一种超声波焊接电源的制作方法

本实用新型涉及超声波焊接领域，尤其涉及一种超声波焊接电源。

背景技术：

超声波焊接是目前较为成熟的一种焊接方式，超声波焊接通过阻抗匹配形成能够谐振的超声波，经过换能器组件及工件将熔料融化进行焊接，这对超声波焊接电源的要求比较高，超声波电源的输出功率直接影响了超声波焊接的质量和效率。

而目前，现有的超声波焊接大多为小功率的电源，而这种小功率的超声波电源已渐渐不能满足业界的需求，但是使用大功率进行焊接时，通过大电流，其内部容易产生相互干扰，导致电源出现功率不稳定、设备报警等现象，因此，研发一种稳定的大功率超声波焊接电源是非常有必要的。

鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本实用新型。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案在于，提供一种超声波焊接电源，包括控制器、IGBT驱动板、软启动器、整流器、滤波板、IGBT逆变器和突波吸收板，所述软启动器的输入端连接有一交流电源，所述软启动器的输出端、整流器、滤波板和IGBT逆变器依次连接，所述控制器、IGBT驱动板和IGBT逆变器依次连接，所述IGBT逆变器的输出端与换能器相连接，所述突波吸收板与所述IGBT逆变器相连，所述突波吸收板用于对所述IGBT逆变器进行电路保护，所述IGBT逆变器固定于金属板上，在所述IGBT逆变器上设有一铜排分层结构，所述滤波板和突波吸收板自上而下分别设于所述铜排分层结构中。

进一步，所述的超声波焊接电源还包括变压器和匹配电容，所述IGBT逆变器的输出端、变压器、匹配电容和换能器依次连接。

进一步，所述的超声波焊接电源还包括信号采样及调理模块和D/A转换及比较电路，所述控制器与所述信号采样及调理模块相连，所述控制器与所述D/A转换及比较电路相连，所述信号采样及调理模块采集槽路电压和槽路电流的信号参数，并将所述信号参数输入所述D/A转换及比较电路，所述D/A转换及比较电路将所述信号参数与预设标准值进行比较，并将比较结果输入所述控制器，所述控制器根据比较结果生成反馈信号。

进一步，所述的超声波焊接电源还包括开关控制电路，其与所述控制器连接，所述控制器接收所述开关控制电路输入的信号，选择相应的所述预设标准值，再将所述比较结果传输给所述开关控制电路，进而控制外部连接设备的开启和关闭。

进一步，所述的超声波焊接电源还包括过欠压保护电路，其与所述控制器连接，所述过欠压保护电路用于检测所述超声波电源是否发生过欠压保护电路，并在过欠压发生时，断开PWM的输出。

进一步，所述的超声波焊接电源还包括与所述控制器分别连接的触摸屏、电源指示灯、过热指示灯和匹配错误指示灯。

进一步，所述的触摸屏为人机界面触摸屏，其与所述控制器采用RS232进行通信连接。

进一步，所述IGBT逆变器与所述金属板的接触面上涂覆有一层导热硅胶。

进一步，所述金属板的下方设有散热器。

进一步，所述散热器的下方设有风扇，在所述风扇的底部和侧面分别设有进风口和排风口。

与现有技术比较本实用新型的有益效果在于：1、本实用新型采用所述铜排分层结构20将所述滤波板4、突波吸收板7和IGBT逆变器6进行分层电连接，能够使其承载超大的电流和功率，有效的解决了IGBT驱动时逆反电热对控制电路的电磁干扰；2、超声波电源内各个器件和模块采用分区放置，也提高了抗干扰性能；3、所述过欠压保护电路能够在过欠压发生时，断开PWM的输出，保护所述IGBT逆变器；4、在所述IGBT逆变器与所述金属板的接触面上涂覆一层导热硅胶，所述导热硅胶能够使所述IGBT逆变器在工作时产生的热量更好地传导到所述金属板上，利于热量的散发；5、在所述金属板的下方设有散热器，在所述散热器的下方设有风扇，在所述风扇的底部和侧面分别设有进风口和排风口，保证了所述风扇的风量全部吹到所述散热器上，加速了空气的流通速度，提高了散热量和超声波电源对大电流的承载能力，为超声波电源的输出功率提供了保障。

附图说明

图1为本实用新型超声波焊接电源的工作原理图；

图2为本实用新型超声波焊接电源的整体结构示意图；

图3为本实用新型超声波焊接电源的部分结构示意图；

图4为本实用新型超声波焊接电源的侧视图。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例一

请参阅图1、图2和图3，其分别为本实用新型超声波焊接电源的工作原理图、整体结构示意图和部分结构示意图。

结合图1、图2和图3所示，一种超声波焊接电源，包括控制器1、软启动器2、整流器3、滤波板4、IGBT驱动板5、IGBT逆变器6和突波吸收板7，所述软启动器2的输入端连接有一交流电源，所述软启动器2的输出端、整流器3、滤波板4和IGBT逆变器6依次连接，所述控制器1、IGBT驱动板5和IGBT逆变器6依次连接，所述IGBT逆变器6和所述突波吸收板7相连，所述突波吸收板7用于对所述IGBT逆变器6进行电路保护，所述IGBT逆变器6的输出端与换能器10相连接，所述IGBT逆变器6固定于金属板19上，在所述IGBT逆变器6上设有一铜排分层结构20，所述滤波板4和突波吸收板7自上而下分别设于所述铜排分层结构20中。

