低成本IGBT单管单端正激逆变氩弧焊机及其电路的制作方法

本实用新型涉及逆变电焊机制造技术领域，具体的讲是低成本IGBT单管单端正激逆变氩弧焊机及其电路。

背景技术：

对于氩弧焊机来说应用更为先进的IGBT逆变技术已经越来越受到欢迎，但在低成本的情况下设计出一款性能优良的氩弧焊机，则需要对电路设计及整机的结构有更好的设计，设计不好，极有可能出现很多问题，比如机器效率不高，电弧不集中，引弧成功率较低，焊机的速度不好等一系列问题。

为此设计一种集成率更高，效率更好，结构简单，体积与重量轻便的低成本IGBT单管单端正激逆变氩弧焊机及控制电路是十分有必要的。

技术实现要素：

本实用新型突破了现有技术的难题，设计了一种集成率更高，效率更好，结构简单，体积与重量轻便的低成本IGBT单管单端正激逆变氩弧焊机及控制电路。

为了达到上述目的，本实用新型设计了低成本IGBT单管单端正激逆变氩弧焊机，包括：IGBT散热器、机箱、快恢复二极管、整流桥、风机、主板、控制板，其特征在于：机箱内底面的上方设有快恢复二极管一，快恢复二极管一的上方设有IGBT散热器，IGBT散热器的一侧设有高频电感和控制板，控制板位于高频电感的上方，高频电感外缘的一侧采用小二芯安装座与航空插座固定，IGBT散热器的上方设有快恢复二极管二和单管IGBT模块，快恢复二极管二的旁边设有整流桥，快恢复二极管二的上方设有两孔绝缘块，单管IGBT模块的上方设有三孔绝缘块，机箱内侧面设有主板，机箱后面板上设有风机，风机的下方设有MUR散热器，MUR散热器的旁边设有支撑柱，风机的上方设有二位二通电磁阀、船型开关和电源连接线，机箱前面板采用螺母并排固定有欧小快母座、前输出气接头，欧小快母座、前输出气接头的上方设有胶木旋钮。

低成本IGBT单管单端正激逆变氩弧焊机的电路，包括主电路、主板电路、开关电源电路、驱动电路、高频起弧电路、控制板电路、控制板热保护电路、控制板电流给定反馈及PI调节电路、控制板欠压保护电路、控制板气阀与送气速度电路、控制板的频率调节与谐波补偿电路，其特征在于：所述主电路如下：所述整流桥BR1的1、3号端口与选择开关SW1的一端相连，选择开关SW1的另一端与220V电源相连，整流桥BR1的2号端口与主板的J27号端口相连，整流桥BR1的4号端口与主板的J26号端口相连，主板的J2端口的1、2号端口均与船型开关相连，主板的J6端口的2号端口与高频电感L1’的一端相连，高配电感L1’的另一端分为两路，分别与OUT-端口、主板J6端口的1号端口相连，主板GUN端口的1、2号端口均与航空插座相连，主板的A端口与主变压器T6的2号端口相连，主板的B端口与主变压器T6的1号端口相连，主板的C端口与主变压器T6的3号端口相连，主板的D端口分为两路，分别与主变压器T6的4号端口、高频电感L1的一端相连，高频电感L1的另一端与OUT+端口相连，主板的FAN端口与风机相连，主板的GAS端口与电磁阀相连，主板的1~9号端口分别按顺序与控制板的1~9号端口相连。

所述主板电路连接如下：所述主板的J26号端口分为两路，分别与电容C40的一端、整流桥BR1的1号端口相连，电容C40的另一端分为两路，分别与主板J27号端口、整流桥BR1的3号端口相连，整流桥BR1的2号端口分为十一路，分别与电阻R9的一端、二极管ZD6的一端、电容C2的一端、电容C4的一端、电阻R4的一端、电容C5的一端、二极管D35的一端、电阻R12的一端、二极管ZD2的一端、IGBT管T4的基极相连，电阻R9的另一端分为两路，分与电阻R5的一端、三极管Q4的基极相连，二极管ZD6的另一端与三极管Q4的发射极相连，整流桥BR1的4号端口分为四路，分别与电阻R5的另一端、电阻R21的一端、晶闸管的A端、开关S1的一端相连，所述三极管Q4的集电极与压敏电阻R53的一端相连，压敏电阻R53的另一端与光电耦合器U9的2号端口相连，光电耦合器U9的1号端口分为两路，分别与电阻R21的另一端、电阻R25的一端相连，电阻R25的另一端与晶闸管Q5的G端口相连，晶闸管Q5的K端口与热敏电阻RT1的一端相连，热敏电阻RT1的另一端分为八路，分别与开关S1的另一端、电容C2的另一端、电容C4的另一端、电阻R3的一端、电容C5的另一端、IGBT管T1的集电端、二极管D33的一端、DC+端口相连，电阻R3的另一端与电阻R6的一端相连，电阻R6的另一端与电阻R4的一端相连，IGBT管T1的基极分为四路，分别与二极管ZD3的一端、电阻R8的一端、电阻R7的一端、电阻R10的一端相连，电阻R10的另一端分为两路，分别与电阻R7的另一端、G1端口相连，电阻R8的另一端分为五路，分别与E1端口、二极管ZD3的另一端、二极管D35的另一端、IGBT管T1的发射端口、主变压器T6的1号端口相连，主变压器T6的2号端口与副变压器T5的2号端口相连，副变压器T5的1号端口分为两路，分别与二极管D33的另一端、IGBT管T4的集电端口相连，IGBT管T4的基极分为四路，分别与二极管ZD2的另一端、电阻R12的另一端、电阻R11的一端、电阻R13的一端相连，电阻R13的另一端分为两路，分别与电阻R11的另一端、G4端口相连；副变压器T5的3号端口接地；所述光电耦合器U9的3号端口分为三路，分别与电容C1的一端、地面、三极管Q1的发射极相连，光电耦合器U9的4号端口分为三路，分别与电阻R1的一端、电容C1的另一端、二极管ZD1的一端相连，电阻R1的另一端与27V电源相连，二极管ZD1的另一端与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与三极管Q1的基极相连，三极管Q1的集电极分为两路，分别与二极管D1的一端，主板的J20端口相连，二极管D1的另一端分为两路，分别与主板的J20 端口、27V电源相连；所述主变压器的3号端口分为两路，分别与二极管组D38的一端、电阻R70 的一端相连，电阻R70的另一端与电容C38的一端相连，电容C38的另一端分为六路，分别与二极管组D38的另一端、二极管组C39的一端、二极管组C40的一端、电容C39的一端、高频电感L1的一端、二极管D41的一端相连，二极管D41的另一端分为三路，分别与电容C55的一端、电阻R80的一端、压敏电阻R82的一端相连，主变压器T6的4号端口分为十二路，分别与二极管组D39的另一端、二极管组D40的另一端、电阻R71的一端、地面、电容C57的一端、电容C58的一端、电容C55的另一端、电阻R81的一端、压敏电阻R82的零一端、电容C56的一端、主板的J33端口、主板的GUN端口的2号端口相连，电阻R71的另一端与电容C39的另一端相连，高频电感L1的另一端与电容C58的另一端相连，电容C57的另一端与主板的J30端口相连，电阻R80的另一端与电阻R81的另一端相连，电容C56的另一端与主板GUN端口的1号端口相连。

