一种由锂电池供电的电焊机电路的制作方法

本实用新型涉及电焊机技术领域，具体地说是一种由锂电池供电的电焊机电路。

背景技术：

在逆变焊机领域，通常是由单相220V或三相380V的电网供电，电网供电可以使焊机稳定工作。但在一些无法接入市电的场合，如野外应急维修，则无法完成焊接作业，此时便需要一种可携带的可由电池供电的电焊机。

目前，市场上的供电电池多选用蓄电池，电池体积大，重量高，而锂电池具有能量密度高，同体积相对更轻的优点。同样的，市场上的电池焊机只能使用电池供电，当电池能量耗尽，需要重新充电后使用，降低的生产效率，浪费大量时间。

因此，需要设计一种由锂电池供电的电焊机电路，可以由220V电网和锂电池同时对电焊机供电，以实现边使用边充电。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供了一种由锂电池供电的电焊机电路，可以由220V电网和锂电池同时对电焊机供电，以实现边使用边充电。

为了达到上述目的，本实用新型是一种由锂电池供电的电焊机电路，包括智能电压判定电路、金属-氧化物半导体场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管、继电器、电解电容、变压器和输出整流电路，其特征在于：智能电压判定电路的输入端与输入电源连接，智能电压判定电路的控制信号输出端分两路分别与继电器一的线圈两端以及继电器二的线圈两端连接，继电器一常开触点的一端与输入电源一端连接，继电器一常开触点的另一端分三路分别与电解电容一的正极、金属-氧化物半导体场效应晶体管一的漏极以及金属-氧化物半导体场效应晶体管三的漏极连接，金属-氧化物半导体场效应晶体管一的源极分两路分别与金属-氧化物半导体场效应晶体管二的漏极以及变压器初级线圈的1号脚连接，金属-氧化物半导体场效应晶体管三的源极分两路分别与金属-氧化物半导体场效应晶体管四的漏极以及变压器初级线圈的2号脚连接，电解电容一的负极分三路分别与输入电源另一端、金属-氧化物半导体场效应晶体管二的源极以及金属-氧化物半导体场效应晶体管四的源极连接，继电器二常开触点的一端与整流桥的直流正极输出端连接，继电器二常开触点的另一端分三路分别与电解电容二的正极、绝缘栅双极型晶体管一的集电极以及绝缘栅双极型晶体管三的集电极连接，绝缘栅双极型晶体管一的发射极分两路分别与绝缘栅双极型晶体管二的集电极以及变压器初级线圈的3号脚连接，绝缘栅双极型晶体管三的发射极两路分别与绝缘栅双极型晶体管四的集电极以及变压器初级线圈的4号脚连接，整流桥的两个输入端与输入电源连接，整流桥的直流负极输出端分三路分别与电解电容二负极、绝缘栅双极型晶体管二的发射极以及绝缘栅双极型晶体管四的发射极连接， 变压器次级线圈与输出整流电路连接。

所述的智能电压判定电路包括电阻一、电阻二、稳压二极管、电容、光电耦合器、电阻一的一端与输入电源的一端连接，电阻一的另一端与稳压二极管的阴极连接，稳压二极管的阳极分三路分别与电阻二的一端、电容的一端以及光电耦合器的1号脚连接，电阻二的另一端分三路分别与输入电源的另一端、电容的另一端以及光电耦合器的2号脚连接，光电耦合器的3号脚及4号脚为控制信号输出端。

所述的光电耦合器的型号为EL817。

所述的输出整流电路包括功率快恢复二极管一、功率快恢复二极管二，功率快恢复二极管一的阳极与变压器次级线圈的5号脚连接，功率快恢复二极管二的阳极与变压器次级线圈的7号脚相连，功率快恢复二极管一的阴极与功率快恢复二极管二的阴极连接后，接入电焊机的输出正极，变压器次级线圈的中心抽头6号脚接入电焊机的输出负极。

所述的整流桥包括二极管三、二极管四、二极管五、二极管六，二极管三的阳极与二极管五的阴极连接，二极管四的阳极与二极管六的阴极连接，整流桥的一个输入端位于二极管三的阳极与二极管五的阴极连接线上，整流桥的另一个输入端位于二极管四的阳极与二极管六的阴极连接线上，二极管三的阴极与二极管四的阴极连接，二极管三的阴极与二极管四的阴极连接线上设有整流桥的直流正极输出端，二极管五的阳极与二极管六的阳极连接，二极管五的阳极与二极管六的阳极连接上设有整流桥的直流负极输出端。

