专利名称：场效应管高频脉冲电焊机的制作方法
技术领域：
本实用新型关于一种具有脉冲电流可调的电弧焊接装置。
电弧焊接装置属通用设备，常规的电焊机普遍存在着体积重、噪声大、效率低、焊接性能差、消耗材料多等缺点，近年来发展起来的晶体管逆变高频电焊机都是采用晶体管作为主逆变功率管；由于晶体管本身特性所致，一般只能产生20KHZ以下高频工作电流电压，且大电流状态下晶体管β值在10以下，因此存在着1.推动功率巨大，功耗大易发热；2.推动功率必须随负载的变化成正比例变化，否则不是深饱和就是不饱和，功耗增大；3.设置散热片或热管等冷却装置成本高，整机体重形大；4.过载能力差，可靠性不强，存在着二次击穿的危害，设计大功率的焊机困难。除此而外，目前设计的电弧焊机绝大多数都是单种电源供电，不利于产业不同存在着不同的电源场合的应用，例如煤矿、冶金、化工等矿山井下大巷运输是直流空架线为主电源作为电机车拖动动力，没有220伏或380伏交流电源，而且直流电源可能是250伏或500伏不等，一般电焊机无法搬运到井下使用，专设的矿山用直流晶闸管电焊机由于井下焊接(主要用于铁轨焊接)，又不是经常性的，故容易造成设备闲置的浪费。
据查与本专利申请原理上较接近的已有技术有美国ASTRO－MATIC公司生产的E－300P型TIC晶体管弧焊电源及国内发明专利申请公开文献号为1023283的“矿用晶体管直流高压逆变电焊机”，后者在电路上增设或改进了过流热保护电路，主控制电路中死区调正、频率调整、软启动电路、焊接电压、电流控制电路、防触电和空载节电控制电路，高频引弧及其附属电路等，并在高速大功率驱动电路中采用以高速光耦合器G0710及V－MOS场效应管为特点的新设计，上述现有技术因仍采用三极管做为主逆变功率推动元件，依然存在着固有的缺陷。
本实用新型的目的是要克服上述现有技术种种缺陷而提供一种以V－MOS场效应管做为主逆变功率推动元件为主要特点的新型轻巧高频脉冲电焊机。
该场效应管高频脉冲电焊机采用短沟道的新型V－MOS大功率场效应管，做为主逆变功率元件，可省去复杂的高频引弧装置，仅包括有供电电源、主逆变电路、辅助逆变电源、逆变主控制电路、高速驱动电路、大功率高频变压器、高频脉冲输出电路及其焊枪装置。
以下结合附图说明阐述本实用新型，并给出实施例。
图1为场效应管高频脉冲电焊机电原理方框图。
图2A为主供电电源及其抗冲击电路图。
图2B为主逆变电路图。
图2C为辅助逆变电源电路图。
图2D为高速驱动电路图。
图2E为焊接输出回路及电流电压指示电路图。
图2F为逆变主控制电路及其附设的控制检测保护电路图。
如图所示，其主逆变电回路由场效应管BG2～BG33、D14～D17及大功率高频变压器B1初级构成，电源经电容C7～C10电阻R5R6滤波电路后输入主逆变电路，受高速驱动电路高频电压信号触发后，场效应管BG2－33高速开通，数盏大功率的V－MOS场效应管可并联成更大功率管，正、负半周电流分别经场效应管BG2～BG9(并联)组合管，B1初级和BG26～BG33组合管构成的从右到左回路，与经BG10－BG17、组合管B1初级BG18～BG25组合管构成的从左到右回路，使高频变压器B1次级上感应出交变高频脉冲电压。在交变电回路上可设有电流互感器2H1和电风冷热机D及其附设的整流电路构成冷却系统，其特点是直流电机工作电压、风力附负载增大而增大，大功率时能保证散热效果，小功率又可减少噪声。
显然，高频主逆变电路设计是否合理是高频脉冲电焊机能否实用的关键，本实用新型主逆变功率元件采用短沟道的新型V－MOS场效应管，较常用大功率双极型晶体管构成的逆变电路具有明显的优点1.开关速度高，场效应管属多数载流子导电，没有存储延时效应，通常开通和关断时间只有
