可控硅拉弧焊机的驱动电路的制作方法

本发明涉及螺柱焊接设备技术领域，特别是一种可控硅拉弧焊机的驱动电路。

背景技术：

现有的螺柱焊接设备在焊接时，在其驱动波形的后部分会形成电流较大的区间，电流过大会导致螺柱焊接设备的焊枪内的电子元件在超负荷的状态下工作，可能导致烧毁或使用寿命减少。现有的螺柱焊接设备过流保护是在侦测到电流大于预定值时将整个电路关闭，如此导致停机，如果需要继续工作则需要重启，影响工作效率。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种无需停机或重启即可实现过流保护、工作效率高的可控硅拉弧焊机的驱动电路，以解决上述问题。

一种可控硅拉弧焊机的驱动电路，包括整流桥br、保险丝fuse、焊枪电磁线圈l1、场效应管q1、第一三极管q2、第二三极管q3、第三三极管q4、第四三极管q5、第一定时器u1、第二定时器u2、光电耦合器u3、第一与非门nand1、第二与非门nand2、反相器not、第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、发光二极管d4、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第十四电阻r14、第十五电阻r15、第十六电阻r16、第十七电阻r17、第十八电阻r18、第十九电阻r19、第二十电阻r20、第二十一电阻r21、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第八电容c8、第九电容c9、第十电容c10；整流桥br的第一输入端与一交流电源的正极ac+连接，整流桥br的第二输入端通过保险丝fuse与交流电源的负极ac-连接；整流桥br的第一输出端与焊枪电磁线圈l1的第一端连接，第二输出端接地，且通过第一电阻r1与整流桥br的第一输出端连接，第二输出端与第一输出端之间还通过第一电容c1连接；焊枪电磁线圈l1的第二端与场效应管q1的漏极连接；场效应管q1的源极通过第二电阻r2接地，栅极通过第三电阻r3接地；第一定时器u1的接地端接地，输出端通过第四电阻r4与第一三极管q2的基极及第二三极管q3的基极均连接；第一三极管q2的集电极接地，发射极通过第六电阻r6与场效应管q1的栅极连接；第二三极管q3的集电极通过第七电阻r7与第一定时器u1的复位端连接，发射极与第一三极管q2的发射极连接；第一定时器u1的输出端还通过第五电阻r5与第二电容c2的第一端连接，第二电容c2的第二端接地；第一定时器u1的控制端通过第三电容c3接地，阈值端通过第四电容c4接地并通过第八电阻r8与第一与非门nand1的输出端连接；第一与非门nand1的输出端还通过第九电阻r9与一第一直流电源vdd连接，第一与非门nand1的第一输入端及第二输入端均通过第十电阻r10与第一直流电源vdd连接；第一定时器u1的放电端与第二与非门nand2的第一输入端连接，还通过第十一电阻r11与第一定时器u1的电源端连接；第二与非门nand2的第二输入端连接于第五电阻r5与第二电容c2之间的节点，第二与非门nand2的输出端与第一与非门nand1的第一输入端或第二输入端连接；第一定时器u1的电源端与第一直流电源vdd连接，还通过第五电容c5接地；第三三极管q4的基极通过第十二电阻r12与场效应管q1的源极连接，集电极通过第十四电阻r14与第一直流电源vdd连接，发射极接地；第三三极管q4的基极还通过第十三电阻r13接地，第六电容c6与第十三电阻r13并联；第二定时器u2的接地端接地，触发端与第三三极管q4的集电极连接，还通过第十五电阻r15接地，第七电容c7与第十五电阻r15并联；第二定时器u2的复位端通过第十六电阻r16与第一直流电源vdd连接，还通过第八电容c8接地；第二定时器u2的阈值端通过第九电容c9接地，电源端与第一直流电源vdd连接；第四三极管q5的集电极与第一定时器u1的复位端连接，还与第二二极管d2的阳极连接，第二二极管d2的阴极通过第十七电阻r17接地，第十电容c10与第十七电阻r17并联；第四三极管q5的基极与第三二极管d3的阳极连接，第三二极管d3的阴极通过第十九电阻r19与第一直流电源vdd连接，第四三极管q5的发射极接地，并通过第十八电阻r18与第四三极管q5的基极连接；光电耦合器u3的正极输入端in+与一第二直流电源vcc连接，负极输入端in-与发光二极管d4的阳极连接，发光二极管d4的阴极通过第二十电阻r20与反相器not的输出端连接；反相器not的输入端通过第二十一电阻r21与第二直流电源vcc连接；光电耦合器u3的负极输出端out-与第二定时器u2的输出端连接，正极输出端out+与第三二极管d3的阳极连接。

