专利名称：Mosfet逆变式氩弧焊机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及焊接设备，尤其是一种M0SFET逆变式氩弧焊机。
背景技术：
目前单相输入的逆变式氩弧焊机焊机生产厂家很多，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，焊机输出电流大于100A时，焊机的电磁辐射很严重，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。由于风道设计不够合 理，许多厂家产品负载持续率都很低，无法满足长时间的使用要求。另外，其 引弧电路大多采用升压变压器及倍压电路，成本较高且引弧果不好。 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、负载持续率高且引弧成功率极高的逆变式氩弧焊机。
为解决上述技术问题，本实用新型MOSFET逆变式氩弧焊机，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、控制电路、隔离驱动电路，且隔离驱动电路与逆变电路相连，特别是设有 高频高压电路，该高频高压电路与二次整流滤波电路双向联通。所谓双向联通 就是该两个电路的信号可以相互输入输出。
该高频高压电路由高压包、引弧线圈、放电嘴及其周围电路连接构成。
该逆变电路为全桥逆变电路，该逆变电路的桥臂由M0SFET场效应管VT3、 VT4、 VT5、 VT6并联构成，每只场效应管的栅极串联一只4. 7—10R电阻。
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能够提高功率因数、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。由于用两块PCB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。特别是采用高压包引弧，提高了引弧成功率。整机电路简单，保护功能 全面，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为本实用新型主机组装结构示意图。
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高频高压电路，7为控制电路，8为隔离驱动电路。 其中K1为控制厚膜电路；Ql为隔离驱动厚膜电路；El为辅助电源电路。
具体实施方式
如
图1所示，本实用新型M0SFET逆变式氩弧焊机，包括顺序连接的EMC电 路l、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、 控制电路7、隔离驱动电路8，且隔离驱动电路8与逆变电路相连3，特别是设 有高频高压电路6，该高频高压电路6与二次整流滤波电路5双向联通。
图1中所示各个电路的构成和相互关系参见图2。
如图2所示，EMC电路1由电容(CIOI、 C102、 C103、 C104、 C105)，电阻 RlOl，电感(LIOI、 L102、 L103、 L104)共同构成。
逆变电路3为全桥逆变电路，该逆变电路的桥臂由MOSFET场效应管(VT3、 VT4、 VT5、 VT6)并联构成，每个桥臂由3只耐压500V、电流20A的M0SFET场 效应管并联构成，每只场效应管的栅极串联一只4. 7 10R电阻，防止驱动过冲， 并保护驱动电路不受由于场效应管击穿传过来的电压的损坏。
抗不平衡电容CIO，阻止主变压器上有直流分量流过，提高整机效率。
驱动放大电路由场效应管VT7 VT10构成。
驱动厚膜电路Ql，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，电容组成，完成四个桥臂的驱动功能。
辅助电源电路E1，给控制电路驱动电路及保护电路供电。这些是通过手开 关控制实现的。
输出控制电路由开关(Sl， S2)、三极管(Q5， Q6)、继电器J3及其周围电 路构成。
高频高压电路6由高压包T4、引弧线圈T2、放电嘴Fl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 后又能自动关断高频高压。
如图2所示，单相输入交流先经电容X2 (C105)吸收尖峰毛刺电压，再经 过由双线并绕在同一个磁环上的共模电感(L103， L104)以限制谐波电流。再 经过两个电容Y2(C104， C103)防止电压悬空，然后再由两个电容X2(C101, C102) 和两个共模电感(L102， L101)构成二阶滤波电路，将输入波形的毛刺降到最 低。
通过电流耦合器T3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BR2绝对值整流电路和电阻R10 R12给电容C16充电得到一个高电压，使 控制模块K1起到保护作用。
电压负反馈及给定电路由电阻R201 R208、电容(C39， C34)，稳压管(Z5， Z6)及三极管Q2构成。当输出电压发生波动时，由电压负反馈电路反向调节给 定值，以达到稳定输出的效果。
热敏开关RC1安装于整机电路的散热器上， 一旦散热器(参见图2)温度过 高，热敏开关便导通，同样使控制模块K1起到保护作用，使焊机停止工作。