＋ns左右，这样可以使电焊机工作频率提高到100KHZ以上，不但体积、重量进一步减小，同时焊接质量也可进一步提高。2.驱动简单、功率小，场效应管属电压控制元件，只在开通和关断瞬间才产生充、放电的脉冲电流，平均驱动功率小，且驱动功率不受脉宽占空比、负载轻重变化而变化，使驱动电路大为简化，现有技术晶体管结构大电流状态下β值在10以下，推动功率巨大、具推动电流随负载的变化成正比例的变化，否则或不饱和或深饱和都会使功耗增大。3.本实用新型可靠性强，无二次击穿现象，这是晶体管无法克服的缺陷，具场效应管易于并联制成更大功率的功率放大管，布线方便，便于检测。
本实用新型的进一步设置是在主逆变电路中设有全桥与半桥逆变转换电路，使电焊机可适用于多电源场合，同时还在电源与主逆变电路之间设有电源抗冲击电路，在高速驱动电路、辅助电源电路、逆变主控制电路等上作进一步改进设置，更加完善与改善高频电焊机的各种性能，这些部分分别结合图2各电路图说明详细叙述。
图2A中，主电源输出分二组第一组为低压组，中心电压250V，可由250V直流直接输入，或由220V交流桥式整流后，或110V交流倍压整流后输入，第二组为高压组，中心电压为500V，也可由380V交流三相桥式整流后输出，图1中D1～D12为大功率整流三极管，接触器C1和R0为减少开机时的冲击电流而设，电容C0、C1、过电压保护元件、MY1、L1是减小高频干扰，限制尖锋电而设。
在主电源输入到主逆变电路之间设有由限流电阻R1、可控硅SCR1、继电器J1、辅助电源开关K1及其高频变压器B2次级与BG1、R4、C5、C6、L4、C27、C28、R33构成的延时电路组成电源抗冲击电路，当图2C中辅助电源开始输出脉冲电压后，由a、b端输入晶闸管触发极使SCR1迅速导通，主电源经a点通过R1、SCR1向主逆变滤波电容C7、C8、C9、C10充电，由于有R1限流，充电电流小，SCR1可选用较小规格的晶闸管，D13隔离负脉冲，R2限制脉冲电流，C4R3增加SCR1的抗干扰能力，C6有关断延时作用，可减少继电器J1关断时火花，同时可防止BG1的关断过电压，电源主开关通过继电器J1导通送入主逆变电路，而J1需经过R4C6、C5、BG4和图2C中L4C27、C28C20R33的延时才导通，故J1闭合时C9C8C7C10电压已达到电源电压，即Vaa1→O2使J1闭合时无火花。该电路的特点是适应电源广、冲击小，与已有技术比较省出了大电流开关，大功率二极管、晶闸管，减少了成本、体积、重量、发热量等，提高了效率。
图2B电路图包括电源滤波电路、半桥、全桥逆变转换电路、逆变主电路、冷却电路，该部分是高频电焊机的核心，直接为高频焊枪提供大电流工作电源，其工作过程是电源从a点经L2输入，通过C7C8C9C10滤波，使工作电压更加平稳，C8C10为高频电流提供通路，当输入为低电压时(250V)，通过K2－1～K2－9转换电路接成全桥逆变电路。此时C7C9并联，BG2～BG9场效应组合管和BG18～BG25场效应组合管串联后与BG10～BG17和BG26～BG33场效应组合管串联后再并联，而大功率高频变压器B1初级两端分别接在BG2～BG9和BG18～BG25之间。与BG10～BG17和BG26～BG33场效应组合管之间，工作时，受高速驱动电路高频电压信号触发后，V－MOS场效应管BG2～33高速开通，正半周电流经BG2～BG9场效应组合管电流互感器LH1、变压器B1初级和补偿隔直电容C16、BG26～BG33场效应组合管构成一个电回路，电流从右到左通过变压器B1；负半周电流经BG10～BG17C16、B1初级、2H1及BG18～BG25场效应组合管构成另一电回路，电流从左到右通过变压器B1，使变压器B1次级上交变产生高频脉冲电压，供脉冲焊接输出用。