一种非单板式单管igbt逆变手弧焊机的结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种小型逆变式手工电弧焊机产品，具体是一种采用单管IGBT逆变电路及其控制电路构成的、上下两块电路板结构的直流手工电弧焊机。
技术背景
[0002]当前，电焊机产品市场的竞争十分激烈，不仅体现在技术的先进性和优势上，还在很大程度上取决于焊机的结构设计、生产制造工艺的先进性、生产效率的高低、生产和维修成本的高低等方面。
[0003]采用单管IGBT逆变主电路和控制电路构成的逆变手工电弧焊机种类是比较多的。它们的电路和焊机结构形式也是多种多样的。不同的电路及其结构设计思路，所采用的具体电路形式和整个电路布置的方式是不同的。目前，市场上200A以下电流等级的逆变手工电弧焊机，通常采用单块电路板以下简称:单板的结构设计形式。其优点是焊机体积和尺寸紧凑，便于生产和制作，制造成本低。但是，单板结构的逆变焊机，当发生大功率器件发热异常和电路故障时，会出现烧坏电路板的现象，甚至严重的情况下会使电路板无法修复，必须更换整个电路板，这就会造成厂家或用户的较大经济损失。这是单板逆变焊机的不足之处。
[0004]采用上、下两块电路板结构的逆变焊机，也有自己的一些优势和特点。控制电路和大功率器件可以分电路板布置。当发生大功率器件发热异常和电路故障时，即使出现严重烧坏电路板的现象，其损坏的电路板尺寸小，局部更换电路板即可修复焊机，不必更换全部电路板，这就会使厂家或用户的维护成本降低，最大限度减少经济损失。这也是分板结构逆变焊机的优势。另外，如果分板逆变焊机的电路板设计和制作工艺合理，也可以做到焊机的结构紧凑，便于生产和制作，制造成本较低。增强产品的市场竞争力。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供非单板式单管IGBT逆变手弧焊机的结构，单采用上、下两块电路板的结构，未采用单电路板或简称单板的设计结构，这样做的目的主要是降低产品维修的成本；本实用新型系列焊机的额定负载持续率可在35?100%之间，额定电流越小的，则额定负载持续率越高，不仅体积小，而且重量轻，携带十分方便；此外，焊机的电路和电路板及整机的结构设计合理，安装方便，焊机的二块控制电路板设计为采用大量表面贴片电子元器件的形式，并利用SMT表面贴装工艺方法进行自动加工，故生产效率也较高，制作成本也是较低的。
[0006]为实现上述目的采用以下技术方案:
[0007]等少量零部件外，
[0008]一种非单板式单管IGBT逆变手弧焊机的结构，包括焊机的外壳和电路板，壳体面板上设置电源开关、电源线和输出快速接头组件，其特征在于:所述的电路板为上、下两块电路板部分，下层电路板上主要包括逆变主变压器和电抗器、快速恢复二极管及其铝散热器组成的输出整流和滤波部分；上层电路板上主要包括整流器及散热器、继电器、IGBT的散热器、单管IGBT、滤波电解电容、快速二极管、可调电位器、上层电路PCB板及其上面的电流检测互感器、脉冲变压器，三端稳压器、电阻、电容组成的输入和输出控制部分，两部分电路板之间通过少量导线进行电路连接并与壳体面板上的电源开关、电源线和输出快速接头组件实现电路连接。
[0009]有一冷却风机位于焊机壳体的后部处于上下两层电路板之间，壳体后面板开有进气孔，冷风从焊机机箱后部的进气孔进入。
[0010]本实用新型非单板式小型单管IGBT逆变手工电弧焊机的结构设计，其特征在于:除了焊机的外壳8和19、冷却风机13、电源开关12、电源线39、输出快速接头组件I等少量的零部件外，焊机的内部主要分为两个电路板部分，布置为上、下两层。从电路功能来分，其上层部分为输入和输出控制部分，其下层部分为输出整流和滤波部分。两个部分之间通过少量导线进行电路连接。
[0011]所述的下层电路板20部分，见附图2。主要包括逆变主变压器和电抗器22、快速恢复二极管21及其铝散热器23等，另外，下层电路板20上面还有少量的电子元器件。
[0012]所述的上层电路板36部分，采用的电子元器件和零部件较多，见附图3。主要包括I套交流供电输入整流器及散热器31、I个继电器38、2个IGBT的散热器32和33、4个IGBT35、2个滤波电解电容30、2个快速二极管34等。另外，上层电路板36上面还有电流检测互感器、脉冲变压器，三端稳压器、电阻、电容等大量的电子元器件或零部件。对于上层电路板36电路组件部分，只有少量尺寸大的元器件需要手工装配和焊接。其它的很多SMT贴片式电子元器件都在电路板上，并且是采用高效率的贴片机自动完成器件安装和焊接的。因此，电路板的生产效率高，生产成本低。产品也有较高市场竞争力。
[0013]上、下两个电路板组件，相当于焊机的两个组成模块。对不同电流等级和负载持续率要求的焊机，其配置的器件如IGBT和快速恢复二极管和零部件如散热器和电抗器可以不同。这样，可以形成多种规格的模块，以满足焊机不同输出电流和负载持续率参数和其它性能的要求，最终形成系列化的产品。同时，也可使不同规格的焊机具有不同的成本。这就提升了所开发产品的市场竞争力。
[0014]上层电路板的工作原理简述如下:从电网来的交流电，经过输入整流器及散热器31整流后变为直流。再经过电解电容30的滤波，变为较为稳定的直流电，供给由IGBT35、逆变变压器和电抗器22、快速恢复二极管21和34等组成的逆变电路。逆变和焊机输出参数的控制，是通过电路板的控制电路来实现的。
[0015]下层电路板的工作原理简述如下:下层电路主要是把逆变电路转换的中频几十KHz交流电变换为直流电。此直流为脉动的，不平稳。当经过该电路板上的电抗器进行电流滤波后，则可获得较为稳定的直流，以满足高质量焊缝焊接的要求。
[0016]冷却风机13位于焊机的后部，冷风从焊机机箱8后部的进气孔进行。可使上、下两个电路板模块上的一些发热器件或零部件有良好的冷却效果。这样的风道和冷却方式设计，也是本实用新型焊机实现较大电流和高负载持续率的重要原因之一。
[0017]单块电路板的设计结构形式的逆变焊机与本实用新型逆变焊机是不一样的。即使是其它两块电路板的逆变焊机，在电路原理、电路板结构、电路板的布局方式，以及采用SMT贴片器件的多少和电路板的生产自动化程度等方面都与本实用新型是不一样的。
[0018]本实用新型逆变焊机良好的电路及其结构设计是本实用新型的优势所在，也是满足高效和低成本生产和维修的重要保障。本实用新型专利申请保护的内容就在于保护这种焊机的结构设计。
[0019]本实用新型焊机具有结构简单、体积小、重量轻、成本低、生产效率高、制造技术先进等优点。在上层电路板上，可通过改变IGBT的数量或者单个IGBT管的电流等级，以及调整输出快速恢复二极管的电流等级，并结合修改上层电路板上少量电阻的参数值，即可改变焊机的输出电流或功率的大小，容易形成符合国家和国际标准的系列化产品。例如，制成100A、120A、140A、160A电流等级的手工电弧焊机产品。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型焊机的结构示意图；
[0021]图2为本实用新型下层电路板布置图；
[0022]图3为本实用新型上层电路板布