所述开关电源电路连接如下：光电耦合器U1的1号端口与电阻R66的一端相连，电阻R66的另一端与二极管Z2的一端相连，二极管Z2的另一端与12V电源相连，光电耦合器U1的2号端口接地，光电耦合器U1的3号端口分为四路，分别与电阻R77的一端、电容C23的一端、电容C24的一端、芯片U6的VFB端口相连，光电耦合器U1的4号端口与电源相连，电阻R77的另一端分为两路，分别与信号地、电容C24的另一端相连，电容C23的另一端与芯片U6的COMP端口相连，芯片U6的RT/CT端口分为两路，分别与电容C25的一端、电阻R78的一端相连，电容C25的另一端与信号地相连，电阻R78的另一端分为两路，分别与电容C26的一端、芯片U6的VREF端口相连，电容C26的另一端与信号地相连，芯片U6的ISNS端口分为两路，分别与电阻R54的一端、电容C22的一端相连，电阻R54的另一端与CFB2端口相连，电容C22的另一端与信号地相连，芯片U6的VCC端口与电容C41的一端相连，电容C41的另一端与信号地相连，芯片U6的GND端口与信号地相连，芯片U6的OUT端口与电阻R79的一端相连，电阻R79的另一端与功率管T3的门极相连，功率管T3的源极分为三路，分别与电阻R49的一端、电阻R50的一端、CFB2的端口相连，电阻R49的另一端分为两路，分别与信号地、电阻R50的另一端相连，功率管T3的漏电极分为两路，分别与二极管D26的一端、变压器T8的10号端口相连，二极管D26的另一端分为四路，分别与电容C48的一端、电阻R84的一端、电阻R85的一端、电阻R86的一端相连，电阻R86的另一端分为六路，分别与电阻R85的另一端、电阻R84的另一端、电容C48的另一端、VDD端口、变压器T8的12号端口、电容C50的一端相连，电容C50的另一端接地，变压器T8的8号端口与信号地相连，变压器T8的7号端口与二极管D25的一端相连，二极管D25的另一端分为三路，分别与电源、电容C46的一端、电阻R52的一端相连，电容C46的另一端与信号地相连，电阻R52的另一端与电阻R51的一端相连，电阻R51的另一端分为三路，分别与VDD端口、电容C47的一端、主板J29的CON2的2号端口相连，电容C47的另一端分为两路，分别与信号地、开关TS-1的 2号端口相连，开关TS-1 的1号端口与DC-相连，主板J29的CON2的1号端口与DC+相连，变压器T8的1号端口与二极管D34的一端相连，二极管D34的另一端分为五路，分别与电容C52的一端、电容C53的一端、电容C29的一端、12V电源、主板的FAN端口的1号端口相连，，变压器T8的3号端口分为八路，分别与电容C52的另一端、电容C53的另一端、电容C29的另一端、主板FAN端口的2号端口、地面、电阻R74的一端、电容C49的一端、变压器T8的5号端口相连，变压器T8的6号端口与二极管D28的一端相连，二极管D28的另一端分为两路，分别与电容C49的另一端、电阻R74的另一端相连。

所述驱动电路如下：主板的J2端口的1号端口连接12V电源，主板的J2端口的2号端口接地，主板的J2端口的3号端口与电阻R64的一端相连，主板的J2端口的4号端口与电阻R72的一端相连，电阻R72的另一端接地，主板的J2端口的9号端口与电阻R87的一端相连，电阻R87的另一端与VOUT端口相连，所述电阻R64的另一端分为三路，分别与电阻R68的一端、场效应管组U15的G2端口、场效应管组U15的G1端口相连，电阻R68的另一端分为两路，分别与地面、场效应管组U15的S2端口相连，场效应管组U15的S1端口分为三路，分别与12V电源、电容C37的一端、变压器TR1的1号端口相连，电容C37的另一端接地，场效应管组U15的D1A端口分为两路，分别与场效应管组U15的D1B端口、电容C33的一端相连，电容C33的另一端与电阻R67的一端相连，场效应管组U15的D2B端口分为三路，分别与场效应管组U15的D2A端口、电阻R67的另一端、变压器TR1的2号端口相连，变压器TR1的5号端口分为三路，分别与二极管D13的一端、二极管D15的一端、电阻R59的一端相连，电阻R59的另一端与电阻R60的一端相连，电阻R60的另一端分为两路，分别与三极管Q3的基极、二极管D15的另一端相连，三极管Q3的发射极分为两路，分别与G1端口、二极管D13的另一端相连，三极管Q3的集电极分为两路，分别与变压器TR1的6号端口、E1端口相连，变压器TR1的7号端口分为三路，分别与电阻R57的一端、二极管D14的一端、二极管D12的一端相连，电阻R57的另一端与电阻R58的一端相连，二极管D14的另一端分为两路，分别与三极管Q2的基极、电阻R58的另一端相连，三极管Q2的集电极分为两路，分别与变压器TR1的8号端口、DC-端口相连，三极管Q2的发射极分为两路，分别与二极管D12的另一端、G4端口相连。

所述高频起弧电流如下：主板的J6端口的1号端口分为两路，分别与电容C9的一端、电容C11的一端相连，电容C11的另一端分为三路，分别与电容C9的另一端、G1的2号端口、高压包T7的3号端口相连，主板的J6端口的2号端口分为两路，分别与G1的1号端口、高压包T7的HV端口相连，高压包T7的1号端口与场效应管T2的漏电极相连，功率管T7的源极分为三路分别与电阻R20的一端、电阻R19的一端、电阻R17的一端相连，电阻R20的另一端分为两路，分别与电阻R19的另一端、地面相连，电阻R17的另一端分为两路，分别与电容C12的一端、芯片U2的ISENSE端口相连，电容C12的另一端分为两路，分别与电容C6的一端、地面相连，电容C6的另一端分为两路，分别与电阻R16的一端、芯片U2的RT/CT端口相连，电阻R16的另一端与芯片U2的VREF端口相连，场效应管T2的门极与电阻R15的一端相连，电阻R15的另一端与芯片U2的OUT端口相连，芯片U2的COMP端口与二极管D42的一端相连，二极管D42的另一端与主板J2端口的HF端口相连，芯片U2的VFB端口与GND端口均接地，芯片U2的VCC端口与12V电源相连。

所述控制板电路连接如下：主板J2端口的1号端口与12V电源相连，主板J2端口的2号端口接地，主板J2端口的3号端口与芯片U5的OUT端口相连，主板J2端口的4号端口分为七路，分别与电阻R3的一端、电容C24的一端、电阻R13的一端、放大器U6B的5号端口、放大器U6B的6号端口、电阻R10的一端、电阻R11的一端相连，电容C24的另一端接地，电阻R13的另一端接地，电阻R3的另一端分为两路，分别与芯片U5的VREF端口、电阻R11的另一端相连，电阻R10的另一端分为两路，分别与放大器U6B的7号端口、稳压二极管D1的一端相连，稳压二极管D1的另一端与电阻R9的一端相连，电阻R9的另一端分为两路，分别与电阻R24的一端、三极管Q3的基极相连，电阻R24的另一端接地，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极分为两路，分别与电阻R27的一端，滑动电阻VR2的滑动端相连，滑动电阻VR2的一端接地，滑动电阻VR2的另一端与滑动电阻VR1的滑动端相连，滑动电阻VR1的一端接地，滑动电阻VR1的另一端与芯片U5的VREF端口相连；所述电阻R27的另一端分为三路，分别与电阻R25的一端、电阻R57的一端、放大器U6A的3号端口相连，电阻R25的另一端与12V电源相连，电阻R57的另一端与二极管D18的一端相连，二极管D18的另一端与主板J2端口的7号端口相连，放大器U6A的2号端口分为两路，分别与电阻R20的一端、电容C18的一端相连，电阻R20的另一端分为三路，分别与电阻R22的一端、电容C30的一端、二极管D12的一端相连，电阻R22的另一端接地，电容C30的另一端接地，二极管D12的另一端三路，分别与12V电源、二极管D9的一端、电阻R23的一端相连，电容C18的另一端分为两路，分别与放大器U6A的1号端口、二极管D10的一端相连，二极管D9的另一端分为两路，分别与主板的J2端口的5号端口、二极管Z2的一端相连，二极管Z2的另一端与二极管D6的一端相连，二极管D6的另一端接地，电阻R23的另一端分为两路，分别与电容C38的一端、电阻R21的一端相连，电容C38的另一端接地，电阻R21的另一端分为三路，分别与电阻R35的一端、电阻R37的一端、芯片U5的ISENSE端口相连，电阻R37的另一端接地，电阻R35的另一端与三极管Q4的发射极相连，三极管Q4的基极分为三路，分别与电阻R12的一端、电容C12的一端、芯片U5的RT/CT端口相连，电容C12的另一端接地，电阻R12的另一端三路，分别与三极管Q4的集电极、二极管D17的一端、放大器U1C的8号端口相连，所述二极管D10的另一端分为三路，分别与二极管D16的一端、二极管D11的一端、电阻R53的一端相连，电阻R53的另一端分为两路，分别与电容C40的一端、芯片U5的COMP端口相连，电容C40的另一端接地，二极管D16的另一端与放大器U6C的8号端口相连，放大器U6C的9号端口分为七路，分别与电容C44的一端、电阻R50的一端、电阻R49的一端、放大器U6C的10号端口、电阻R41的一端、电阻R42的一端、电容C43的一端相连，电容C43的另一端分为两路，分与电阻R41的另一端、地面相连，电阻R42的另一端与12V电源相连，电阻R49的另一端与芯片U5的VREF端口相连，电阻R50的另一端分为两路，分别与地面、电容C44的另一端相连，放大器U1C的9号端口与芯片U5的VREF端口相连，放大器U1C的10号端口分为三路，分别与电容C33的一端、电阻R39的一端、主板J2端口的9号端口相连，电阻R39的另一端分为两路，分别与电容C33的另一端、地面相连；所述二极管D11的另一端分为三路，分别与放大器U1A的1号端口、电容C36的一端、二极管D13的一端相连，放大器U1A的2号端口分为三路，分别与电阻R54的一端、电阻R51的一端、电容C35的一端相连，电阻R51的另一端与12V电源相连，电阻R54的另一端与主板J2端口的6号端口相连，电容C35的另一端接地，放大器U1A的3号端口与芯片U5的VREF端口相连，二极管D13的另一端分为三路，分别与电容C34的一端、电阻R48的一端、放大器U1B的5号端口相连，电容C34的另一端分为两路，分别与地面、滑动变阻器VR4的一端相连，滑动变阻器VR4的滑动端分为两路，分别与滑动变阻器VR4的另一端、电阻R48的另一端相连，放大器U1B的6号端口与芯片U5的VREF端口相连，放大器U1B的7号端口与电阻R55的一端相连，电阻R55的另一端分为两路，分别与主板J2端口的8号端口、电容C46的一端相连，电容C46的另一端接地，电容C36的另一端分为三路，分别与二极管D14的一端、电阻R58的一端、电阻R56的一端相连，二极管D14的另一端分为两路，分别与电阻R58的另一端、地面相连，电阻R56的另一端分为三路，分别与电容C47的一端、二极管D17的另一端、放大器U1D的12号端口相连，电容C47的另一端接地，放大器U1D的13号端口与芯片U5的VREF端口相连，放大器U1D的14号端口分为两路分别与电容C45的一端、主板J2端口的7号端口相连，电容C45的另一端接地；所述芯片U5的VREF端口与电容C21的一端、电容C20的一端连接，电容C20的另一端接地，电容C21的另一端也接地，芯片U5的VFB端口、GND端口均接地，芯片U5的VCC端口分为四路，分别与电阻R47的一端、电容C42的一端、电容C41的一端、电容C21的一端相连，电容C45的另一端分为三路，分别与地面、电容C41的另一端、电容C42的另一端相连相连，电阻R40的另一端与12V电源相连，12V电源上还串联有电阻R29、稳压二极管D2。

