专利名称：数字式焊机节电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数字式焊机节电装置。
背景技术：
焊机在使用过程中，有相当一部分时间处于空载状态，特别是在造船、钢结构等行 业，交直流焊机普遍用在工件装配上，基本上实施点焊，焊机空载率在百分之八十左右。由 于一般焊机输出电压在80伏左右，焊机没有施焊时焊钳上一直有80伏电压，这样焊机空载 时既不安全，焊机变压器又消耗了大量电能。因而焊机节电装置得到了广泛的应用，如中国 专利CN97U6122. 9公布了一种“电焊机节电电路”，能够在焊机空载时，自动切断电源，起 到节能的作用。然而，其采用比较器和NE555触发器做为控制电路，利用电容ClO起到延时 断电作用的方式，在实际使用时，NE555触发器容易因线路上的电流扰动而产生误判，造成 异常断电或开启；同时，利于断电延时时间无法精确控制，并且一旦电路制造安装完成，无 法更换电容C10，因而无法再对时间进行调节，当该断电延时时间过短时，在焊接实施点焊 的过程中，两次短暂的点焊间隔也会造成电路误判断电，容易造成焊机频繁的断电和重启， 影响其使用寿命；若断电延时时间过长，又会使焊机在空载时因延时过长而浪费大量电能。 并且，在工作和待机检测时，检测回路通过电容始终挂接在主回路上，浪费了大量电能，不 利于节能环保；况且，基准电压在稳压器稳压后接入运放，因此，节电电路在工作时，当遇到 较大的电压波动，采样电压的波动较大，有可能超过阈值电压，从而使得产生误判。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种判断精确、节能省电且可根据实 际情况调节断电延时时间的数字式焊机节电装置。本实用新型的目的是这样实现的一种数字式焊机节电装置，所述装置包含有焊 机、接触器、变压器一、互感器检测输入线圈、互感器检测输出线圈和主控电路，所述接触器 的主触头接入与焊机电源输入端相连的电源线上，所述互感器检测输入线圈、接触器的常 闭辅助触头和变压器一的次级绕组串联后接入接触器的主触头与焊机电源输入端之间的 电源线上，所述变压器一的初级绕组接入电源线输入端，所述互感器检测输出线圈套至于 接触器的主触头与焊机电源输入端之间的电源线上；所述主控电路包含有比较模块、单片机和控制模块，所述单片机型号为 STC12C2052，所述比较模块包含有比较器、光耦一、分压电路一和分压电路二，所述光耦一 U3的型号为PC817，所述分压电路一由电阻R7和电位器一串联构成，所述电阻R7 —端接高 电平，另一端与比较器的反相输入端相连，所述电位器一一端接地，另一端与比较器的反相 输入端相连；所述分压电路二由电阻R8和电位器二串联构成，所述分压电路二两端并联接 有二极管D2和电容C5，所述分压电路二的电位器二一端接地，另一端与比较器的正相输入 端相连，所述分压电路二的电阻R8 —端与比较器的正相输入端相连，另一端与二极管Dl的 负极相连，所述二极管D2的正极与上述互感器检测输出线圈的一端相连，所述互感器检测输出线圈的另一端与分压电路二的电位器二接地端相连；所述比较器的输出端接入光耦一 的1脚，所述光耦一的2脚和3脚接地，所述光耦一的4脚接入单片机12脚；所述控制模块包含有光耦二、三极管和继电器，所述光耦二的型号为PC817，所述 单片机的14脚接入光耦二的2脚，所述光耦二的1脚经电阻R4接入高电平，所述光耦二的 4脚接入高电平，所述光耦二的3脚经电阻R5接入三极管的基极，所述三极管的集电极接入 高电平，所述三极管的发射极经继电器的线圈后接地，所述继电器的触点与接触器的线圈 串联后接至电源线上。