当输入电压为高电压(500V)时，经K2－1～K2－9转换，电路就变成半桥电路，此时原为并联的滤波电容C7C9转为串联，BG2～BG9、BG26～BG33、BG10～BG17、BG18～BG25组合管全部串联成上、下二大组，大功率高频变压器B1初级线圈两端分别接在C7和C9中间与上和下二大组大功率场效应组合管中间，同理，二大组场效应管轮流导通，在变压器B1次级上感应出一定的高频脉冲电压，由于变压器B1初级一端接在功率管组成中心，另一端接电容C7C9的中心，输出电压比全桥电路低一倍，但是因输入电压高一倍，因此输出电压就近似不变，这样接法比直接用脉宽调节输出电压(即输入电压高、脉宽窄)电流冲击小，热功耗小，功率因素高，且谐波干扰可大大减小，图2B中D14～D17作为电感负载能量回送，MY2～MY5、R8R9R12R14C11～C14为过压保护元件，R7、R9、R11R13为限流输入电阻，R15为瞬时过流取样小电阻，当过流时，电流经H点到控制电路，封锁了输出脉冲起快速保护作用。
图2C所示，本实用新型的辅助逆变电源采用单管BG35间歇自激振荡电路与高频变压器B2产生高频电源，还包括控制同步用的时基振荡集成电路，由比较器组成的第一级稳压电源与集成稳压电路构成的精密稳压直流电源。该电源作用是为触发电路、驱动电路、控制电路、检测电路等提供稳定的交、直电源，由于主逆变采用V－MOS场效应管，推动功率小，用单管完全可以满足要求，比现有技术中普通的辅助电源电路简化，避免了双管共同导通现象，且体积小、成本低。
其简单的工作过程结合图叙述如下闭合K1后，主电源经K1D18R15R16向C17充电，当C17电压达到BG35导通电压后，BG35开始导通，经变压器B2耦合，在次级上感应出正电压后，通过C20R24向BG35供电使其更加导通，这是一个强烈正反馈过程，BG35迅速进入饱和状态，随时间变化，C20R24的充电电流逐渐下降，无法维持BG35饱和由B2的自感作用使绕组g感应出负电压，BG35迅速截止，当负电压放电完毕，BG35又导通，这样不断重复下去。为了使振荡工作在最佳频率，增设了由IC2(NE555)组成的同步时基振荡电路，频率由R26、R27、C23决定，调节其工作频率使之高于BG2－5自然振荡频率，由IC2发出同步脉冲，强迫BG35导通，从而准确地控制了振荡最佳频率。
第一级稳压电源由比较器IC1－1、BG34和给定电压组成，由R25、R28给比较器反相输入端确定一个合适的基准电压，当输入电压增大时，假定输出电压也增大，IC1－1同相输入端也增大，由于IC1－1的反相输入端电压不变，故IC1－1输出电压增大，IB34电流增大，BG34效电阻减小，使R24、C20正向电流被分流，BG35导通时间减小，输出脉冲变窄，从而使输出交流电压近似不变。为了使控制电路电压更加稳定，增设由集成稳压电路IC3构成的精密稳压直流电源，IC3(例如LM7812)的作用使输出脉冲频率不受电源影响，更加稳定。
如图所示，输送到逆变主控制电路的辅助逆变直流稳压源是经由BG36R30～R32、C29组成的电子滤波器后再输出的，这样设计即可减少供电、电压波纹系数，又为主控制电路接触时产生一个延时脉冲，且电子滤波器延时较继电器J1延时时间长，进一步确保继电器J1无火花接通。图2C中L3、R21可减少电流对BG35的冲击，DW1限制了BG35基极最高电压，D19为BG35的基极反向保护，MY6、MY7过压保护元件在过电压出现时，BG34导通，BG35截止，确保电路安全，MY8R17、C16设置是抑制BG35关断过电压，C31为高频滤波，R29为LED1指示管，限流电阻。