其中，所述的整流器3采用单相整流桥模块MDQ-60A，交流电依次经所述软启动器2、整流器3和滤波板4转换为所述IGBT逆变器6所需的直流电；所述的IGBT逆变器6作为电源功率开关管，能够产生所需的超声逆变、频率调节和功率输出等功能；所述IGBT驱动板5采用落木源TX-DA962D4，内置AC-DC及DC-DC两种不同的隔离电源供选择，具有软关断过流保护功能；所述控制器1采用EP4CE15F17C8芯片作为系统数字信号处理器，所述控制器1根据反馈信号输出频率与占空比可调的PWM波，并经所述IGBT驱动板5放大，控制所述IGBT逆变器6的输出。

本实用新型采用所述铜排分层结构20将所述滤波板4、突波吸收板7和IGBT逆变器6进行分层电连接，能够使其承载超大的电流和功率，有效的解决了IGBT驱动时逆反电热对控制电路的电磁干扰；此外，超声波电源内各个器件和模块采用分区放置，也提高了抗干扰性能。

实施例二

如上所述的一种超声波焊接电源，本实施例与其不同之处在于，如图1所示，一种超声波电源还包括变压器8和匹配电容9，所述IGBT逆变器6的输出端、变压器8、匹配电容9和换能器10依次连接，所述匹配电容9起到提高所述超声波电源的功率传输效率的作用，以减少所述超声波电源与所述换能器10相连接产生的无功损耗。

实施例三

如上所述的一种超声波焊接电源，本实施例与其不同之处在于，如图1所示，一种超声波焊接电源还包括信号采样及调理模块11和D/A转换及比较电路12，所述控制器1通过A/D接口与所述信号采样及调理模块11相连，所述控制器1通过D/A接口、I/O接口与所述D/A转换及比较电路12相连，所述信号采样及调理模块11采集槽路电压和槽路电流的信号参数，并将所述信号参数输入所述D/A转换及比较电路12，所述D/A转换及比较电路12将所述信号参数与预设标准值进行比较，并将比较结果通过I/O接口输入所述控制器1，所述控制器1根据比较结果生成的反馈信号输出频率与占空比可调的PWM波，并经所述IGBT驱动板5放大，控制所述IGBT逆变器6的输出。

实施例四

如上所述的一种超声波焊接电源，本实施例与其不同之处在于，如图1所示，一种超声波焊接电源还包括开关控制电路13和过欠压保护电路14。

所述开关控制电路13与所述控制器1连接，所述控制器1接收所述开关控制电路13所输入的信号，选择相应的所述预设标准值，再将所述比较结果传输给所述开关控制电路13，进而控制外部连接设备的开启和关闭，所述的外部连接设备为风机、电磁阀、温控器、急停开关、光电开关和脚踏开关的一种以上。

所述过欠压保护电路14与所述控制器1连接，所述过欠压保护电路14用于检测所述超声波电源是否发生过欠压保护电路，并在过欠压发生时，断开PWM的输出，保护所述IGBT逆变器6。

实施例五

如上所述的一种超声波焊接电源，本实施例与其不同之处在于，如图4所示，其为本实用新型超声波焊接电源的侧视图，一种超声波电源还包括操作面板，所述操作面板上设有触摸屏15、电源指示灯16、过热指示灯17和匹配错误指示灯18，所述触摸屏15、电源指示灯16、过热指示灯17和匹配错误指示灯18分别与所述控制器1连接，所述触摸屏15采用迪文触摸屏DMT64480T057_18WT的人机交互界面触摸屏，其与所述控制器1采用RS232进行通信连接，所述匹配错误指示灯18用于对所述换能器10的频率与电源工作频率不一致时进行指示。

实施例六

如上所述的一种超声波焊接电源，本实施例与其不同之处在于，在所述IGBT逆变器6与所述金属板19的接触面上涂覆一层导热硅胶，所述导热硅胶能够使所述IGBT逆变器6在工作时产生的热量更好地传导到所述金属板19上，利于热量的散发。

进一步，如图3所示，在所述金属板的下方设有散热器21，其能够将所述IGBT逆变器6传导到所述金属板19的热量再次经所述散热器21散发至空气中。

实施例七

如上所述的一种超声波焊接电源，本实施例与其不同之处在于，结合图2和图3所示，所述散热器21的下方设有风扇22，在所述风扇22的底部和侧面分别设有进风口23和排风口24，当所述风扇22开启时，从底部的所述进风口23抽风，吹向所述散热器21，并从侧面的所述排风口24排出，这样的风道保证了所述风扇22的风量全部吹到所述散热器21上，加速了空气的流通速度，提高了散热量和超声波电源对大电流的承载能力，为超声波电源输出功率提供了保障。

此外，由于风扇22和风道位于所述超声波电源的壳体内，这种封闭式的风道设计，不仅可以起到防尘的作用，而且还可以预防外界风等的干扰，进一步提高了风道内空气的流通，加快了散热的速度。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。