本实用新型一种数字式焊机节电装置，所述装置还包含有按钮，所述按钮与继电 器的触点相并联。本实用新型一种数字式焊机节电装置，所述装置还包含有温控开关和轴流风机， 所述温控开关和轴流风机串联后接入电源线输入端。本实用新型一种数字式焊机节电装置，所述装置还包含有变压器二，所述主控电 路还包含有电源模块，电源线输入端经变压器二接入主控电路的电源模块，所述电源模块 包含有桥式整流电路、稳压器一和稳压器二，所述电阻R7 —端所接高电平端为桥式整流电 路的输出端，所述桥式整流电路的输入端与变压器二相连，所述桥式整流电路的输出端与 稳压器一相连，所述稳压器一与稳压器二相连，所述稳压器一的型号为LM7812CT，所述稳压 器二的型号为LM7805CT。本实用新型的工作原理为空载时接触器的线圈KM处于失电状态，此时接触器的主触头KMl处于打开状态， 接触器的常闭辅助触头KM2处于闭合状态，电流经变压器T2后由电源模块整流滤波后通过 稳压器提供稳定的高电平，再由电阻R7与电位器RPl从改高电压处取电分压，作为基准参 考电压输入比较器U2的反相输入端；电源通过电源线输入端经变压器Tl和互感器检测输 入线圈Ll-I将检测小电流输入，此时互感器检测输出线圈L1-2上感应电压较小，此时，调 节电位器RP1，使得输入比较器U2反相输入端的电压为2. OV的基准电压，然后调节电位 器RP2，使得输入比较器U2正相输入端的电压为1. 5V的取样电压；此时比较器U2的输出 端输出低电平，此时光耦一 U3处于关闭状态，单片机Ul由12脚输入高电平，单片机Ul内 部通过程序控制14脚输出高电平，此时光耦二 U4同样无法打开，处于关闭状态，因此三极 管Ql的基础为低电平，三极管Ql同样处于关闭状态，继电器CJ5的线圈处于失电状态，从 而使得接触器的线圈KM保持失电状态；焊接时当焊机的电焊条接触工件时，使得电源线之间瞬间短路，此时经过互感器 检测输入线圈Ll-I的电流变大，互感器检测输出线圈L1-2感应电压升高，此时输入比较器 U2正相端的取样电压大于参考电压比较器U2的输出端输出高电平，此时光耦一 U3处于 导通状态，单片机Ul的12脚输入一个低电平指令，即时单片机输出端14脚输出低电平， 该低电平驱动光耦二 U4，此三极管Ql的基极上为高电平，三极管Ql处于导通状态，继电器 CJ5的线圈处于得电状态，从而使得接触器的线圈KM得电，此时接触器的主触头KMl闭合 焊机电路导通，同时，接触器的常闭辅助触头KM2打开切断Ll-I检测回路电源；此时由于正 常工作，由焊接电流维持互感器检测输出线圈L1-2的感应电压，持续工作；当焊接结束，焊接电流急剧下降，互感器检测输出线圈L1-2感应电压下降，此时 取样电压低于参考电压，比较器U2的输出端再次转为低电平，光耦一 U3关闭，单片机Ul的12脚输入高电平，此时单片机Ul转入程序计时状态，延时10秒(可根据实际需求进行 设定)，如果延时中单片机Ul的12脚有低电平信号输入，计时程序将会被复位，同时单片机 Ul的14脚输出低电平，此时又进入正常工作状态；如果延时经过10秒，则单片机Ul的14 脚输出高电平，光耦二 U4失去控制，三极管Ql的基极失去驱动电流，继电器CJ5的触点释 放，接触器的线圈KM失电，接触器的主触头KMl释放，从而将焊接回路断开，焊机失电停止 工作；同时接触器的常闭辅助触头KM2闭合接入检测电源，转入空载待机状态。当需要连续使用焊机时，按下按钮KT，将继电器CJ5的触点短接，此时接触器的线 圈KM始终处于得电状态，接触器的主触头KMl闭合使得主回路始终处于得电状态，接触器 的常闭辅助触头KM2处于断开状态，将检测回路断电。当温度过高，超过温度开关T的预设值时，温度开关T闭合，使得轴流风机FAN打 开对电路进行风冷降温处理。