图2D高速驱动电路由高频整流滤波电路、集成快速光电耦合器、整形电路、驱动功放电路组成，以产生占空比可调的近似矩形波，工作电源由辅助逆变高频电源提供，由于辅助电源有稳压措施，该电压基本上是稳定的，集成光电耦合器(本实施例选用GD223其开关延时小于200ns)收到以脉冲宽度控制专用集成电路IC6为主的逆变主控制电路发出的脉冲信号，此例中的IC614或11脚输出高电平脉冲信号，经时基集成电路整形，由互补V－MOS场效应管BG38－1～BG38－4、BG37－1～BG37－4组成的功放电路快速向主逆变电路中功率场效应管极间电容CG1D1～CG4D4快速充、放电；该电路输出脉冲占空比由IC6的脉冲决定，四组驱动电路输入电源互相隔离，现以第一组驱动电路实施例工作过程为例叙述如下当IC4－1(GD223)接到IC6的11脚高电平脉冲信号后，IC4－1输出迅速转为低电平，当此电压低于某一电压时，时基集成电路IC5－1立即输出一个高电平，场效应管BG38－1导通，电流经BG38－1向功率场效应管极的电容CG1D1快速充电，BG2～BG9迅速导通；当IC6的11脚为低电平时，IC4－1输出为高电平，IC5－1输出为低电平BG37－1导通，CG1D0快速放电，BG2～BG9快速截止。
本电路针对以V－MOS场效应管为功率元件的主逆变电路设计特点而提出的较新型设计，具有如下几个特点1.信号传递全部采用高速开关元件，推动开断速度快；2.有时基集成电路整形，输出脉冲前后沿更加陡峭；3.采用二级互补推挽电路故开通快，关断也快，具有最快的开关速度，文献号为1023283的发明专利申请技术虽也是采用快速光电耦合器、场效应管，但以电阻与场效应管推动很难 提高开关速度，因为要提高驱动速度，推动电阻必须小，而电阻功率、推动管功率又必须大，二者很难兼顾，这样要么推动快，要么关断快，很难达到最佳状态。
图2E、2F电路图包括焊枪焊接输出回路，工作电流、电压检测和指示电路，零电流检测电路及其检测高频电源也作为辅助高频引弧用电源，综合控制和保护电路。其作用是指示工作状态，提供反馈控制信号，保证高频电焊机可靠工作，保证人身生命安全，输出良好的焊接外特性，同时又能达到空载节能的目的。
通过逆变主控制电路中脉冲宽度控制专用集成电路IC6控制输出的各输入脚分别分组或一并设有由焊枪焊接回路上的电流互感器LH2、量程转换开关K3－1～K3－3、电位器W1、整流滤波电路D24D25L5C34－C36、R40、电流表A构成的输出电流检测控制指示电路，由并联在焊接输出回路上的D29、R55、C39降压整流滤波电路及其支路上的R56R57W2和电压表V构成的电压检测指示控制电路，由焊接回路上的电流互感器LH3、比较集成电路IC8－1、IC8－2、R49～R93、C37、高频整流滤波电路D28、C38、R54构成的零电流检测控制电路，由BG41、D33D34、C45C46、R80～R84组成的设在辅助稳压供给电源与IC6之间的缓冲起动电路，由比较集成电路IC1－4、电位器W4及D32、LED2、C44、R65、R67、R78、R85组成的瞬时过流检测控制电路，其过流信号取自主逆变电路，由比较集成电路IC1－2、D31、LED3、R63R64R66、热敏电阻Rt、电位器W6组成的温度检测控制电路，由比较集成电路IC1－3、D35、R68～R72组成的欠压保护电路，其欠压信号取自主电源电压信号，由BG40、电位器W5、R73～R75、R79组成的电源频率自动调节电路，由零电流检测电路输出的高或低电平信号V与IC6本身构成的空载关机电路。