所述控制板热保护电路如下：所述芯片U5的VREF端口分为两路，分别与电阻R11的一端、电阻R3的一端相连，电阻R11的另一端分为七路，分别与电阻R10的一端、放大器U7B的5号端口、放大器U7B的6号端口、电阻R13、电阻R3的另一端、电容C24的一端、主板J2端口的4号端口相连，电容C24的另一端接地，电阻R10的另一端分为两路，分别与放大器U7B的7号端口、稳压二极管D1的一端相连，稳压二极管D1的另一端与电阻R9的一端相连，电阻R9的另一端分为两路，分别与电阻R24的一端、三极管Q3的基极相连，电阻R24的另一端接地，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的几点几分为两路，分别与滑动电阻VR2的滑动端、电阻R27的一端相连，滑动电阻VR2的一端接地，滑动电阻VR2的另一端与滑动电阻VR3的滑动端相连，滑动电阻VR3的一端接地，滑动电阻VR3的另一端与芯片U5的VREF端口相连，电阻R27的另一端分为三路，分别与电阻R25的一端、电阻R57的一端、放大器U6A的3号端口相连，电阻R25的另一端与12V电源相连，电阻R57的另一端与二极管D15的一端相连，二极管D15的另一端与主板J2端口的7号端口相连，放大器U6A的2号端口与电容C18的一端相连，电容C18的另一端与放大器U6A的1号端口相连。

所述控制板电流给定反馈及PI调节电路如下：所述芯片U5的VREF端口与滑动电阻VR3的一端相连，滑动电阻VR3的另一端接地，滑动电阻VR3的滑动端与滑动电阻VR2的一端相连，滑动电阻VR2的另一端接地，滑动电阻VR2的滑动端与电阻R27的一端相连，电阻R27的另一端分为三路，分别与电阻R25的一端、电阻R57的一端、放大器U6A的3号端口相连，电阻R57的另一端与二极管D18的一端相连，二极管D18的另一端与主板J2端口的7号端口相连，放大器U6A的2号端口分为两路，分别与电阻R20的一端、电容C18的一端相连，电阻R20的另一端分为三路，分别与电阻R22的一端、二极管D12的一端、电容C30的一端相连，电容C30的另一端接地，电阻R22的另一端接地，二极管D12的另一端分为三路，分别与12V电源、二极管D9的一端、电阻R23的一端相连，二极管D9的另一端分为两路，分别与二极管Z2的一端、主板J2端口的5号端口相连，二极管Z2的另一端与二极管D6的一端相连，二极管D6的另一端接地，电阻R23的另一端分为两路，分别与电阻R21的一端、电容C36的一端相连，电容C36的另一端接地，电阻R21的另一端分为三路，分别与电阻R35的一端、电阻R37的一端、芯片U5的ISENSE端口相连，电阻R37的另一端接地，电阻R35的另一端与三极管Q4的发射极相连，三极管Q4的集电极与电阻R12的一端相连，电阻R12的另一端分为三路，分别与三极管Q4基极、电容C12的一端、芯片U5的RT/CT端口相连，电容C12的另一端接地；所述电容C18的另一端分为两路，分别与放大器U6A的1号端口、二极管D10的一端相连，二极管D10的另一端与电阻R53的一端相连，电阻R53的另一端分为两路，分别与电容C40的一端、芯片U5的COMP端口相连，电容C40的另一端接地，芯片U5的VREF端口与电容C20的一端，电容C20的另一端接地，芯片U5的VFB端口与GND端口均接地。

所述控制板欠压保护电路如下：所述芯片U5的COMP分为两路，分别与电容C40的一端、电阻R53的一端相连，电容C40的另一端接地，电阻R53的另一端与二极管D16的一端相连，二极管D16的另一端与放大器U7C的8号端口相连，放大器U7C的9的端口分为7路，分别与电容C44的一端、电阻R50的一端、电阻R49的一端、放大器U7C的10号端口、电阻R42的一端、电容RC43的一端、电阻R41的一端相连，电阻R50的另一端分为两路，分别与地面、电容C44的另一端相连，电容C43的另一端，分别与电阻R41的另一端、地面相连，电阻R42的另一端与12V电源相连，电阻R49的另一端与芯片U5的VREF端口相连，芯片U5的VREF端口与电容C20的一端相连，电容C20的另一端接地，芯片U5的VFB端口和GND端口均接地。

所述控制板气阀与送气速度电路如下：所述主板J2端口的6号端口与电阻R54的一端，电阻R54的另一端分为三路，分别与电阻R51的一端、电容C35的一端、放大器U1A的2号端口相连，电阻R51的另一端与12V电源相连，电容C35的另一端接地，放大器U1A的3号端口与芯片U5的VREF端口相连，放大器U1A的1号端口分为两路，分别与电容C36、二极管D13的一端相连，二极管D13的另一端分为三路，分别与电容C34的一端、电阻R48的一端、放大器U2B的5号端口相连，电容C34的另一端分为两路，分别与地面、滑动电阻VR4的一端相连，滑动电阻VR4的另一端与电阻R48的一端相连，滑动电阻VR4的滑动端也与电阻R48的一端相连，放大器U2B的6号端口与芯片U5的VREF端口相连，放大器U2B的7号端口与电阻R55的一端相连，电阻R55的另一端分为两路，分别与电容C46的一端、主板J2端口的8号端口相连，电容C46的另一端接地，主板J2端口的8号端口还与电阻R83的一端相连，电阻R83的另一端与三极管Q6的基极相连，三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的集电极分为两路，分别与二极管D43的一端、主板GAS端口的2号端口相连，二极管D43的另一端分为两路，分别与27V电源、主板GAS端口的1号端口相连。

所述控制板的频率调节与谐波补偿电路如下：所述芯片U5的VFB端口接地，芯片U5的RT/CT端口分为三路，分别与电容C12的一端、电阻R12的一端、三极管Q4的基极相连，电容C12的另一端接地，电阻R12的另一端分为两路，分别与三极管Q4的集电极、放大器U9C的8号端口相连，三极管Q4的发射极与电阻R35相连，放大器U9C的9号端口与芯片U5的VREF端口相连，放大器U9C的10号端口分为三路，分别与电容C33的一端、电阻R39的一端、主板J2端口的8号端口相连，电阻R39的另一端分为两路，分别与地面，电容C33的另一端相连。