进一步地，所述焊枪电磁线圈l1的第二端还与第一二极管d1的阳极连接，第一二极管d1的阴极与焊枪电磁线圈l1的第一端连接。

与现有技术相比，本发明的可控硅拉弧焊机的驱动电路包括整流桥br、保险丝fuse、焊枪电磁线圈l1、场效应管q1、第一三极管q2、第二三极管q3、第三三极管q4、第四三极管q5、第一定时器u1、第二定时器u2、光电耦合器u3、第一与非门nand1、第二与非门nand2、反相器not、第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、发光二极管d4、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第十四电阻r14、第十五电阻r15、第十六电阻r16、第十七电阻r17、第十八电阻r18、第十九电阻r19、第二十电阻r20、第二十一电阻r21、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第八电容c8、第九电容c9、第十电容c10；整流桥br的第一输入端与一交流电源的正极ac+连接，整流桥br的第二输入端通过保险丝fuse与交流电源的负极ac-连接；整流桥br的第一输出端与焊枪电磁线圈l1的第一端连接，第二输出端接地，且通过第一电阻r1与整流桥br的第一输出端连接，第二输出端与第一输出端之间还通过第一电容c1连接；焊枪电磁线圈l1的第二端与场效应管q1的漏极连接；场效应管q1的源极通过第二电阻r2接地，栅极通过第三电阻r3接地；第一定时器u1的接地端接地，输出端通过第四电阻r4与第一三极管q2的基极及第二三极管q3的基极均连接；第一三极管q2的集电极接地，发射极通过第六电阻r6与场效应管q1的栅极连接；第二三极管q3的集电极通过第七电阻r7与第一定时器u1的复位端连接，发射极与第一三极管q2的发射极连接；第一定时器u1的输出端还通过第五电阻r5与第二电容c2的第一端连接，第二电容c2的第二端接地；第一定时器u1的控制端通过第三电容c3接地，阈值端通过第四电容c4接地并通过第八电阻r8与第一与非门nand1的输出端连接；第一与非门nand1的输出端还通过第九电阻r9与一第一直流电源vdd连接，第一与非门nand1的第一输入端及第二输入端均通过第十电阻r10与第一直流电源vdd连接；第一定时器u1的放电端与第二与非门nand2的第一输入端连接，还通过第十一电阻r11与第一定时器u1的电源端连接；第二与非门nand2的第二输入端连接于第五电阻r5与第二电容c2之间的节点，第二与非门nand2的输出端与第一与非门nand1的第一输入端或第二输入端连接；第一定时器u1的电源端与第一直流电源vdd连接，还通过第五电容c5接地；第三三极管q4的基极通过第十二电阻r12与场效应管q1的源极连接，集电极通过第十四电阻r14与第一直流电源vdd连接，发射极接地；第三三极管q4的基极还通过第十三电阻r13接地，第六电容c6与第十三电阻r13并联；第二定时器u2的接地端接地，触发端与第三三极管q4的集电极连接，还通过第十五电阻r15接地，第七电容c7与第十五电阻r15并联；第二定时器u2的复位端通过第十六电阻r16与第一直流电源vdd连接，还通过第八电容c8接地；第二定时器u2的阈值端通过第九电容c9接地，电源端与第一直流电源vdd连接；第四三极管q5的集电极与第一定时器u1的复位端连接，还与第二二极管d2的阳极连接，第二二极管d2的阴极通过第十七电阻r17接地，第十电容c10与第十七电阻r17并联；第四三极管q5的基极与第三二极管d3的阳极连接，第三二极管d3的阴极通过第十九电阻r19与第一直流电源vdd连接，第四三极管q5的发射极接地，并通过第十八电阻r18与第四三极管q5的基极连接；光电耦合器u3的正极输入端in+与一第二直流电源vcc连接，负极输入端in-与发光二极管d4的阳极连接，发光二极管d4的阴极通过第二十电阻r20与反相器not的输出端连接；反相器not的输入端通过第二十一电阻r21与第二直流电源vcc连接；光电耦合器u3的负极输出端out-与第二定时器u2的输出端连接，正极输出端out+与第三二极管d3的阳极连接。如此无需停机或重启即可实现过流保护、工作效率高。