如图2所示，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4个桥臂的吸收方式，吸收杂散电感产生的尖峰毛 刺。
手开关电路实现当手开关S1未闭合时，24V电源通过电阻R25使三极管 Q6导通，并通过T形滤波器(电感L5、电容C28、 C30)拉低了控制电路(板) 的18脚，电路处于无输出状态。手开关S1闭合后，24V电源经电阻R24使三 极管Q5导通，三极管Q6截止，控制电路(板)18脚为高电平，电路开始输出 功率。同时电容C36充电经电阻R34将场效应管VT12导通，使电磁阀吸合氩气 接通。当手开关断开，控制板的18脚被拉低，而封波电路停止输出，因电容C36 有一个放电延时，电磁要过一会才关断，从而完成了氩气后走而电流先走的功 能。当开关S2闭合后，会增加一个电容，使放电延时加长，增加后吹时间。
高频高压功能实现当手开关闭合时，电路工作输出约56V的高频电压， 经电感L3、电阻R29和高压包T4便产生高频高压电，然后放电嘴Fl因高压击 穿空气放电，此时相当于引弧线圈T2、电容C19 C22短路，这时电容C19 C22 和引弧线圈T2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， 引弧线圈T2、电容C19 C22便产生高频振荡电流，并通过引弧线圈T2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，输出电压降低，
高压包T4初级电压降低，则高压包次级电压也降低，不足以使放电嘴F1放电， 输出端高频高压消失，可进行正常的焊接。
如图2所示，单相交流电电源经EMC电路滤除干扰，再经整流桥BR1整流， 电解电容C2滤波后成为直流电，再由M0SFET场效应管全桥逆变为高频交流电， 再由隔离降压电路降为高频低压交流电，经两组高速整流管(D2， D3)整流为 直流电。电阻(R6， R7),电容(C11, C12)为相应的吸收回路，以保护整流管
(D3， D2)。输出电抗L1用来限制浪涌电流并使输出电流连续。
控制电路K1能够实现脉宽调制(P丽)、温度保护、开关机保护及过压欠压 保护的功能，它的PWM信号送至场效应管VT7 VT10组成的驱动电路，推动隔 离驱动电路产生快速开通或关断场效应管的4路信号，推动4个桥臂，实现全 桥逆变，这样驱动电路便大大简化。
如图3所示，本实用新型设有PCB板和F形散热片，所述控制电路7、隔离 驱动电路8和逆变电路3制作在上PCB板13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11上。如箭头A所示，上PCB板13安装于两组F 形散热片(9、 10)顶面。如箭头B所示，中PCB板11安装于两组F形散热片
(9、 10)底面。左右两组F形散热片相对安装且构成下部风道12，中PCB板 11上的电子电路元件位于该下部风道12内。其余电路安装于整机底板(图中未 画)上。其结构经这样优化组合后，体积小散热性好，组装维修方便。
本实用新型图2、图3组装的MOSFET逆变式氩弧焊机，测试结果达到如下 技术指标1、额定输入功率3.2KW; 2、额定输入电流14.5A; 3、额定输出电 压16.4V; 4、输出电流调节10A 160A; 5、负载持续率60%; 6、空载电压43V; 7、空载损耗40W; 8、效率85%; 9、功率因数0.93。
权利要求1. 一种MOSFET逆变式氩弧焊机，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、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，设有高频高压电路，该高频高压电路与二次整流滤波电路双向联通。
2. 根据权利要求1所述的M0SFET逆变式氩弧焊机，其特征在于，该高频高 压电路由高压包、引弧线圈、放电嘴及其周围电路连接构成。
3. 根据权利要求1所述的M0SFET逆变式氩弧焊机，其特征在于，该逆变电 路为全桥逆变电路，该逆变电路的桥臂由MOSFET场效应管VT3、 VT4、 VT5、 VT6 并联构成，每只场效应管的栅极串联一只4.7—IOR电阻。
4. 根据权利要求1所述的MOSFET逆变式氩弧焊机，其特征在于，设有PCB 板和F形散热片，所述控制电蹐、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。
专利摘要满足欧洲CE标准检测要求性能稳定的负载持续率高且引弧成功率极高的逆变式氩弧焊机。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、控制电路、隔离驱动电路，且隔离驱动电路与逆变电路相连，特别是设有高频高压电路，该高频高压电路与二次整流滤波电路双向联通。该高频高压电路由高压包、引弧线圈、放电嘴及其周围电路连接构成。设全桥逆变电路，设有PCB板和F形散热片，构成风道结构，作为焊接设备用于工农业生产。
文档编号B23K9/10GK201201107SQ20082011080
公开日2009年3月4日 申请日期2008年4月24日 优先权日2008年4月24日
发明者徐爱平 申请人:深圳市佳士科技发展有限公司