本实用新型与现有技术相比，通过控制板上特定的电流给定与反馈回路形成闭环，再加上互感器的应用从而使得机器的输出电流平稳，响应速度快。机器PCB板上加入特定的保护电路使得机器在过压、欠压或过热的情况下均能智能保护，从而使得机器不易损坏，延长了机器的使用寿命。机器采用高频引弧的方式进行起弧，起弧效率高且方便。采用合理的散热风道将机器的整体结构简化，将主电路，电源电路，驱动电路高频起弧电路及主变压器整合在同一块主板上，使得相同情况下机器焊接的能量密度更大，焊接的速度更快。将指示电路与控制电路整合在一起，使得整个机器只有两块板子。集成率更高，效率更好。结构更加简单，体积与重量更加轻便，使得电焊机成本下降，也方便了使用者的使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的主电路原理框图。

图3为本实用新型主板电路原理图。

图4为本实用新型的开关电源原理图。

图5为本实用新型的驱动电路原理图。

图6为本实用新型的高频起弧电路原理图。

图7为本实用新型的控制板电路原理图。

图8为本实用新型的控制板热保护电路。

图9为本实用新型的控制板电流给定反馈及PI调节电路。

图10为本实用新型的控制板欠压保护电路。

图11为本实用新型的控制板气阀与送气速度电路。

图12为本实用新型的控制板频率调节与谐波补偿电路。

具体实施方式

结合附图对本实用新型做进一步描述。

参见图1，本实用新型设计了低成本IGBT单管单端正激逆变氩弧焊机，包括：IGBT散热器、机箱、快恢复二极管、整流桥、风机、主板、控制板，机箱15内底面的上方设有快恢复二极管一14，快恢复二极管一14的上方设有IGBT散热器13，IGBT散热器13的一侧设有高频电感12和控制板5，控制板5位于高频电感12的上方，高频电感12外缘的一侧采用小二芯安装座2与航空插座11固定，IGBT散热器13的上方设有快恢复二极管二23和单管IGBT模块1，快恢复二极管二23的旁边设有整流桥16，快恢复二极管二23的上方设有两孔绝缘块3，单管IGBT模块1的上方设有三孔绝缘块4，机箱15内侧面设有主板6，机箱15后面板上设有风机19，风机19的下方设有MUR散热器18，MUR散热器18的旁边设有支撑柱17，风机19的上方设有二位二通电磁阀20、船型开关21和电源连接线22，机箱15前面板采用螺母并排固定有欧小快母座8、前输出气接头9，欧小快母座8、前输出气接头9的上方设有胶木旋钮7。

参见图2~12，本实用新型设计了低成本IGBT单管单端正激逆变氩弧焊机的电路，包括主电路、主板电路、开关电源电路、驱动电路、高频起弧电路、控制板电路、控制板热保护电路、控制板电流给定反馈及PI调节电路、控制板欠压保护电路、控制板气阀与送气速度电路、控制板的频率调节与谐波补偿电路，所述主电路如下：整流桥BR1的1、3号端口与选择开关SW1的一端相连，选择开关SW1的另一端与220V电源相连，整流桥BR1的2号端口与主板的J27号端口相连，整流桥BR1的4号端口与主板的J26号端口相连，主板的J2端口的1、2号端口均与船型开关相连，主板的J6端口的2号端口与高频电感L1’的一端相连，高配电感L1’的另一端分为两路，分别与OUT-端口、主板J6端口的1号端口相连，主板GUN端口的1、2号端口均与航空插座相连，主板的A端口与主变压器T6的2号端口相连，主板的B端口与主变压器T6的1号端口相连，主板的C端口与主变压器T6的3号端口相连，主板的D端口分为两路，分别与主变压器T6的4号端口、高频电感L1的一端相连，高频电感L1的另一端与OUT+端口相连，主板的FAN端口与风机相连，主板的GAS端口与电磁阀相连，主板的1~9号端口分别按顺序与控制板的1~9号端口相连。

参见图3，本实用新型中主板电路连接如下：所述主板的J26号端口分为两路，分别与电容C40的一端、整流桥BR1的1号端口相连，电容C40的另一端分为两路，分别与主板J27号端口、整流桥BR1的3号端口相连，整流桥BR1的2号端口分为十一路，分别与电阻R9的一端、二极管ZD6的一端、电容C2的一端、电容C4的一端、电阻R4的一端、电容C5的一端、二极管D35的一端、电阻R12的一端、二极管ZD2的一端、IGBT管T4的基极相连，电阻R9的另一端分为两路，分与电阻R5的一端、三极管Q4的基极相连，二极管ZD6的另一端与三极管Q4的发射极相连，整流桥BR1的4号端口分为四路，分别与电阻R5的另一端、电阻R21的一端、晶闸管的A端、开关S1的一端相连，所述三极管Q4的集电极与压敏电阻R53的一端相连，压敏电阻R53的另一端与光电耦合器U9的2号端口相连，光电耦合器U9的1号端口分为两路，分别与电阻R21的另一端、电阻R25的一端相连，电阻R25的另一端与晶闸管Q5的G端口相连，晶闸管Q5的K端口与热敏电阻RT1的一端相连，热敏电阻RT1的另一端分为八路，分别与开关S1的另一端、电容C2的另一端、电容C4的另一端、电阻R3的一端、电容C5的另一端、IGBT管T1的集电端、二极管D33的一端、DC+端口相连，电阻R3的另一端与电阻R6的一端相连，电阻R6的另一端与电阻R4的一端相连，IGBT管T1的基极分为四路，分别与二极管ZD3的一端、电阻R8的一端、电阻R7的一端、电阻R10的一端相连，电阻R10的另一端分为两路，分别与电阻R7的另一端、G1端口相连，电阻R8的另一端分为五路，分别与E1端口、二极管ZD3的另一端、二极管D35的另一端、IGBT管T1的发射端口、主变压器T6的1号端口相连，主变压器T6的2号端口与副变压器T5的2号端口相连，副变压器T5的1号端口分为两路，分别与二极管D33的另一端、IGBT管T4的集电端口相连，IGBT管T4的基极分为四路，分别与二极管ZD2的另一端、电阻R12的另一端、电阻R11的一端、电阻R13的一端相连，电阻R13的另一端分为两路，分别与电阻R11的另一端、G4端口相连；副变压器T5的3号端口接地；所述光电耦合器U9的3号端口分为三路，分别与电容C1的一端、地面、三极管Q1的发射极相连，光电耦合器U9的4号端口分为三路，分别与电阻R1的一端、电容C1的另一端、二极管ZD1的一端相连，电阻R1的另一端与27V电源相连，二极管ZD1的另一端与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与三极管Q1的基极相连，三极管Q1的集电极分为两路，分别与二极管D1的一端，主板的J20端口相连，二极管D1的另一端分为两路，分别与主板的J20 端口、27V电源相连；所述主变压器的3号端口分为两路，分别与二极管组D38的一端、电阻R70 的一端相连，电阻R70的另一端与电容C38的一端相连，电容C38的另一端分为六路，分别与二极管组D38的另一端、二极管组C39的一端、二极管组C40的一端、电容C39的一端、高频电感L1的一端、二极管D41的一端相连，二极管D41的另一端分为三路，分别与电容C55的一端、电阻R80的一端、压敏电阻R82的一端相连，主变压器T6的4号端口分为十二路，分别与二极管组D39的另一端、二极管组D40的另一端、电阻R71的一端、地面、电容C57的一端、电容C58的一端、电容C55的另一端、电阻R81的一端、压敏电阻R82的零一端、电容C56的一端、主板的J33端口、主板的GUN端口的2号端口相连，电阻R71的另一端与电容C39的另一端相连，高频电感L1的另一端与电容C58的另一端相连，电容C57的另一端与主板的J30端口相连，电阻R80的另一端与电阻R81的另一端相连，电容C56的另一端与主板GUN端口的1号端口相连。

