专利名称：逆变式整流弧焊机的制作方法
技术领域：
逆变式整流弧焊机是一种新型的手工电弧焊电源。
传统的直流焊机都是采用直流发电机式的。自从半导体器件问世以后，开始出现硅整流式的直流弧焊机，尔后又有可控硅整流式的。它们虽然比传统的焊机有了很大改观，但因为都得用一个50HZ的变压器将电网进行变压，而这个变压器的体积和重量都很可观，所以这类焊机仍然很笨重。
80年代初国际市场上又出现了一种新型的直流焊机，它以体积小，重量轻这显著的特点引起了人们的极大兴趣，这就是逆变式整流弧焊机，它的体积和重量仅为可控硅式整流焊机的1／5有的甚至更小，它主要是运用了“逆变原理”，先将50HZ的电网直接变换成ZKHZ左右的中频，再由变压器传输，这就使主变器的工作频率从工频提高到中频，因而体积和重量都大大减小了。
81年底由成都电焊机研究所根据美国POWCON公司当时的产品研制第一台逆变焊机产品样机，直到目前为止市场上出现的逆变焊机都是根据这台样机的电路进行制造的。它具有线路设计完善、抗干扰力强，结构合理等一系列优点，焊机本身工作起来具有很大的功率输出和电流冲击，所以对电网和周围电器(包括本身)的干扰都很强，因此，提高逆变焊机电路的可靠性和抗干扰能力一直是人们不断研究的课题。
本实用新型的目的则是为了更好的解决逆变式整流弧焊机电路的可靠性和抗干扰能力这两个问题，以推出一种更适合于大批量生产，方便用户使用、维修，性能更加完善稳定的逆变式整流弧焊机产品。
本实用新型的技术解决方案电路的输入分为两路其一是反压信号支路，光电耦合器IC27、IC28接收主回路可控硅的关断反压信号，当电路刚启动时因没有可控硅导通，无反压信号，此时便由启动信号来代替。启动信号由与非门IC30、32～35和单稳触发器IC29产生，反压信号经过由单稳触发器IC17～20，双稳触发器IC23、24和与非门IC21、22、25、26组成的整理线路进行整形，确保单路输出的互锁和定期的沿时。其二是电流负反馈信号和给定信号支路，它由运算放大器IC16、36、37、模拟开关IC15数字显示块IC40和与非门IC13、14组成，它是整个控制电路中的线性部分，其功能是给出一个时间上与给定电流相对应的积分信号，由于有负反馈信号的作用，它能自动保证输出实际电流非常接近给定值以上两路汇集于综合部分，只有它们都同时出现高电位时，综合部分才给出正跳变启动脉冲触发器输出一时间宽度固定的脉冲去触发BG1(或BG2)，综合部分由双稳触发器IC5、6、9和或门IC3、4、7、8、10、11、12组成，脉冲触发器由单稳触发器IC1、IC2和功率放大部分组成。
图1是本实用新型控制电路原理图。
图2是本实用新型工作波形图。
图3是本实用新型电路原理框图。
本实用新型的控制电路原理如
图1所示。其中IC1、2、17、18、19、20、29、31为单稳触发器，IC5、6、9、23、24为双稳触发器，IC7、8、10、11、12为或门，IC3、4为与门，IC13、14、21、22、25、26、30、32、33、34、35为与非门，IC15为模拟开关，IC28、27为光电耦合器，其工作过程如下一、启动信号由IC29、31、30、32、33、34、35组成启动信号发生电路，当开机后1、先清零按顺序先给IC1、2，尔后是IC5、6和IC23、24清零，与此同时IC9被置1，电路进入准备状态。
2、给出启动脉冲清零(包括置1)信号过后，由IC9输出一负脉冲给IC25，经IC19、17将IC5置1，IC3输出变高，IC1给出一正脉冲触发BG1可控硅，使其导通，因此有IBG13、自锁IC1输出的正脉冲信号，又通过反馈线将IC5、6和IC9统统置零，以保证可控硅在导通期间没有任何信号通过而产生误动作。
二、反压反馈信号BG1导通后，由于主回路换向电容和电感的作用，经一定时间后IBG1过零点，可控硅两断出现反向电压强迫关断同时，以反压通过光耦IC28便在IC26的输出产生一个负跳信号，IC24翻转(变1)最终使IC6置1，等待IC9的1信号。
三、给定和电流反馈比较后产生的积分振荡信号当IC1输出的正脉冲信号一过去，IC11输出变低。因IC9此时也为低，所以IC10由高变低，IC15关断，IC16在给定和电流反馈信号比较后产生的电位作用下开始从零向高电位积分，经一定时间后使IC14由高变低，至使IC9置1，这时产生两个作用1、使IC4由低变高，IC2产生正脉冲触发另一个可控硅BG2。
2、使IC10由低变高，IC15导通，C1被放电，IC14回到原来的高电位。
四、反压信号代替启动信号，使电路形成闭环而振荡不停。