在焊枪焊接输出回路上，设有高频引弧检测用电源同时做为辅助高频引弧与零电流控制检测电路用电源，由时基集成电路IC7、功率场效应管BG39和变压器B3组成，R58、W3、C41决定其输出频率，产生高频低电压电源供焊接输出回路，变压器B3初级由辅助电源中第一级稳压直流电源供电。
结合
各功能电路的工作过程分别叙述如下电流检测和指示电路当电焊机开始焊接时，高频变压器次级X、Y端电压经电流互感器LH2、LH3、检测电源变压器B3次级，与焊枪、焊条、工作构成一个回路。其工作电流大小可由K3－1、K3－2、K3－3粗调，W1细调确定。通过LH2检测，D24、D25整流、L5、C34、C35、C36、R40滤波将高频电压变为平滑直流电压，由电流表A指示实际工作电流，并且经P点给综合控制集成电路IC6的4脚输出一个控制电压，与IC6的上脚比较，保持了良好的恒流控制特性。
电压检测和指示电路当电焊机开始工作后，主变压器B1次级X、Y端输出一个额定高频电压，此电压经D29、R55C39降压整流滤波调节变为平滑直流电压，其大小由电压V指示。如果需要恒压控制，调节R56、W2、R57支路中W2的阻值，可以改变Q点设定电压的值，输出电压就恒定在设定电压上，C40进一步滤波，使控制电压更稳定。如果只需恒流，只要使Q点设定电压大于图2F中IC6的2脚电位即可。
零电流检测控制电路及其高频电源由时基集成电路IC7产生高频振荡信号去推动功率场效应管BG39，在变压器B3次级输出约20V左右高频安全电压，作为零电流检测电源，也确保了人身安全，同时在工作中也起辅助高频引弧作用。该高频引弧检测用电源主要做为零电流检测电源用，因为主电路工作频率已达50KHZ、电压55V以上。其输出频率由R58、W3、C41决定，调节W3可以改变工作频率，一般为200KHZ左右。图中R61、R62、C43、MY，起过电压保护作用，R59限流，R60防止静电感应电压。当输出空载或工作电流小于20mA时，灵敏电流互感器LH3检测出的电压小，集成电路IC8－1截止，输出为低电平，集成电路IC8－1输出为高电平，经F点送至图2F中IC6的10脚，封锁了输出高频脉冲，切断了高速驱动电路，达到了明显的节能效果，其空载损耗约为6W左右。当电焊机焊枪与工件接触后，工作电流增大，封锁解除电焊机进入正常工作状态。图中R49、R50R50－1、C37为IC8－1提供一个基准比较电压，R51、R52为IC8－2提供一个基准比较电压，R48为LH3的负载，R47、D26、D27限制IC8－1输入电压，D28、C38、R54为高频整流滤波电路，以便与基准电压比较，R53提供工作电流，D30起反向隔离作用。输出回路中L16起限流作用在小电流时使电弧更加稳定，大电流工作时用K4将其短接。
恒流控制电路由脉宽调制专用集成电路IC6内部结构决定，当V4、5电压超过200mV时，IC6输出就截止，因此图2E中K3、W1位置改变，输出工作电流就改变。当某种原因工作电流增大，经反馈VP即V4电位也上升，因集成IC6的4脚电位，V4＝0，所以V4、5↑，此时IC6向截止方向变化，脉宽变窄，使输出电压Vxy↓，I输出↓，从而基本保持电流不变。
恒压控制电路原理与恒流控制类似，由W2确定恒压电压。当某种原因使输出电压Vxy上升，经反馈VQ↑，即V1↑，因IC6的2脚电位不变，V21↓，使IC6内部9脚电位V9↓，脉宽变窄，Vxy↓，从而基本保持电压不变。