参见图4，本实用新型中开关电源电路连接如下：光电耦合器U1的1号端口与电阻R66的一端相连，电阻R66的另一端与二极管Z2的一端相连，二极管Z2的另一端与12V电源相连，光电耦合器U1的2号端口接地，光电耦合器U1的3号端口分为四路，分别与电阻R77的一端、电容C23的一端、电容C24的一端、芯片U6的VFB端口相连，光电耦合器U1的4号端口与电源相连，电阻R77的另一端分为两路，分别与信号地、电容C24的另一端相连，电容C23的另一端与芯片U6的COMP端口相连，芯片U6的RT/CT端口分为两路，分别与电容C25的一端、电阻R78的一端相连，电容C25的另一端与信号地相连，电阻R78的另一端分为两路，分别与电容C26的一端、芯片U6的VREF端口相连，电容C26的另一端与信号地相连，芯片U6的ISNS端口分为两路，分别与电阻R54的一端、电容C22的一端相连，电阻R54的另一端与CFB2端口相连，电容C22的另一端与信号地相连，芯片U6的VCC端口与电容C41的一端相连，电容C41的另一端与信号地相连，芯片U6的GND端口与信号地相连，芯片U6的OUT端口与电阻R79的一端相连，电阻R79的另一端与功率管T3的门极相连，功率管T3的源极分为三路，分别与电阻R49的一端、电阻R50的一端、CFB2的端口相连，电阻R49的另一端分为两路，分别与信号地、电阻R50的另一端相连，功率管T3的漏电极分为两路，分别与二极管D26的一端、变压器T8的10号端口相连，二极管D26的另一端分为四路，分别与电容C48的一端、电阻R84的一端、电阻R85的一端、电阻R86的一端相连，电阻R86的另一端分为六路，分别与电阻R85的另一端、电阻R84的另一端、电容C48的另一端、VDD端口、变压器T8的12号端口、电容C50的一端相连，电容C50的另一端接地，变压器T8的8号端口与信号地相连，变压器T8的7号端口与二极管D25的一端相连，二极管D25的另一端分为三路，分别与电源、电容C46的一端、电阻R52的一端相连，电容C46的另一端与信号地相连，电阻R52的另一端与电阻R51的一端相连，电阻R51的另一端分为三路，分别与VDD端口、电容C47的一端、主板J29的CON2的2号端口相连，电容C47的另一端分为两路，分别与信号地、开关TS-1的 2号端口相连，开关TS-1 的1号端口与DC-相连，主板J29的CON2的1号端口与DC+相连，变压器T8的1号端口与二极管D34的一端相连，二极管D34的另一端分为五路，分别与电容C52的一端、电容C53的一端、电容C29的一端、12V电源、主板的FAN端口的1号端口相连，，变压器T8的3号端口分为八路，分别与电容C52的另一端、电容C53的另一端、电容C29的另一端、主板FAN端口的2号端口、地面、电阻R74的一端、电容C49的一端、变压器T8的5号端口相连，变压器T8的6号端口与二极管D28的一端相连，二极管D28的另一端分为两路，分别与电容C49的另一端、电阻R74的另一端相连。

参见图5，本实用新型中驱动电路如下：主板的J2端口的1号端口连接12V电源，主板的J2端口的2号端口接地，主板的J2端口的3号端口与电阻R64的一端相连，主板的J2端口的4号端口与电阻R72的一端相连，电阻R72的另一端接地，主板的J2端口的9号端口与电阻R87的一端相连，电阻R87的另一端与VOUT端口相连，所述电阻R64的另一端分为三路，分别与电阻R68的一端、场效应管组U15的G2端口、场效应管组U15的G1端口相连，电阻R68的另一端分为两路，分别与地面、场效应管组U15的S2端口相连，场效应管组U15的S1端口分为三路，分别与12V电源、电容C37的一端、变压器TR1的1号端口相连，电容C37的另一端接地，场效应管组U15的D1A端口分为两路，分别与场效应管组U15的D1B端口、电容C33的一端相连，电容C33的另一端与电阻R67的一端相连，场效应管组U15的D2B端口分为三路，分别与场效应管组U15的D2A端口、电阻R67的另一端、变压器TR1的2号端口相连，变压器TR1的5号端口分为三路，分别与二极管D13的一端、二极管D15的一端、电阻R59的一端相连，电阻R59的另一端与电阻R60的一端相连，电阻R60的另一端分为两路，分别与三极管Q3的基极、二极管D15的另一端相连，三极管Q3的发射极分为两路，分别与G1端口、二极管D13的另一端相连，三极管Q3的集电极分为两路，分别与变压器TR1的6号端口、E1端口相连，变压器TR1的7号端口分为三路，分别与电阻R57的一端、二极管D14的一端、二极管D12的一端相连，电阻R57的另一端与电阻R58的一端相连，二极管D14的另一端分为两路，分别与三极管Q2的基极、电阻R58的另一端相连，三极管Q2的集电极分为两路，分别与变压器TR1的8号端口、DC-端口相连，三极管Q2的发射极分为两路，分别与二极管D12的另一端、G4端口相连。

参见图6，本实用新型中高频起弧电流如下：主板的J6端口的1号端口分为两路，分别与电容C9的一端、电容C11的一端相连，电容C11的另一端分为三路，分别与电容C9的另一端、G1的2号端口、高压包T7的3号端口相连，主板的J6端口的2号端口分为两路，分别与G1的1号端口、高压包T7的HV端口相连，高压包T7的1号端口与场效应管T2的漏电极相连，功率管T7的源极分为三路分别与电阻R20的一端、电阻R19的一端、电阻R17的一端相连，电阻R20的另一端分为两路，分别与电阻R19的另一端、地面相连，电阻R17的另一端分为两路，分别与电容C12的一端、芯片U2的ISENSE端口相连，电容C12的另一端分为两路，分别与电容C6的一端、地面相连，电容C6的另一端分为两路，分别与电阻R16的一端、芯片U2的RT/CT端口相连，电阻R16的另一端与芯片U2的VREF端口相连，场效应管T2的门极与电阻R15的一端相连，电阻R15的另一端与芯片U2的OUT端口相连，芯片U2的COMP端口与二极管D42的一端相连，二极管D42的另一端与主板J2端口的HF端口相连，芯片U2的VFB端口与GND端口均接地，芯片U2的VCC端口与12V电源相连。