附图说明

以下结合附图描述本发明的实施例，其中：

图1为本发明提供的可控硅拉弧焊机的驱动电路的电路示意图。

具体实施方式

以下基于附图对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。

请参考图1，本发明提供的可控硅拉弧焊机的驱动电路包括整流桥br、保险丝fuse、焊枪电磁线圈l1、场效应管q1、第一三极管q2、第二三极管q3、第三三极管q4、第四三极管q5、第一定时器u1、第二定时器u2、光电耦合器u3、第一与非门nand1、第二与非门nand2、反相器not、第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、发光二极管d4、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第十四电阻r14、第十五电阻r15、第十六电阻r16、第十七电阻r17、第十八电阻r18、第十九电阻r19、第二十电阻r20、第二十一电阻r21、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第八电容c8、第九电容c9、第十电容c10。

整流桥br的第一输入端与一交流电源的正极ac+连接，整流桥br的第二输入端通过保险丝fuse与交流电源的负极ac-连接，交流电源的电压为75v。

整流桥br的第一输出端与焊枪电磁线圈l1的第一端连接，第二输出端接地，且通过第一电阻r1与整流桥br的第一输出端连接。第二输出端与第一输出端之间还通过第一电容c1连接。

焊枪电磁线圈l1的第二端与场效应管q1的漏极连接；场效应管q1的源极通过第二电阻r2接地，栅极通过第三电阻r3接地。

焊枪电磁线圈l1的第二端还与第一二极管d1的阳极连接，第一二极管d1的阴极与焊枪电磁线圈l1的第一端连接。

第一定时器u1及第二定时器u2均具有8个引脚，其中1脚为接地端，2脚为触发端(低电平触发)，3脚为输出端，4脚为复位端(低电平触发)，5脚为控制端，6脚为阈值端，7脚为放电端，8脚为电源端。

第一定时器u1的接地端接地，输出端通过第四电阻r4与第一三极管q2的基极及第二三极管q3的基极均连接；第一三极管q2的集电极接地，发射极通过第六电阻r6与场效应管q1的栅极连接；第二三极管q3的集电极通过第七电阻r7与第一定时器u1的复位端连接，发射极与第一三极管q2的发射极连接。

第一定时器u1的输出端还通过第五电阻r5与第二电容c2的第一端连接，第二电容c2的第二端接地。

第一定时器u1的控制端通过第三电容c3接地，阈值端通过第四电容c4接地，还通过第八电阻r8与第一与非门nand1的输出端连接。第一与非门nand1的输出端还通过第九电阻r9与一第一直流电源vdd连接，第一与非门nand1的第一输入端及第二输入端均通过第十电阻r10与第一直流电源vdd连接。

第一定时器u1的放电端与第二与非门nand2的第一输入端连接，还通过第十一电阻r11与第一定时器u1的电源端连接。第二与非门nand2的第二输入端连接于第五电阻r5与第二电容c2之间的节点，第二与非门nand2的输出端与第一与非门nand1的第一输入端或第二输入端连接。

第一定时器u1的电源端与第一直流电源vdd连接，还通过第五电容c5接地。

第三三极管q4的基极通过第十二电阻r12与场效应管q1的源极连接，集电极通过第十四电阻r14与第一直流电源vdd连接，发射极接地。第三三极管q4的基极还通过第十三电阻r13接地，第六电容c6与第十三电阻r13并联。

