专利名称：小功率点焊电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种小功率点焊电源。
背景技术：
目前，在电池、电子枪等产品的生产中，常常需要对某些微型构件进行无飞溅点焊，而无飞溅点焊一般采用AC-DC-AC点焊逆变电源，即把50Hz的交流电经过整流后变成直流，再经过逆变电路变成所需频率的交流电进行焊接。这种逆变电源主要存在以下不足不具有电流递增及递减功能，故焊接电流波形的工艺性较差，焊接质量不够稳定；逆变器件的工作条件较为恶劣，极易损坏，故电源的可靠性不高，尤其当变换到高频率的交流时，会出现电源短路的危险情况，故这种电源一般只能输出中频交流电；电源必须先经全波整流电路整流，再经逆变电路变换成所需频率的交流，故电路复杂，电源重量、体积大，成本高。
发明内容
为了克服现有技术点焊逆变电源必须先由交流经全波整流电路整流成直流，再将直流经逆变电路变换成所需频率的交流，以及点焊逆变电源不具有电流递增及递减功能，只能输出中频交流电，电路复杂、成本高，电源重量、体积大等缺点，本发明提供一种小功率点焊电源，直接将输入的工频交流变换成中、高频交流，而且具有电流递增及递减功能，电路简单，电源重量轻、体积小，制造成本低的优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是绝缘栅双极晶体管(以下简称IGBT管)VT1与IGBT管VT2的发射极电连接后，IGBT管VT1的集电极接电路输入端A，IGBT管VT2的集电极与滤波器输入端电连接，滤波器的输出端与焊接变压器T100电连接，二极管VD1与压敏电阻RY1并联后接于IGBT管VT1的集电极与发射极之间，二极管VD1的阳极接IGBT管VT1的发射极，二极管VD1的阴极接IGBT管VT1的集电极；二极管VD2与压敏电阻RY2并联后接于IGBT管VT2的集电极与发射极之间，二极管VD2的阳极接IGBT管VT2的发射极，二极管VD2的阴极接IGBT管VT2的集电极；稳压二极管VDz1、稳压二极管VDz2的阴极相连后接在IGBT管VT1的发射极与基极之间；稳压二极管VDz3、稳压二极管VDz4的阴极相连后接在IGBT管VT2的发射极与基极之间。
所述的滤波器为常见的阻容滤波器，电容C1取6μf，电阻R3取3.3K，电阻R4取2K。
本发明相比现有技术的有益效果是由于采用了绝缘栅双极晶体管电路，可将输入的工频交流直接变换为中、高频交流，使得该点焊电源具有电流递增及递减功能，故焊接工艺性好；斩波器件工作状态安全可靠，因而电源的可靠性高，且该点焊电源可获得比原有技术更高的交流频率，更适合焊接微型、超薄件；电源从工频交流直接变换到中、高频交流，电路简单，电源重量轻、体积小，成本低。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明电路示意2为图1电路中各点的波形图，图2-a为220V输入电压的波形图；图2-b为网路同步信号的波形图；图2-c为加在IGBT管VT1通断控制端X1、Y1上的控制信号的波形图；图2-d为加在IGBT管VT2通断控制端X2、Y2上的控制信号的波形图；图2-e为图1中103对108点的电压信号的波形图，即斩波后的电压信号；图2-f为图1中104对108点的电压信号的波形图，即焊接变压器T100原边的电压信号。
具体实施例方式
参照图1，本发明以大功率绝缘栅双极晶体管(以下简称IGBT管)作为开关器件，采用AC/AC变换技术，对输入交流电以一定频率进行斩波，从而直接获得所需频率的交流电进行焊接。
电路由IGBT管VT1、IGBT管VT2，电容C1，电阻R3、电阻R4，二极管VD1、二极管VD2，稳压二极管VDz1、稳压二极管VDz2、稳压二极管VDz3、稳压二极管VDz4，压敏电阻RY1、压敏电阻RY2以及焊接变压器T100组成。IGBT管VT1与IGBT管VT2的发射极电连接后，IGBT管VT1的集电极接电路输入端A，IGBT管VT2的集电极与滤波器输入端电连接，滤波器的输出端与焊接变压器T100原边电连接，滤波器为常见的阻容滤波器；二极管VD1与压敏电阻RY1并联后接于IGBT管VT1的集电极与发射极之间，二极管VD1的阳极接IGBT管VT1的发射极，二极管VD1的阴极接IGBT管VT1的集电极；二极管VD2与压敏电阻RY2并联后接于IGBT管VT2的集电极与发射极之间，二极管VD2的阳极接IGBT管VT2的发射极，二极管VD2的阴极接IGBT管VT2的集电极；稳压二极管VDz1与稳压二极管VDz2的阴极相连后接在IGBT管VT1的发射极与控制极之间；稳压二极管VDz3与稳压二极管VDz4的阴极相连后接在IGBT管VT2的发射极与控制极之间。