另一个可控硅BG2在IC2信号作用下导通后，经一时间关断，给IC27输送一反压信号，在IC25的输入端代替了原来启动信号的作用，又使IC1产生触发脉冲而使BG1导通，这样反复循环就使两只可控硅不断的轮流导通，电路进入正常的振荡工作状态。
电路工作过程的波形如图2所示，由此可以看出本电路具有以下几个特点一、电路将强弱电的整体连成一振荡闭环由原理图可知，电路留出一个触发脉冲要有两个条件①IC16经过一定时间的积分使Q9由低变高，由于IC15的作用，只有当前一个触发脉冲过去以后，IC16才开始积分；②反压信号使Q5(或Q6)由低变高，这就要求不但要有前一个触发脉冲，且要在前一个可控硅导通以后产生关断反压的条件下电路才能动作。
这与其它逆变焊机电路的不同在于弱电回路中没有一个一直工作着的振荡器，不是靠接通或切断此振荡器的通路来控制电路的工作；而是把整机这样一个大回路当作一个振荡闭环通过前一个脉冲在整个强、弱电回路循环一周后的信号来决定产生下一次脉冲，如此一次次的循环实现焊机的逆变振荡工作。
这种电路有以下两个特点
1、无论强电或是弱电回路中的某个元件一旦出现故障(或其它原因)而使前一次的脉冲失误，可控硅没有关断等等，后一次就不会再出现脉冲，整机便自动停止工作。电路不致产生连锁的破坏性事故。
假如电路中有一个振荡器一直在不停的工作，一旦控制通路的开关产生误动作，就有可能在电路不正常的情况下继续工作而产生严重事故。实际的试验也多次证明会有这种情况发生的。
2、电路动作具有一定的惯性，这对抵消干扰尖脉冲是很有作用的。
从
图1和图2可出看到，模拟开关是控制积分器的起点，即使打开，也要有一积分时间才能使IC13翻转、电路产生动作。若有干扰尖脉冲的话就是开关打开了，但若没有足够的宽度的话，IC13还是不会动作，就好象被吃掉一般。但是，将此开关接于IC13的输出的话，情况就不一样了，只要它一打开，就有可能正好碰到积分的高电位信号，使以后的电路立即动作，就没有抗干扰的能力。
二、完善、可靠的自锁功能1、脉冲输出期间封锁由IC1和IC2的输出反馈线可以看出，一旦IC1或IC2刚由低跳到高电位开始输出正脉冲的瞬间，IC5、6和IC6便立即被置零，使得可控硅在导通期间在离触发脉冲最近的地方封锁住任何信号的通过。
2、保证可控硅的关断时间由图2可见，由于有IC19、20的作用，产生关断反压后必须有40以的沿时，才能使IC5或IC6置1，这就保证了无论IC16的积分速度多快(实践中有可能出现这种情况)后一个脉冲最快也要等到前一个可控硅的关断反压建立了40 以后，确保前一个可控硅有足够的关断时间。
这样两种措施同时并举，使电路的保护性能显得完美无缺。
三、实现电流给定的线性调节并配有高精度的数显系统由
图1可见，IC37和它以前的电路组成了“给定、显示和电流负反馈”系统。它与其它逆变焊机电路不同点在于不是采用通常的差值比较系统，那样要使运放的输入总要有一电位，会带来小电流和大电流时调节指示非线性。而此电路中IC37的电路相当于一个增益无穷大的放大器，一旦反馈信号与给定信号有一很小的误差，都会带来IC37很大的响应，所以IC37的输入在电流稳定时基本为零，此时给定信号就等于反馈信号，所以给定可以做到与实际电流成线性关系，实现用数字显示。
权利要求1.一种逆变式整流弧焊机，其特征是电路的输入分为两路，一路是反压信号支路，光电耦合器IC27、IC28接收主回路可控硅的关断反压信号，启动信号由与非门IC30、32～35和单稳触发器IC29产生，反压信号经过由单稳触发器IC17～20，双稳触发器IC23、24和与非门IC21、22、25、26组成的整理线路进行整形，另一路是电流负反馈信号和给定信号支路，它由运算放大器IC16、36、37，模拟开关IC15、数字显示块IC40和与非门IC13、14组成，两路汇集于综合部分，综合部分由双稳触发器IC5、6、9和或门IC3、4、7、8、10、11、12组成，脉冲触发器由单稳触发器IC1、IC2和功率放大部分组成。
专利摘要一种逆变式整流弧焊机，它是根据目前逆变焊机电路存在着可靠性和抗干扰能力这两方面问题而提出的一种新产品，其特征是电路的输入分两路，一路是反压信号支路，另一路是电流负反馈信号和给定信号支路，以上两路汇集于综合部分。该电路的特点是电路将强弱电的整体连成一振荡闭环，具有完善、可靠的自锁功能，并且实现电流给定的线性调节并配有高精度数显系统。
文档编号B23K9/00GK2037287SQ8821916
公开日1989年5月10日 申请日期1988年6月30日 优先权日1988年6月30日
发明者高为, 邓大成, 张伟民 申请人:南京电焊机厂