如此使得第一定时器u1设置为施密特触发器的工作模式。

第二定时器u2的接地端接地，触发端与第三三极管q4的集电极连接，还通过第十五电阻r15接地，第七电容c7与第十五电阻r15并联。

第二定时器u2的输出端用于输出延时信号tdl。

第二定时器u2的复位端通过第十六电阻r16与第一直流电源vdd连接，还通过第八电容c8接地。

第二定时器u2的阈值端通过第九电容c9接地，电源端与第一直流电源vdd连接。

如此使得第二定时器u2设置为单稳态工作模式。

第四三极管q5的集电极与第一定时器u1的复位端连接，还与第二二极管d2的阳极连接，第二二极管d2的阴极通过第十七电阻r17接地，第十电容c10与第十七电阻r17并联。

第四三极管q5的基极与第三二极管d3的阳极连接，第三二极管d3的阴极通过第十九电阻r19与第一直流电源vdd连接，第四三极管q5的发射极接地，并通过第十八电阻r18与第四三极管q5的基极连接。

光电耦合器u3具有正极输入端in+、负极输入端in-、正极输出端out+及负极输出端out-。

光电耦合器u3的正极输入端in+与一第二直流电源vcc连接，第二直流电源vcc的电压为15v。

光电耦合器u3的负极输入端in-与发光二极管d4的阳极连接，发光二极管d4的阴极通过第二十电阻r20与反相器not的输出端连接，反相器not的输入端与一控制器的使能端en连接，用于接收使能端en的使能信号。反相器not的输入端还通过第二十一电阻r21与第二直流电源vcc连接。

光电耦合器u3的负极输出端out-与第二定时器u2的输出端连接，以接收输出延时信号tdl。

正极输出端out+与第三二极管d3的阳极连接。

下面对工作过程进行说明：

整流桥br用于将交流电转换为直流电以驱动焊枪电磁线圈l1进行工作，场效应管q1用于控制焊枪电磁线圈l1的通断，当场效应管q1导通时，焊枪电磁线圈l1的第二端通过第二电阻r2接地，形成回路，否则焊枪电磁线圈l1的第二端断路。

场效应管q1通过由第一三极管q2及第二三极管q3构成的图腾柱驱动单元进行驱动，图腾柱驱动单元由第一定时器u1的输出端驱动。当第一定时器u1的输出端输出高电平时，第一三极管q2、第二三极管q3均导通，从而使得场效应管q1导通，焊枪电磁线圈l1工作。

第一定时器u1在第十一电阻r11及第五电容c5的充放电的驱动下不停地进行脉冲式输出。从而使焊枪电磁线圈l1的供电电压也处在一个不连续状态，由于焊枪电磁线圈l1的电流不会马上跌落，所以焊枪的电磁铁能维持住吸合状态，同时又降低了电磁铁的发热。

第三三极管q4通过第十二电阻r12、第二电阻r2对流经焊枪电磁线圈l1的电流进行采样。

当采样电流大于或等于一定值时，第三三极管q4导通，第二定时器u2的触发端被拉至低电平，使得第二定时器u2的输出端输出高电平，此时光电耦合器u3阻断，第四三极管q5导通，从而使得第一定时器u1的复位端被拉至低电平，第一定时器u1被复位，使得第一定时器u1的输出端不输出，进而使得第一三极管q2、第二三极管q3均截止，场效应管q1截止，焊枪电磁线圈l1暂停工作。

当采样电流小于定值时，光电耦合器u3导通，第四三极管q5截止，之后第一定时器u1的输出端再次输出高电平，第一三极管q2、第二三极管q3均导通，场效应管q1导通，焊枪电磁线圈l1继续工作。如此在焊枪电磁线圈l1的电流较大时实现斩波。