本实用新型同现有技术相比，可以做到直流48V、交流220V双电压供电，并能智能判断输入电压，解决了无电网供电场合，电焊机的使用问题，同时提高机器工作效率，可以做到边使用边充电。此外，本实用新型直流部分采用全桥MOSFET电路，电流可控性更好，效率更高。

附图说明

图1为本实用新型的电路图。

图2为本实用新型的智能电压判定电路图。

图3为本实用新型的220V电网供电示意图。

图4为本实用新型的48V电池供电示意图。

图5为本实用新型的混合供电示意图。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型做进一步描述。

参见图1，本实用新型一种由锂电池供电的电焊机电路，包括智能电压判定电路、金属-氧化物半导体场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管、继电器、电解电容、变压器和输出整流电路。

智能电压判定电路的输入端与输入电源连接，智能电压判定电路的控制信号输出端分两路分别与继电器一K1的线圈两端以及继电器二K2的线圈两端连接。

参见图2，智能电压判定电路包括电阻一R1、电阻二R2、稳压二极管Z1、电容C3、光电耦合器U1、电阻一R1的一端与输入电源的一端连接，电阻一R1的另一端与稳压二极管Z1的阴极连接，稳压二极管Z1的阳极分三路分别与电阻二R2的一端、电容C3的一端以及光电耦合器U1的1号脚连接，电阻二R2的另一端分三路分别与输入电源的另一端、电容C3的另一端以及光电耦合器U1的2号脚连接，光电耦合器U1的3号脚及4号脚为控制信号输出端。其中，光电耦合器U1的型号为EL817。智能电压判定电路用于自动判断输入电压是48V直流电还是220V交流电。

继电器一K1常开触点的一端与输入电源一端连接，继电器一K1常开触点的另一端分三路分别与电解电容一C1的正极、金属-氧化物半导体场效应晶体管一M1的漏极以及金属-氧化物半导体场效应晶体管三M3的漏极连接，金属-氧化物半导体场效应晶体管一M1的源极分两路分别与金属-氧化物半导体场效应晶体管二M2的漏极以及变压器初级线圈的1号脚连接，金属-氧化物半导体场效应晶体管三M3的源极分两路分别与金属-氧化物半导体场效应晶体管四M4的漏极以及变压器初级线圈的2号脚连接，电解电容一C1的负极分三路分别与输入电源另一端、金属-氧化物半导体场效应晶体管二M2的源极以及金属-氧化物半导体场效应晶体管四M4的源极连接。

当智能电压判定电路判定为48V直流供电时，继电器一K1常开触点闭合，全桥MOSFET电路工作，电解电容一C1对电池组输入的48V直流电进行滤波，金属-氧化物半导体场效应晶体管一M1、金属-氧化物半导体场效应晶体管二M2、金属-氧化物半导体场效应晶体管三M3、属-氧化物半导体场效应晶体管四M4组成全桥电路，将48V直流电逆变为中频交流电，并输入到变压器初级线圈的1、2号脚。

继电器二K2常开触点的一端与整流桥的直流正极输出端连接，继电器二K2常开触点的另一端分三路分别与电解电容二C2的正极、绝缘栅双极型晶体管一T1的集电极以及绝缘栅双极型晶体管三T3的集电极连接，绝缘栅双极型晶体管一T1的发射极分两路分别与绝缘栅双极型晶体管二T2的集电极以及变压器初级线圈的3号脚连接，绝缘栅双极型晶体管三T3的发射极两路分别与绝缘栅双极型晶体管四T4的集电极以及变压器初级线圈的4号脚连接，整流桥的两个输入端与输入电源连接，整流桥的直流负极输出端分三路分别与电解电容二C2负极、绝缘栅双极型晶体管二T2的发射极以及绝缘栅双极型晶体管四T4的发射极连接。