电路输入端为A、O端，输入220V交流电经过IGBT管VT1、IGBT管VT2及电容C1加在焊接变压器T100原边，X1、Y1端和X2、Y2端分别为IGBT管VT1和IGBT管VT2的通断控制端，分别与IGBT管VT1和IGBT管VT2的控制极和发射极电连接，控制系统发出方波信号经放大后加在X1、Y1端和X2、Y2端，即可控制IGBT管VT1和IGBT管VT2的通断，就可获得不同频率的交流电压波形。调节控制系统方波信号的频率、通断比，即可调节焊接能量的大小。
以输入电压(图2-a)的零点作为控制系统的同步信号(图2-b)。在输入电压的正半周给IGBT管VT1的通断控制端X1、Y1端加上频率为2000Hz的方波控制信号(图2-c)，当控制信号为高电平时，IGBT管VT1导通，当控制信号为低电平时，IGBT管VT1截止，该过程中IGBT管VT2一直承受反压而截止，电流经过二极管VD2形成回路；在输入电压的负半周给IGBT管VT2的通断控制端X2、Y2端加上频率为2000Hz的方波控制信号(图2-d)，当控制信号为高电平时，IGBT管VT2导通，当控制信号为低电平时，IGBT管VT2截止，该过程中IGBT管VT1一直承受反压而截止，电流经过二极管VD1形成回路。这样，在输入电压通电的一周内，输入电压被斩成图2-e所示波形。输入电压经IGBT管VT1和IGBT管VT2变换后，输入的正弦波电压已变成了频率为2000Hz的中频电压。
由控制系统改变IGBT管VT1和IGBT管VT2通断控制端的通断信号频率，来改变点焊电源的输出频率，本发明频率变换范围为2000Hz～10000Hz。
但从图2-e可看出，电压波形的包络线基本仍为正弦波，即波形中含有一定的50Hz的工频分量。该工频分量会使电路的转换效率降低，工艺特性变差，并使焊接变压器输出的功率降低，发热严重，为此，在IGBT管VT2输出端接入由电容C1、电阻R3和电阻R4组成的滤波电路。滤波后，加在变压器T100原边的电压波形如图2-f所示。当电容C1取6μf，电阻R3取3.3K，电阻R4取2K时，焊接变压器T100输出的2000Hz的中频功率可占总功率的90％以上，有效降低了工频分量的不良影响。
稳压二极管VDz1与稳压二极管VDz2保护IGBT管VT1的控制极，稳压二极管VDz3与稳压二极管VDz4保护IGBT管VT2的控制极，压敏电阻RY1和压敏电阻RY2分别对IGBT管VT1和IGBT管VT2进行过压保护。
焊接变压器T100可根据需要，选用中、高频焊接变压器。
本发明主要用于微型、超薄件的焊接，在焊接微型、超薄件的过程中常采用半周波焊，输出的电流具有电流递增、递减功能，可保证良好的焊接工艺性能。
权利要求
1.一种小功率点焊电源，其特征在于绝缘栅双极晶体管(以下简称IGBT管)VT1与IGBT管VT2的发射极电连接后，IGBT管VT1的集电极接电路输入端A，IGBT管VT2的集电极与滤波器输入端电连接，滤波器的输出端与焊接变压器T100电连接，二极管VD1与压敏电阻RY1并联后接于IGBT管VT1的集电极与发射极之间，二极管VD1的阳极接IGBT管VT1的发射极，二极管VD1的阴极接IGBT管VT1的集电极；二极管VD2与压敏电阻RY2并联后接于IGBT管VT2的集电极与发射极之间，二极管VD2的阳极接IGBT管VT2的发射极，二极管VD2的阴极接IGBT管VT2的集电极；稳压二极管VDz1、稳压二极管VDz2的阴极相连后接在IGBT管VT1的发射极与基极之间；稳压二极管VDz3、稳压二极管VDz4的阴极相连后接在IGBT管VT2的发射极与基极之间。
2.根据权利要求1所述的小功率点焊电源，其特征在于所述的滤波器为常见的阻容滤波器，电容C1取6μf，电阻R3取3.3K，电阻R4取2K。
全文摘要
本发明公开了一种小功率点焊电源，绝缘栅双极晶体管(以下简称IGBT管)VT1与IGBT管VT2的发射极电连接后，IGBT管VT1的集电极接电路输入端A，IGBT管VT2的集电极通过滤波器与焊接变压器T100电连接，二极管VD1与压敏电阻RY1并联后接于IGBT管VT1的集电极与发射极之间；二极管VD2与压敏电阻RY2并联后接于IGBT管VT2的集电极与发射极之间；稳压二极管VDz1、稳压二极管VDz2的阴极相连后接在IGBT管VT1的发射极与基极之间；稳压二极管VDz3、稳压二极管VDz4的阴极相连后接在IGBT管VT2的发射极与基极之间。由于采用了绝缘栅双极晶体管电路，使得本发明的可靠性高，频率高且可调节，从工频交流直接变换到中、高频交流，适合焊接微型、超薄件；电路简单，制造成本低。
文档编号B23K9/09GK1588777SQ200410073008
公开日2005年3月2日 申请日期2004年8月19日 优先权日2004年8月19日
发明者马铁军, 杨思乾 申请人:西北工业大学