭合时，隔离变压器Tl副边绕组等效电阻会趋向于无穷小，此时分压电阻Rl两端电压几乎等同电源电压，分压电阻Rl两端电压经过整流二极管Dl、D2、D3、D4全桥整流后输出所述隔离电压信号，所述隔离电压信号通过稳压管Z3的稳压和电阻R3的限流后传输到光电稱合器Ul,使光电稱合器Ul正常工作,此时光电I禹合器Ul中的受光器受到光电耦合器Ul的发光器的光照射后导通，引脚6的高电平就会通过光电耦合器Ul中的受光器使三极管Ql导通，并通过三极管Ql的发射极(引脚5)输出，手开关信号的变化频率与手开关的开闭频率相匹配，信号输出效果好。
[0046]作为另一种可选的实施方式，本实施例所述的氩弧焊手开关信号隔离电路，如图3所示，所述光耦隔离电路包括电阻R2、R3、极性电容Cl、稳压管Z3、光电耦合器Ul以及二极管D5。
[0047]所述电阻R2的一端同时与所述桥式电路的第三端、所述极性电容Cl的正极以及所述稳压管Z3的负极耦接，所述电阻R2的另一端同时与所述桥式电路的第四端、所述极性电容Cl的负极以及所述光电耦合器Ul中的发光器的负极耦接后接地，所述电阻R2的两端即为所述光耦隔离电路的电压信号输入端口，所述电阻R3的一端与所述稳压管Z3的正极耦接，所述电阻R3的另一端与所述光电耦合器Ul中的发光器的正极耦接，所述二极管D5的负极与所述光电耦合器Ul中的受光器的集电极耦接，所述二极管D5的正极接高电平，所述光电耦合器Ul中的受光器的发射极即为所述光耦隔离电路的手开关信号输出端口。
[0048]具体应用中，该种情况下的光耦隔离电路可适用于一般民用氩弧焊手开关信号隔离电路，与图2的区别在于省去了三极管Q1，当光电耦合器Ul工作时，引脚6的高电平直接从光电耦合器Ul中的受光器的发射极到引脚5输出，实现了手开关信号的双重隔离，降低了使用成本。
[0049]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种氩弧焊手开关信号隔离电路，其特征在于，包括: 变压器隔离电路，通过手开关的开闭来产生对应的感应电压，并根据所述感应电压输出对应的隔离电压信号； 光耦隔离电路，从所述变压器隔离电路接收所述隔离电压信号，并根据所述隔离电压信号输出与所述手开关的开闭频率相匹配的手开关信号； 所述变压器隔离电路还包括稳压电路，用于在电源电压不稳时，确保所述隔离电压信号的变化频率与所述手开关的开闭频率相匹配，进而确保所述光耦隔离电路输出与所述手开关的开闭频率相匹配的手开关信号。
2.根据权利要求1所述的氩弧焊手开关信号隔离电路，其特征在于，所述变压器隔离电路包括隔离变压器Tl、稳压管Zl、Z2、电阻Rl以及二极管Dl、D2、D3、D4组成的桥式电路； 所述隔离变压器Tl的原边绕组NI的引脚I和引脚2，分别与手开关的两个固定端耦接； 所述稳压管Zl的正极和所述稳压管Z2的正极分别与所述隔离变压器Tl的副边绕组的两端耦接，所述稳压管Zl的负极与所述稳压管Z2的负极耦接，构成所述变压器隔离电路中的稳压电路； 所述二极管Dl的正极和所述二极管D3的负极连接作为桥式电路的第一端，所述二极管D2的正极和所述二极管D4的负极连接作为桥式电路的第二端，所述二极管Dl的负极和所述二极管D2的负极连接作为桥式电路的第三端，所述二极管D3的正极和所述二极管D4的正极连接作为桥式电路的第四端； 所述电阻Rl的第一端与所述桥式电路的第一端耦接，其第二端分别与所述桥式电路的第二端以及所述稳压管Z2的正极耦接，所述稳压管Zl的正极和所述电阻Rl的第一端为所述变压器隔离电路的电源电压输入端口，与电源电压耦接； 所述桥式电路的第三端以及第四端为所述变压器隔离电路的隔离电压信号输出端口，与所述光耦隔离电路的电压信号输入端口耦接。
3.根据权利要求2所述的氩弧焊手开关信号隔离电路，其特征在于，所述光耦隔离电路包括电阻R2、R3、极性电容Cl、稳压管Z3、光电耦合器U1、三极管Ql以及二极管D5 ； 所述电阻R2的一端同时与所述桥式电路的第三端、所述极性电容Cl的正极以及所述稳压管Z3的负极耦接，所述电阻R2的另一端同时与所述桥式电路的第四端、所述极性电容Cl的负极以及所述光电耦合器Ul中的发光器的负极耦接后接地，所述电阻R2的两端即为所述光耦隔离电路的电压信号输入端口，所述电阻R3的一端与所述稳压管Z3的正极耦接，所述电阻R3的另一端与所述光电耦合器Ul中的发光器的正极耦接，所述三极管Ql的集电极同时与所述二极管D5的负极以及所述光电耦合器Ul中的受光器的集电极耦接，所述三极管Ql的基极与所述光电耦合器Ul中的受光器的发射极耦接，所述二极管D5的正极接高电平，所述三极管Ql的发射极即为所述光耦隔离电路的手开关信号输出端口。
4.根据权利要求2所述的氩弧焊手开关信号隔离电路，其特征在于，所述光耦隔离电路包括电阻R2、R3、极性电容Cl、稳压管Z3、光电耦合器Ul以及二极管D5 ； 所述电阻R2的一端同时与所述桥式电路的第三端、所述极性电容Cl的正极以及所述稳压管Z3的负极耦接，所述电阻R2的另一端同时与所述桥式电路的第四端、所述极性电容Cl的负极以及所述光电耦合器Ul中的发光器的负极耦接后接地，所述电阻R2的两端即为所述光耦隔离电路的电压信号输入端口，所述电阻R3的一端与所述稳压管Z3的正极耦接，所述电阻R3的另一端与所述光电耦合器Ul中的发光器的正极耦接，所述二极管D5的负极与所述光电耦合器Ul中的受光器的集电极耦接，所述二极管D5的正极接高电平，所述光电耦合器Ul中的受光器的发射极即为所述光耦隔离电路的手开关信号输出端口。
【文档编号】B23K9/10GK203973028SQ201420465549
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月18日 优先权日:2014年8月18日
【发明者】陈天鹏, 鲍时友 申请人:温州霖德电子科技有限公司