参见图7，本实用新型中控制板内部线路连接如下：主板J2端口的1号端口与12V电源相连，主板J2端口的2号端口接地，主板J2端口的3号端口与芯片U5的OUT端口相连，主板J2端口的4号端口分为七路，分别与电阻R3的一端、电容C24的一端、电阻R13的一端、放大器U6B的5号端口、放大器U6B的6号端口、电阻R10的一端、电阻R11的一端相连，电容C24的另一端接地，电阻R13的另一端接地，电阻R3的另一端分为两路，分别与芯片U5的VREF端口、电阻R11的另一端相连，电阻R10的另一端分为两路，分别与放大器U6B的7号端口、稳压二极管D1的一端相连，稳压二极管D1的另一端与电阻R9的一端相连，电阻R9的另一端分为两路，分别与电阻R24的一端、三极管Q3的基极相连，电阻R24的另一端接地，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极分为两路，分别与电阻R27的一端，滑动电阻VR2的滑动端相连，滑动电阻VR2的一端接地，滑动电阻VR2的另一端与滑动电阻VR1的滑动端相连，滑动电阻VR1的一端接地，滑动电阻VR1的另一端与芯片U5的VREF端口相连；所述电阻R27的另一端分为三路，分别与电阻R25的一端、电阻R57的一端、放大器U6A的3号端口相连，电阻R25的另一端与12V电源相连，电阻R57的另一端与二极管D18的一端相连，二极管D18的另一端与主板J2端口的7号端口相连，放大器U6A的2号端口分为两路，分别与电阻R20的一端、电容C18的一端相连，电阻R20的另一端分为三路，分别与电阻R22的一端、电容C30的一端、二极管D12的一端相连，电阻R22的另一端接地，电容C30的另一端接地，二极管D12的另一端三路，分别与12V电源、二极管D9的一端、电阻R23的一端相连，电容C18的另一端分为两路，分别与放大器U6A的1号端口、二极管D10的一端相连，二极管D9的另一端分为两路，分别与主板的J2端口的5号端口、二极管Z2的一端相连，二极管Z2的另一端与二极管D6的一端相连，二极管D6的另一端接地，电阻R23的另一端分为两路，分别与电容C38的一端、电阻R21的一端相连，电容C38的另一端接地，电阻R21的另一端分为三路，分别与电阻R35的一端、电阻R37的一端、芯片U5的ISENSE端口相连，电阻R37的另一端接地，电阻R35的另一端与三极管Q4的发射极相连，三极管Q4的基极分为三路，分别与电阻R12的一端、电容C12的一端、芯片U5的RT/CT端口相连，电容C12的另一端接地，电阻R12的另一端三路，分别与三极管Q4的集电极、二极管D17的一端、放大器U1C的8号端口相连，所述二极管D10的另一端分为三路，分别与二极管D16的一端、二极管D11的一端、电阻R53的一端相连，电阻R53的另一端分为两路，分别与电容C40的一端、芯片U5的COMP端口相连，电容C40的另一端接地，二极管D16的另一端与放大器U6C的8号端口相连，放大器U6C的9号端口分为七路，分别与电容C44的一端、电阻R50的一端、电阻R49的一端、放大器U6C的10号端口、电阻R41的一端、电阻R42的一端、电容C43的一端相连，电容C43的另一端分为两路，分与电阻R41的另一端、地面相连，电阻R42的另一端与12V电源相连，电阻R49的另一端与芯片U5的VREF端口相连，电阻R50的另一端分为两路，分别与地面、电容C44的另一端相连，放大器U1C的9号端口与芯片U5的VREF端口相连，放大器U1C的10号端口分为三路，分别与电容C33的一端、电阻R39的一端、主板J2端口的9号端口相连，电阻R39的另一端分为两路，分别与电容C33的另一端、地面相连；所述二极管D11的另一端分为三路，分别与放大器U1A的1号端口、电容C36的一端、二极管D13的一端相连，放大器U1A的2号端口分为三路，分别与电阻R54的一端、电阻R51的一端、电容C35的一端相连，电阻R51的另一端与12V电源相连，电阻R54的另一端与主板J2端口的6号端口相连，电容C35的另一端接地，放大器U1A的3号端口与芯片U5的VREF端口相连，二极管D13的另一端分为三路，分别与电容C34的一端、电阻R48的一端、放大器U1B的5号端口相连，电容C34的另一端分为两路，分别与地面、滑动变阻器VR4的一端相连，滑动变阻器VR4的滑动端分为两路，分别与滑动变阻器VR4的另一端、电阻R48的另一端相连，放大器U1B的6号端口与芯片U5的VREF端口相连，放大器U1B的7号端口与电阻R55的一端相连，电阻R55的另一端分为两路，分别与主板J2端口的8号端口、电容C46的一端相连，电容C46的另一端接地，电容C36的另一端分为三路，分别与二极管D14的一端、电阻R58的一端、电阻R56的一端相连，二极管D14的另一端分为两路，分别与电阻R58的另一端、地面相连，电阻R56的另一端分为三路，分别与电容C47的一端、二极管D17的另一端、放大器U1D的12号端口相连，电容C47的另一端接地，放大器U1D的13号端口与芯片U5的VREF端口相连，放大器U1D的14号端口分为两路分别与电容C45的一端、主板J2端口的7号端口相连，电容C45的另一端接地；所述芯片U5的VREF端口与电容C21的一端、电容C20的一端连接，电容C20的另一端接地，电容C21的另一端也接地，芯片U5的VFB端口、GND端口均接地，芯片U5的VCC端口分为四路，分别与电阻R47的一端、电容C42的一端、电容C41的一端、电容C21的一端相连，电容C45的另一端分为三路，分别与地面、电容C41的另一端、电容C42的另一端相连相连，电阻R40的另一端与12V电源相连，12V电源上还串联有电阻R29、稳压二极管D2。

参见图8，本实用新型中控制板热保护电路如下：所述芯片U5的VREF端口分为两路，分别与电阻R11的一端、电阻R3的一端相连，电阻R11的另一端分为七路，分别与电阻R10的一端、放大器U7B的5号端口、放大器U7B的6号端口、电阻R13、电阻R3的另一端、电容C24的一端、主板J2端口的4号端口相连，电容C24的另一端接地，电阻R10的另一端分为两路，分别与放大器U7B的7号端口、稳压二极管D1的一端相连，稳压二极管D1的另一端与电阻R9的一端相连，电阻R9的另一端分为两路，分别与电阻R24的一端、三极管Q3的基极相连，电阻R24的另一端接地，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的几点几分伪两路，分别与滑动电阻VR2的滑动端、电阻R27的一端相连，滑动电阻VR2的一端接地，滑动电阻VR2的另一端与滑动电阻VR3的滑动端相连，滑动电阻VR3的一端接地，滑动电阻VR3的另一端与芯片U5的VREF端口相连，电阻R27的另一端分为三路，分别与电阻R25的一端、电阻R57的一端、放大器U6A的3号端口相连，电阻R25的另一端与12V电源相连，电阻R57的另一端与二极管D15的一端相连，二极管D15的另一端与主板J2端口的7号端口相连，放大器U6A的2号端口与电容C18的一端相连，电容C18的另一端与放大器U6A的1号端口相连。

参见图9，本实用新型中控制板电流给定反馈及PI调节电路如下：所述芯片U5的VREF端口与滑动电阻VR3的一端相连，滑动电阻VR3的另一端接地，滑动电阻VR3的滑动端与滑动电阻VR2的一端相连，滑动电阻VR2的另一端接地，滑动电阻VR2的滑动端与电阻R27的一端相连，电阻R27的另一端分为三路，分别与电阻R25的一端、电阻R57的一端、放大器U6A的3号端口相连，电阻R57的另一端与二极管D18的一端相连，二极管D18的另一端与主板J2端口的7号端口相连，放大器U6A的2号端口分为两路，分别与电阻R20的一端、电容C18的一端相连，电阻R20的另一端分为三路，分别与电阻R22的一端、二极管D12的一端、电容C30的一端相连，电容C30的另一端接地，电阻R22的另一端接地，二极管D12的另一端分为三路，分别与12V电源、二极管D9的一端、电阻R23的一端相连，二极管D9的另一端分为两路，分别与二极管Z2的一端、主板J2端口的5号端口相连，二极管Z2的另一端与二极管D6的一端相连，二极管D6的另一端接地，电阻R23的另一端分为两路，分别与电阻R21的一端、电容C36的一端相连，电容C36的另一端接地，电阻R21的另一端分为三路，分别与电阻R35的一端、电阻R37的一端、芯片U5的ISENSE端口相连，电阻R37的另一端接地，电阻R35的另一端与三极管Q4的发射极相连，三极管Q4的集电极与电阻R12的一端相连，电阻R12的另一端分为三路，分别与三极管Q4基极、电容C12的一端、芯片U5的RT/CT端口相连，电容C12的另一端接地；所述电容C18的另一端分为两路，分别与放大器U6A的1号端口、二极管D10的一端相连，二极管D10的另一端与电阻R53的一端相连，电阻R53的另一端分为两路，分别与电容C40的一端、芯片U5的COMP端口相连，电容C40的另一端接地，芯片U5的VREF端口与电容C20的一端，电容C20的另一端接地，芯片U5的VFB端口与GND端口均接地。

参见图10，本实用新型中控制板欠压保护电路如下：所述芯片U5的COMP分为两路，分别与电容C40的一端、电阻R53的一端相连，电容C40的另一端接地，电阻R53的另一端与二极管D16的一端相连，二极管D16的另一端与放大器U7C的8号端口相连，放大器U7C的9的端口分为7路，分别与电容C44的一端、电阻R50的一端、电阻R49的一端、放大器U7C的10号端口、电阻R42的一端、电容RC43的一端、电阻R41的一端相连，电阻R50的另一端分为两路，分别与地面、电容C44的另一端相连，电容C43的另一端，分别与电阻R41的另一端、地面相连，电阻R42的另一端与12V电源相连，电阻R49的另一端与芯片U5的VREF端口相连，芯片U5的VREF端口与电容C20的一端相连，电容C20的另一端接地，芯片U5的VFB端口和GND端口均接地。

参见图11，本实用新型中控制板气阀与送气速度电路如下：所述主板J2端口的6号端口与电阻R54的一端，电阻R54的另一端分为三路，分别与电阻R51的一端、电容C35的一端、放大器U1A的2号端口相连，电阻R51的另一端与12V电源相连，电容C35的另一端接地，放大器U1A的3号端口与芯片U5的VREF端口相连，放大器U1A的1号端口分为两路，分别与电容C36、二极管D13的一端相连，二极管D13的另一端分为三路，分别与电容C34的一端、电阻R48的一端、放大器U2B的5号端口相连，电容C34的另一端分为两路，分别与地面、滑动电阻VR4的一端相连，滑动电阻VR4的另一端与电阻R48的一端相连，滑动电阻VR4的滑动端也与电阻R48的一端相连，放大器U2B的6号端口与芯片U5的VREF端口相连，放大器U2B的7号端口与电阻R55的一端相连，电阻R55的另一端分为两路，分别与电容C46的一端、主板J2端口的8号端口相连，电容C46的另一端接地，主板J2端口的8号端口还与电阻R83的一端相连，电阻R83的另一端与三极管Q6的基极相连，三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的集电极分为两路，分别与二极管D43的一端、主板GAS端口的2号端口相连，二极管D43的另一端分为两路，分别与27V电源、主板GAS端口的1号端口相连。