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是1、判断精确在电压波动大的时候目前市场类似产品工作点就会变动，节能装置 就不能正常使用，本实用新型中电源电压变化时，取样电压的接入点位于稳压器前，从而当 电源电压波动时，使得取样电压和比较电压同步变化，防止电源电压变化时，由于取样电压 升高而误动作，在电源电压波动在15%时本装置能正常工作；2、抗干扰能力强本实用新型由于在单片机的输入脚前端和输出脚后端均设置了 光耦进行隔离，保证了判断的准确性，不会因电流的异常扰动而发生误判；同时，使用单片 机控制，只有检测正常触发信号单片机才会立即产生指令，减少误触发，工作结束时单片机 采用时序控制，越过焊机变压器断电时的浪涌电压，可靠断电，抗干扰能力强。这是由于单 片机发出断电指令后，输入检测会进入一个0. 的死区时间，让浪涌电压时间内不工作， 时间很短，丝毫不影响正常工作。而在普通的模拟控制电路中实现这样一个功能会很繁琐， 如加入这样电路功能后电路也会变得复杂，不可靠。所以市面上基本不会这样做，只是让检 测输入电容加大使的上升沿时间变长来越过这个浪涌，断电时电容上还是有剩余电压，不 能很好的吸收浪涌电压，这样既不能彻底解决误触发，还会引起触发速度变慢。3、节电效果好同时，由于使用了单片机，通过程序的设置，可根据实际使用情况 方便的对延迟关闭时间进行设定，相比于利用电容充放电形式对延时时间进行调节，本实 用新型利用单片机设置时间，使得延时时间较为精确；并且在焊机正常工作时，能够及时将 检测输入回路断开，避免了电能的浪费，更具节能效果。
[0020]图1为本实用新型结构示意图。[0021]图2为本实用新型主控电路的电路图。[0022]图中[0023]主控电路1 ；[0024]焊机2;[0025]变压器-- Tl、变压器二.T2 ；[0026]稳压器-- TMl、稳压器二二 TM2 ；[0027]电位器-- RPl、电位器二二 RP2 ；[0028]保险丝一 FUl、保险丝二 FU2 ；互感器检测输入线圈L1-1、互感器检测输出线圈L1-2 ；接触器的线圈KM、接触器的主触头KM1、接触器的常闭辅助触头KM2 ；单片机Ul (STC12C2502)、比较器 U2 (LM358)、光耦一 U3 (PC817)、光耦二 U4 (PC817)；指示灯》)；三极管Q1(C9013)；继电器CJ5;按钮KT ；温控开关T ；轴流风机FAN。
具体实施方式
参见图1，本实用新型涉及一种数字式焊机节电装置，所述装置包含有焊机2、接 触器、变压器一 Tl、互感器检测输入线圈L1-1、互感器检测输出线圈L1-2和主控电路1，所 述接触器的主触头KMl接入与焊机2电源输入端相连的电源线上，所述互感器检测输入线 圈L1-1、接触器的常闭辅助触头KM2和变压器一 Tl的次级绕组串联后接入接触器的主触 头KMl与焊机2电源输入端之间的电源线上，所述变压器一 Tl的初级绕组接入电源线输入 端，所述互感器检测输出线圈L1-2套至于接触器的主触头KMl与焊机2电源输入端之间的 电源线上；所述主控电路1包含有比较模块、单片机Ul和控制模块，所述单片机Ul型号为 STC12C2052，所述比较模块包含有比较器U2、光耦一 U3、分压电路一和分压电路二，所述光 耦一 U3的型号为PC817，所述分压电路一由电阻R7和电位器一 RPl串联构成，所述电阻R7 一端接高电平，另一端与比较器U2的反相输入端相连，所述电位器一 RPl—端接地，另一端 与比较器U2的反相输入端相连；所述分压电路二由电阻R8和电位器二 RP2串联构成，所述 