整流桥包括二极管三D3、二极管四D4、二极管五D5、二极管六D6，二极管三D3的阳极与二极管五D5的阴极连接，二极管四D4的阳极与二极管六D6的阴极连接，整流桥的一个输入端位于二极管三D3的阳极与二极管五D5的阴极连接线上，整流桥的另一个输入端位于二极管四D4的阳极与二极管六D6的阴极连接线上，二极管三D3的阴极与二极管四D4的阴极连接，二极管三D3的阴极与二极管四D4的阴极连接线上设有整流桥的直流正极输出端，二极管五D5的阳极与二极管六D6的阳极连接，二极管五D5的阳极与二极管六D6的阳极连接上设有整流桥的直流负极输出端。

当智能电压判定电路判定为220V交流供电时，继电器二K2常开触点闭合，全桥IGBT电路工作，整流桥将输入的220V交流电整流为直流电，继电器二K2做软起动功能，防止电解电容二C2过流损坏，电解电容二C2对直流电滤波，绝缘栅双极型晶体管一T1、绝缘栅双极型晶体管二T2、绝缘栅双极型晶体管三T3、绝缘栅双极型晶体管四T4组成全桥电路，将310V直流电逆变为中频交流电，并输入到变压器初级线圈的3、4号脚。

变压器次级线圈与输出整流电路连接。输出整流电路包括功率快恢复二极管一D1、功率快恢复二极管二D2，功率快恢复二极管一D1的阳极与变压器次级线圈的5号脚连接，功率快恢复二极管二D2的阳极与变压器次级线圈的7号脚相连，功率快恢复二极管一D1的阴极与功率快恢复二极管二D2的阴极连接后，接入电焊机的输出正极，变压器次级线圈的中心抽头6号脚接入电焊机的输出负极。输出整流电路将输出的中频交流电整流为电焊机所需的直流输出。

本实用新型中，电池机与电焊机采用分体式结构，电池机由充电电路和12节锂电池组构成。锂电池相比于蓄电池，能量密度更高，同容量时更轻便。电焊机部分可以由直流48V，即锂电池组供电，也可以由交流220V电网供电，还可以由正在充电的电池组供电，实现边充电边焊接的混合动力模式。当用户使用220V电网供电时，不必携带较重的电池组，提高机器可携带性、适用的广泛性。

本实用新型中，智能电压判定电路可以自动判别输入电压，防止误操作损坏锂电池组。

本实用新型中，直流部分主电路采用全桥拓扑，金属-氧化物半导体场效应晶体管并联，有效降低机器损耗。全桥MOSFET电路和全桥IGBT电路只采用一个变压器，公用主变压器次级线圈的整流输出电路，节省成本。

本实用新型共三种工作模式。

参见图3，模式一为电焊机接入220V电网工作，智能电压判定电路识别出输入电压为交流220V，将继电器二K2线圈得电触点闭合，继电器一K1触点保持断开，全桥IGBT电路工作。

整流桥先将输入的交流220V整流为直流电，经过电解电容二C2滤波后输入全桥IGBT电路，此逆变电路通过PWM技术，得到40kHz的交流方波，经过变压器降压，经过输出整流后得到相应的焊接电流。

参见图4，模式二为电焊机接入48V锂电池组工作，智能电压判定电路识别出输入电压为直流48V，将继电器一K1线圈得电触点闭合，继电器二K2触点保持断开，全桥MOSFET电路工作。

直流48V电压经过电解电容一C1滤波后，输入全桥MOSFET电路，此逆变电路通过PWM技术，得到40kHz的交流方波，经过主变压器升压，输出整流后得到相应的焊接电流。不同于常规方案，将直流电48V先升压后再逆变为220V交流电，然后由常规的交流焊机使用，本实用新型直接利用全桥拓扑和主变压器升压，以达到焊接工艺要求的电流，降低了电池损耗，效率更高。同样的，不同于另一种常规方案，将直流48V通过斩波电路直接得到焊接电流，本实用新型使用全桥拓扑，可以精确控制焊接电流，焊接效果更佳。

参见图5，模式三为电焊机混合供电工作模式，电池机接入交流220V电网，电焊机接入电池机，此工作模式可以做到边充电边焊接。电池机充电电路可以检测到锂电池组处于放电状态，充电电路采用智能化控制防止电池组过冲或过放电损坏。