参见图12，本实用新型中控制板的频率调节与谐波补偿电路如下：所述芯片U5的VFB端口接地，芯片U5的RT/CT端口分为三路，分别与电容C12的一端、电阻R12的一端、三极管Q4的基极相连，电容C12的另一端接地，电阻R12的另一端分为两路，分别与三极管Q4的集电极、放大器U9C的8号端口相连，三极管Q4的发射极与电阻R35相连，放大器U9C的9号端口与芯片U5的VREF端口相连，放大器U9C的10号端口分为三路，分别与电容C33的一端、电阻R39的一端、主板J2端口的8号端口相连，电阻R39的另一端分为两路，分别与地面，电容C33的另一端相连。

在具体实施中，控制板的功能主要是对机器的电流大小及后送气速度进行调节，并控制实现机器的过热过压保护功能，这使得机器在出现电压不够或者长时间负载使用某些重要元器件温度过高的时候均可以对机器进行智能的保护，不至于使机器在恶劣环境中长时间运作发生损伤，有损机器的使用寿命。调节频率和实现电流信号的给定与反馈功能，通过机器电流信号的给定与反馈在电路中形成闭环控制系统，从而可以使得机器的输出平稳，动态响应速度快。该控制板上主要的元器件有输出电流调节电位器、UC3845集成芯片、LM324运算放大器集成芯片、两个调节旋钮和工作电源指示灯（白色）与保护指示灯（黄色）及其他的电阻电容和二极管。其通过板子上的一个九芯插座与主板连接在一起实现机器功能的控制与调节。

本实用新型中的电路控制中，控制板主要是调节电流大小与送气速度及相关的一些功能控制，而主板则高度集中了主电路、开关电源电路、驱动电路、高频引弧电路，同时整流桥采用插件式，将其直接焊接在主板上，这样的电路结构设计既能够将整个机器的所有功能电路完整的在一款机器中，也同时能够节省出大量的空间与成本，使得机器体积与重量都比较小，从而大大的优化了机器结构，节约了成本。由于此这样的设计所以主板上也同时焊接有主变压器、开关电源变压器、驱动变压器、高压包等这几个电路中的主要元器件。在主电路中两个大的电解电容与相应电阻在主板上起到滤波和储能的作用使得机器的输出抗网压波动能力更好。主板上的主变压器采用铁粉芯变压器，产生的涡流小，变压器不易饱和，使用寿命更好。高频电路中使用的1:100的高压包使得机器高频电路可以产生非常高的电压从而机器的起弧会更加方便成功率极高。单管IGBT模块和快恢复二极管通过螺栓固定在IGBT散热器上，另一个单管IGBT模块与快恢复二极管通过螺栓固定在IGBT散热器上，三个快恢复二极管通过螺栓固定在MUR散热器上，这三块不同的散热器通过螺栓固定在主板上，这样就使风机、散热器、高频电感和前面板的风孔基本保持在同一水平方向上，从而构成了良好的“风道”，使机器的散热效果比较好，从而对机器的使用寿命极有益处。

本实用新型只有两块电路板通过一条九芯相连接且主板上的链接线束也比较少，从而使得加工工艺更加简便，生产成本更加低廉，体积重量更小，携带更加方便。

从电路的功能来看，主板电路主完成的是供电电源的产生、PWM脉冲宽度的调节、IGBT管驱动控制和逆变、电路输出参数（电流、电压）控制、保护控制等工作，最终在主板电路与控制板电路的作用下，实现氩弧焊接的各种必要要求。

本实用新型焊机各部分电路的工作原理如下所简述：

附图2为本实用新型焊机的原理框图。从整个框图可以看出，焊机的主要电路由开关、冷却风机、电磁阀、主板、控制板、电感L组成。开关控制焊机的供电，为机器提供220V的交流市电；市电经过在主板上的插片式整流桥整流之后变为310V的直流电供给主板；主板上包括有开关电源电路、驱动电路、单端正激逆变电路、高频引弧电路。开关电源电路可以将整流后的高压直流电转变为电路所需的27V、15V和+12V电提供给其余电路所需；IGBT驱动电路则在控制板产生的PWM脉冲宽度调制信号的控制作用之下，实现对IGBT的驱动控制，最终通过主电路中的单端正激逆变电路实现由直流到高频率交流电的变换；主板上的逆变主变压器主要实现将逆变之后的交流高压进行降压；二次逆变的快恢复二极管负责将变压器得到的低压高频、大电流信号整流为焊接所需要的直流电，然后经过滤波电抗器将脉动的直流电变为稳定的直流电；主板上的高频引弧电路通过高压包为焊机起弧提供所需高压；高频电感可以将由高频引弧电路产生的高压进行滤波输出，使得机器的引弧能够更加成功。OUT+代表机器的正极输出端，OUT-代表机器的负极输出端。

附图3是本实用新型中的主板电路图，其工作原理如下所述：

焊机接通电网之后，开关闭合，电网的220V交流电经过整流桥变为脉动直流电，整流后的的电流输入主板上。经过主板上的可控硅Q5的导通，在经过PTC热敏电阻RT1，电路对电解电容C2、C4（均为470μF\400V）进行充电，电压逐渐升高，最后变为稳定的+310V直流电，然后由A、B之间输入到后面电路使用。+310V的直流电产生之后供给由单管IGBT1和快恢复二极管D33、单管IGBT4和快恢复二极管D35、T6主变压器、三个快恢复二极管D38~D40、L1滤波电抗器、T5初级母线电流检测互感器等组成的单端正激逆变主电路。其主要是通过IGBT逆变将高压直流电转换成中频（几十KHz）交流电。T6逆变变压器实现电压降压和大电流输出的变换。快恢复二极管D38~D40则是二次逆变将变压器输出地中频交流电转化成直流电。因为在经过逆变之后的电压波形是不稳定脉动的，不利于整个焊接过程，因此电路添加滤波电抗器L1进行滤波。这样焊接电流就会变的稳定一些，有利于焊接。

同时，如图附图4所见，+310V直流电供给变压器T8（有四个绕组，分别为N1、N2、N3、N4。N1为初级线圈，其余为次级线圈）、场效应管T3、二极管D25~D26、开关电源控制芯片U6（UC3843），以及他们周围的电阻和定容等元器件组成开关电源电路，产生12V、27V、15V的电源电压，供给其他的控制电路等带电工作。因为开关电源的次级电路全部都是由其所产生的低电压供给工作，而其初级是+310V的高电压，为确保控制电路的安全，将控制芯片电路与高压采用U1光电耦合器进行隔离。通过此开关电源电路，可在T8的次级电路产生12、15V和27V电源电压，供给其他的不同元器件和电路使用，如12V的电压供给风机、控制芯片和驱动芯片，15V的供给开关电源控制芯片，27V的供给气阀开关和软启动电路。在本实用新型的主电路中J20继电器（SZ-S-124DM）的动作时间是滞后于开关电源合上时刻的，即继电器是延时开关的，当C2、C4电解电容上的充电电压稳定之后，该继电器才动作，其触头闭合RT1热敏电阻的支路，使本实用新型焊机正常逆变工作时，大电流是从继电器的触头流过的，这样的电路称为软启动电路。主要是防止电源开关接通瞬间，由于C2、C4电解电容上没有电压，相当于短路，会形成较大的浪涌电流，烧坏电源开关。而此电路的作用就是通过合闸瞬间Q5晶闸管导通、串入RT1热敏电阻的方法来限制浪涌电流的，并且RT1热敏电阻的阻值，是随温度上升而增大的，因此软启动电路可起到较好的保护作用。