分压电路二两端并联接有二极管D2和电容C5，所述分压电路二的电位器二 RP2 —端接地， 另一端与比较器U2的正相输入端相连，所述分压电路二的电阻R8 —端与比较器U2的正相 输入端相连，另一端与二极管Dl的负极相连，所述二极管D2的正极与上述互感器检测输出 线圈L1-2的一端相连，所述互感器检测输出线圈L1-2的另一端与分压电路二的电位器二 RP2接地端相连；所述比较器U2的输出端接入光耦一 U3的1脚，所述光耦一 U3的2脚和3 脚接地，所述光耦一 U3的4脚接入单片机Ul的12脚；所述控制模块包含有光耦二 U4、三极管Ql和继电器CJ5，所述光耦二 U4的型号为 PC817，所述单片机Ul的14脚接入光耦二 U4的2脚，所述光耦二 U4的1脚经电阻R4接入 高电平，所述光耦二 U4的4脚接入高电平，所述光耦二 U4的3脚经电阻R5接入三极管Ql 的基极，所述三极管Ql的集电极接入高电平，所述三极管Ql的发射极经继电器CJ5的线圈 后接地，所述继电器CJ5的触点与接触器的线圈KM串联后接至电源线上。本实用新型一种数字式焊机节电装置，所述装置还包含有按钮KT，所述按钮KT与 继电器CJ5的触点相并联。本实用新型一种数字式焊机节电装置，所述装置还包含有温控开关T、轴流风机FAN和指示灯》)，所述温控开关T和轴流风机FAN串联后接入电源线输入端，所述指示灯 XD与温控开关T和轴流风机FAN的串联回路相并联。 本实用新型一种数字式焊机节电装置，所述装置还包含有变压器二 T2，所述主控 电路1还包含有电源模块，电源线输入端经变压器二 T2接入主控电路1的电源模块，所述 电源模块包含有桥式整流电路、稳压器一 TMl和稳压器二 TM2，所述电阻R7 —端所接高电 平端为桥式整流电路的输出端，所述桥式整流电路的输入端与变压器二 T2相连，所述桥 式整流电路的输出端与稳压器一 TMl的输入脚相连，所述稳压器一 TMl的输出脚输出12V 高电平，所述稳压器一 TMl的输出脚与稳压器二 TM2的输入脚相连，所述稳压器二 TM2的 输出脚输出5V高电平，所述稳压器一 TMl的型号为LM7812CT，所述稳压器二 TM2的型号为 LM7805CT。
权利要求1.一种数字式焊机节电装置，其特征在于所述装置包含有焊机(2)、接触器、变压器 一(Tl)、互感器检测输入线圈(L1-1)、互感器检测输出线圈(L1-2)和主控电路(1)，所述接 触器的主触头(KMl)接入与焊机(2)电源输入端相连的电源线上，所述互感器检测输入线 圈(L1-1)、接触器的常闭辅助触头(KM2)和变压器一(Tl)的次级绕组串联后接入接触器的 主触头(KMl)与焊机(2)电源输入端之间的电源线上，所述变压器一(Tl)的初级绕组接入 电源线输入端，所述互感器检测输出线圈(L1-2)套至于接触器的主触头(KMl)与焊机(2) 电源输入端之间的电源线上；所述主控电路(1)包含有比较模块、单片机(Ul)和控制模块，所述单片机(Ul)型号为 STC12C2052，所述比较模块包含有比较器(U2)、光耦一(U3)、分压电路一和分压电路二，所 述光耦一(U3)的型号为PC817，所述分压电路一由电阻R7和电位器一(RPl)串联构成，所 述电阻R7 —端接高电平，另一端与比较器(U2)的反相输入端相连，所述电位器一(RPl) — 端接地，另一端与比较器(U2)的反相输入端相连；所述分压电路二由电阻R8和电位器二 (RP2)串联构成，所述分压电路二两端并联接有二极管D2和电容C5，所述分压电路二的电 位器二(RP2)—端接地，另一端与比较器(U2)的正相输入端相连，所述分压电路二的电阻 R8 —端与比较器(U2)的正相输入端相连，另一端与二极管Dl的负极相连，所述二极管D2 