控制器的使能端en的使能信号同时控制光电耦合器u3的通断，进而实现焊枪电磁线圈l1的控制。

当场效应管q1截止后，焊枪电磁线圈l1内存储的电能通过第一二极管d1进行放电。

第一与非门nand1及第二与非门nand2用于稳定波形。

与现有技术相比，本发明的可控硅拉弧焊机的驱动电路包括整流桥br、保险丝fuse、焊枪电磁线圈l1、场效应管q1、第一三极管q2、第二三极管q3、第三三极管q4、第四三极管q5、第一定时器u1、第二定时器u2、光电耦合器u3、第一与非门nand1、第二与非门nand2、反相器not、第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、发光二极管d4、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第十四电阻r14、第十五电阻r15、第十六电阻r16、第十七电阻r17、第十八电阻r18、第十九电阻r19、第二十电阻r20、第二十一电阻r21、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第八电容c8、第九电容c9、第十电容c10；整流桥br的第一输入端与一交流电源的正极ac+连接，整流桥br的第二输入端通过保险丝fuse与交流电源的负极ac-连接；整流桥br的第一输出端与焊枪电磁线圈l1的第一端连接，第二输出端接地，且通过第一电阻r1与整流桥br的第一输出端连接，第二输出端与第一输出端之间还通过第一电容c1连接；焊枪电磁线圈l1的第二端与场效应管q1的漏极连接；场效应管q1的源极通过第二电阻r2接地，栅极通过第三电阻r3接地；第一定时器u1的接地端接地，输出端通过第四电阻r4与第一三极管q2的基极及第二三极管q3的基极均连接；第一三极管q2的集电极接地，发射极通过第六电阻r6与场效应管q1的栅极连接；第二三极管q3的集电极通过第七电阻r7与第一定时器u1的复位端连接，发射极与第一三极管q2的发射极连接；第一定时器u1的输出端还通过第五电阻r5与第二电容c2的第一端连接，第二电容c2的第二端接地；第一定时器u1的控制端通过第三电容c3接地，阈值端通过第四电容c4接地并通过第八电阻r8与第一与非门nand1的输出端连接；第一与非门nand1的输出端还通过第九电阻r9与一第一直流电源vdd连接，第一与非门nand1的第一输入端及第二输入端均通过第十电阻r10与第一直流电源vdd连接；第一定时器u1的放电端与第二与非门nand2的第一输入端连接，还通过第十一电阻r11与第一定时器u1的电源端连接；第二与非门nand2的第二输入端连接于第五电阻r5与第二电容c2之间的节点，第二与非门nand2的输出端与第一与非门nand1的第一输入端或第二输入端连接；第一定时器u1的电源端与第一直流电源vdd连接，还通过第五电容c5接地；第三三极管q4的基极通过第十二电阻r12与场效应管q1的源极连接，集电极通过第十四电阻r14与第一直流电源vdd连接，发射极接地；第三三极管q4的基极还通过第十三电阻r13接地，第六电容c6与第十三电阻r13并联；第二定时器u2的接地端接地，触发端与第三三极管q4的集电极连接，还通过第十五电阻r15接地，第七电容c7与第十五电阻r15并联；第二定时器u2的复位端通过第十六电阻r16与第一直流电源vdd连接，还通过第八电容c8接地；第二定时器u2的阈值端通过第九电容c9接地，电源端与第一直流电源vdd连接；第四三极管q5的集电极与第一定时器u1的复位端连接，还与第二二极管d2的阳极连接，第二二极管d2的阴极通过第十七电阻r17接地，第十电容c10与第十七电阻r17并联；第四三极管q5的基极与第三二极管d3的阳极连接，第三二极管d3的阴极通过第十九电阻r19与第一直流电源vdd连接，第四三极管q5的发射极接地，并通过第十八电阻r18与第四三极管q5的基极连接；光电耦合器u3的正极输入端in+与一第二直流电源vcc连接，负极输入端in-与发光二极管d4的阳极连接，发光二极管d4的阴极通过第二十电阻r20与反相器not的输出端连接；反相器not的输入端通过第二十一电阻r21与第二直流电源vcc连接；光电耦合器u3的负极输出端out-与第二定时器u2的输出端连接，正极输出端out+与第三二极管d3的阳极连接。如此无需停机或重启即可实现过流保护、工作效率高。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。