在主板电路图中，如附图5所见，TR1驱动变压器（分为初级1,2和次级5,6与7,8）与其电路中的D12~D15二极管、电阻R57~R60稳压管ZD2、ZD3、电阻R7、8、10、11、12、13、三极管Q2、Q3和驱动芯片AO4606等组成的IGBT1与IGBT2的驱动电路。2个IGBT，2路驱动，每个部分的驱动形式是一致的。输入的控制信号来自机器控制板通过连接两个板子的九芯插座中的3号脚传递至驱动电路。由于UC3845芯片输出的信号驱动功率小，故需要经过IGBT的驱动控制电路进行放大，再通过TR1驱动变压器及其外围的驱动电路去控制两个IGBT去工作。驱动电路输入的控制信号是由控制板中的脉冲宽度调节（PWM）芯片U5（UC3845）输出的控制信号，这些信号是一组方波脉冲信号，方波脉冲信号有一个固定的频率，是保障IGBT开关工作的重要参数之一，该时间通过UC3845芯片的外围器件参数设置而确定，至于如何确定，需要查阅UC3845的相关使用与说明，介于篇幅在这就不在具体说明。但该芯片是焊机控制的核心，因为PWM脉冲宽度调制信号是决定焊机逆变主电路输出电压和电流大小的信号。

在主板电路图中，如附图6所见，高压引弧电路由T7高压包、火花放电器1·2、电容C9和C11、场效应管T2、二极管D42、芯片U2（UC3845）以及周围的一些电阻电容等元器件组成高频引弧电路。芯片（UC3846）的输出会使得场效应管T2形成间歇式通断，通过T7高压包（1:100）的升压作用，会使电容C9和C11两端的电压升高。当电压升高到可以击穿达到火花放大器1·2之间的气隙，并形成放电时，电容C9和C11形成振荡电路，其产生的振荡高压经过高频电感的滤波引入到焊接回路，当某一时刻焊枪中的钨针与工件之间的距离适当，并有氩气保护则可实现氩弧焊的高频引弧，即钨针与工件之间的气隙被高频高压 振荡信号击穿，最终引燃电弧，之后就可以进行氩弧焊焊接操作了。这样的高频产生设置使得机器的高频引弧成功率更加高，易起弧且不易断弧。引弧成功后，焊机的输出电压迅速降低（这也是因为氩弧焊的电压是所有焊接电弧中最低的缘故），通常只有十几伏左右。此时高频引弧电路会使U2（UC3845）停止输出，即使T2场效应管停止间歇式的通断。这样T7高压包及火花放电器也会停止产生高压和高频振荡。除非焊接电弧断弧后，才会重复上述控制过程。

在氩弧焊焊接的过程中，当焊接电压过高的时候，会使得ZD1稳压管击穿稳压，U9光电耦合器输出端感受到电光导通，为低电平，使继电器无法吸合从而没有输出。知道焊机输出电压降低后，方可再次输出。因此，U9光电耦合器所在电路也是控制焊机输出电压高低的一个关键电路。

附图7是机器的主控制板电路图，其工作原理如下所述：

控制板电路图中U5（UC3845）是PWM脉冲宽度控制芯片，U1和U6是LM324四运算放大器芯片，滑动电阻VR2是输出电流调节电位器旋钮。 滑动电阻VR3是数显电流调节电位器，滑动电阻VR4是后送气速度调节电位器，J2是九芯针座起到连接主电路板和控制板并传递相关信号的作用。

其中1脚连接12V电压信号，为控制板上提供驱动的12V电压，2脚为接地信号脚，3脚为驱动信号输出脚，与UC38456号脚连接，为IGBT驱动电路输出PWM波信号，使单端正激逆变主电路中的IGBT进行通或断控制的信号。

如图8所示，4脚为OT热保护脚，控制板上通过主电路中的NTC电阻R72起到热保护作用,电路中的R3电阻的分压决定了其再到达机器的暂载率的时候会起到热保护，此时在控制板上的过热保护灯D1（黄色）会亮，另一方面使三极管Q3导通，限制电流给定信号，控制电路会关闭PWM芯片的脉冲输出，使焊机停止输出电流，当过热现象消除后又恢复正常，这就实现了过热保护。D2为电源指示灯，也安装在控制板上当焊机控制电路产生12V电压后，指示焊机带电工作。

如图9所示，5脚为CT信号脚，电流调节电位器给出的电流给定信号通过R27、R25等输入到PI运算放大器的输入一端，主板电路中电流互感器T5检测到的信号，通过CT信号脚经过D9、D12等获得输出电流控制的负反馈电压信号该电流负反馈信号通过R20、R22等输入到PI运算放大器的另一输入端，与给定信号进行比较。在经过PI控制环节，U6A运算放大器输出的控制信号决定着U5（UC3845）芯片输出的PWM脉冲信号的时间宽度，当控制板上的给定信号与反馈信号发生变化时，就会使PWM脉冲信号的时间宽度发生改变，最终通过逆变主回路，实现焊机输出电压和电流的变化，以满足氩弧焊焊接的性能控制要求。

如图10所示，U6C运算放大器电路部分是典型的电压比较器。+12V电压经过R41、R42分压电路后，R42上的电压与+5V基准电压进行比较。如果R42上的电压高于+5V基准电压，则U6C运算放大器输出低电平，二极管D16截止。不会关闭U5（UC3846）芯片的PWM输出。如果供电电网电压过低，造成+12V电压不到12V，例如，只有+10V，那么R42上的电压就会低于+5V基准电压，则U6C运算放大器输出高电平，二极管D16导通。就会关闭U5（UC3846）芯片的PWM输出。这一控制过程，其实就是实现焊机的“欠压”保护控制功能。7脚是焊枪信号脚，当按下焊枪开关之后，通过改变运算放大器U1电路的电平高低使得机器中的氩弧焊电路开始运作。7脚是高频信号脚，当高频板工作的时候信号会通过此脚传递给控制板，控制板上的信号会使UC3845停止信号输出，高频消失之后重新工作。

如图11所示，8脚是气阀信号脚，当焊枪开启时，控制电路就会根据控制要求，通过运算放大器U1及周围的元器件改变电路中的电平状态使得输出级的三极管Q6导通，则电磁阀也会开启，焊枪中便有保护气体流动，最终实现氩弧焊时的送气要求。

如图12所示，9脚是电压输出信号端，控制板通过电阻R39，电容C33及放大器U1C控制频率的调节来控制输出电压信号，同时通过Q4三极管所在电路实现谐波补偿，保证机器的变压器不易饱和。

本实用新型的输出特性简要控制过程如下所述：

电源开关开启之后经过软启动控制板开始工作。前面板上的电源指示灯（白色）亮，焊机内部的PWM波脉冲宽度控制电路产生一个占空比较大的脉冲信号，使IGBT处于交替导通状态，驱动电路开始工作，最终使单端正激逆变主电路输出空载电压，当对机器进行调试完成进行焊接后，控制电路通过T5电流互感器，可检测到输出电流信号。经过信号处理，并以此作为电流反馈信号，与焊接给定电流信号进行对比，比较之后的差值经过电路中的PI（比例和积分）调节电路之后，才输入到焊接输出PWM控制电路，其输出的结果控制焊机输出PWM芯片的脉冲宽度或者占空比，决定焊机输出电流和电压的大小，实现输出电流参数的精确控制。同时电路中对频率的调节与谐波补偿电路更使得机器的输出特性满足氩弧焊焊接要求。既是当焊接电流给定信号不变时，随着焊机电路检测到的电流增加，并且，达到给定的设定值后，焊接电流给定信号与电流负反馈控制信号的差值会随电流增加而减小，通过PI控制后，使焊机输出PWM芯片的脉冲宽度或占空比减小，焊机的输出电压降低。这一过程，也就是所谓的电流截止负反馈控制。即只有当电流达到焊接电流电位器的设定值后才起作用的反馈控制。此后，随着电流微小的增加，电压降低会很多。当电压下降到一定数值以下时，随着电压的降低，控制电路可使焊机输出PWM芯片的脉冲宽度或占空比增加，使焊接电流按照设定的参数增大，最终形成恒流带外拖的下降特性。

本实用新型上述所述的内容经过实际焊接测试，并经过国家相关的标准测试，均符合实际焊接使用要求，且操作起来方便易懂，适合大部分人群使用。

通过上述对本实用新型氩弧焊机的说明讲清楚了本实用新型的独特之处。在实现焊机正常的使用功能的同时更具有了输出电流更加平稳，在过热、过压、欠压等条件下均能实现保护，延长了机器使用寿命，同时高压起弧引弧成功率高，内部结构设计合理，散热好，防尘好，只有主板和控制板，结构简单紧凑体积重量小，携带非常方便使得焊接的环境得到大幅的拓展。