的正极与上述互感器检测输出线圈(L1-2)的一端相连，所述互感器检测输出线圈(L1-2) 的另一端与分压电路二的电位器二(RP2)接地端相连；所述比较器(U2)的输出端接入光耦 一(U3)的1脚，所述光耦一(U3)的2脚和3脚接地，所述光耦一(U3)的4脚接入单片机 (Ul) 12 脚；所述控制模块包含有光耦二(U4)、三极管(Ql)和继电器(CJ5)，所述光耦二(U4)的型 号为PC817，所述单片机(Ul)的14脚接入光耦二(U4)的2脚，所述光耦二(U4)的1脚经电 阻R4接入高电平，所述光耦二(U4)的4脚接入高电平，所述光耦二(U4)的3脚经电阻R5 接入三极管(Ql)的基极，所述三极管(Ql)的集电极接入高电平，所述三极管(Ql)的发射极 经继电器(CJ5)的线圈后接地，所述继电器(CJ5)的触点与接触器的线圈(KM)串联后接至 电源线上。
2.如权利要求1所述一种数字式焊机节电装置，其特征在于所述装置还包含有按钮 (KT)，所述按钮(KT)与继电器(CJ5)的触点相并联。
3.如权利要求1或2所述一种数字式焊机节电装置，其特征在于所述装置还包含有 温控开关(T)和轴流风机(FAN)，所述温控开关(T)和轴流风机(FAN)串联后接入电源线输 入端。
4.如权利要求1或2所述一种数字式焊机节电装置，其特征在于所述装置还包含有 变压器二(T2)，所述主控电路(1)还包含有电源模块，电源线输入端经变压器二(T2)接入 主控电路(1)的电源模块，所述电源模块包含有桥式整流电路、稳压器一(TMl)和稳压器二 (TM2)，所述电阻R7—端所接高电平端为桥式整流电路的输出端，所述桥式整流电路的输 入端与变压器二(T2)相连，所述桥式整流电路的输出端与稳压器一(TMl)相连，所述稳压 器一(TMl)与稳压器二(TM2)相连，所述稳压器一(TMl)的型号为LM7812CT，所述稳压器二 (TM2)的型号为 LM7805CT。
5.如权利要求3所述一种数字式焊机节电装置，其特征在于所述装置还包含有变 压器二(T2)，所述主控电路(1)还包含有电源模块，电源线输入端经变压器二(T2)接入主控电路(1)的电源模块，所述电源模块包含有桥式整流电路、稳压器一(TMl)和稳压器二 (TM2)，所述电阻R7—端所接高电平端为桥式整流电路的输出端，所述桥式整流电路的输 入端与变压器二(T2)相连，所述桥式整流电路的输出端与稳压器一(TMl)相连，所述稳压 器一(TMl)与稳压器二(TM2)相连，所述稳压器一(TMl)的型号为LM7812CT，所述稳压器二 (TM2)的型号为 LM7805CT。
专利摘要本实用新型涉及一种数字式焊机节电装置，所述装置包含有焊机(2)、接触器、变压器(T1)、互感器检测输入线圈(L1-1)、互感器检测输出线圈(L1-2)和主控电路(1)，所述接触器的主触头(KM1)接入与焊机(2)电源输入端相连的电源线上，所述互感器检测输出线圈(L1-2)套装在接触器的主触头(KM1)与焊机(2)电源输入端之间的电源线上；所述主控电路(1)包含有比较模块、单片机和控制模块，所述比较模块包含有比较器(U2)和光耦一(U3)，所述控制模块包含有光耦二(U4)、三极管(Q1)和继电器(CJ5)，所述继电器(CJ5)的触点与接触器的线圈(KM)串联后接至电源线上。本实用新型数字式焊机节电装置，具有判断精确、节能省电且可根据实际情况调节断电延时时间的特点。
文档编号B23K9/10GK201922152SQ20102061409
公开日2011年8月10日 申请日期2010年11月19日 优先权日2010年11月19日
发明者秦建伟, 管亚东, 龚磊 申请人:中船澄西船舶修造有限公司