缓冲起动电路由BG41、D33、D34、C45、C46、R80、R84组成，其主要作用减小开机冲击或封锁解除后重新起动电流冲击，防止高频变压器B1瞬时进入磁饱和，确保功率场效应管的安全，是高频电焊机不可缺少的重要环节。开机时由Vc45电压不能突变，IC6的9脚电位也只能慢慢上升，从而脉宽也只能慢慢增大，电流也只能逐渐增大，减少了冲击。当某种原因IC6的10脚为高电平时，BG41迅速导通，Vc45迅速下降，当封锁解除后Vc45电压只能缓慢上升，无电流冲击。
变频控制电路也由BG40、W5、R73－R75组成，当电流电压在小范围内波动时，BG40的等效电阻也跟随变化，比如电源电压上升，BG40栅极电压上升，漏极电流增大，等效电阻减小，与R49、W5支路并联，使C48充电电流增大，充放电过程变快，工作频率上升，在主电路初次级漏感上压降增大，这样在不改变脉宽的条件下能保持输出电压近似不变。这种做法比单纯调节占空比的优点是(1)谐波小，干扰小；(2)效率高性能稳定。图中W5可以改变主电路工作频率，调节W5使其工作在最佳频率上。
瞬时过流检测控制电路由IC1－4、W4、D32、LED2、C44、R65、R67、R68、R85组成，R65、R66确定基准电压，W4调节电流反馈电压。工作正常时IC1－4反相端电压高于同相端电压，IC1－4截止，输出低电平，此环节不起作用。当主电路元件损坏，碰线等原因发生短路时，图2F中VH↑，IC4－4由截止转为导通，经D32、LED2使IC6的10脚为高电平，封锁了输出脉冲，确保了安全，同时由面板上发光管LED2红光指示，便于检修。
温度检测控制电路由IC1－2、D31、LED3、R63、R64、R66、R6、W6组成，能避免功率场效应管因过热而烧毁。正常工作时IC1－2截止输出低电平，此环节不起作用。当工作电流超过额定值，或占空比大于60％，或因冷却风扇停转都会使功率管温度上升。当工作温度超过额定值时，Rt阻值下降，反相输入端电压下降，IC1－2由截止转为导通，经D31、LED3使IC6的10脚为高电平，封锁了输出脉冲，确保了安全，同时由面板上发光管LED3黄光指示。
欠压保护电路由IC1－3、D35、R68～R72组成，电压正常时，此环节不起作用，当欠压时，IC1－3反相输入端电压低于同相端，IC1－3输出高电平由R72、D35经IC6的10脚，封锁了输出脉冲。其作用一是使严重欠电压电路停止工作，确保焊接质量；作用二是关断时能快速封锁输出脉冲，保证主关断电路可靠工作。
空载关机电路由零电路检测电路输出的电平信号VF和IC6组成，空载时VF为高电平，即IC6的10脚为高电平，输出脉冲被封锁，有载时VF为低电平，封锁解除电路恢复正常。这样既可保证人身安全又能达到明显的节能效果。
权利要求1.一种场效应管高频脉冲电焊机，其特征在于仅包括供电电源、主逆变电路、辅助逆变电源、逆变主控制电路、高速驱动电路、大功率高频变压器、高频脉冲输出电路及其焊枪装置、主逆变电路其逆变功率元件采用短沟道的V-MOS场效应管BG2-BG33、数盏大功率的场效应管可并联成更大功率管，电源经C7～C10、R5、R6滤波电路后，输入由V-MOS场效应管BG2～BG33、隔离二极管D14～D17，大功率高频变压器B1初级构成的逆变电回路，受高速驱动电路高频电压信号触发后，V-MOS场效应管BG2-33高速开通，正、负半周电流分别经BG2-BG9组合管，B1初级，BG26～BG33组合管构成的从右到左回路，与经BG10-BG12、B1初级及BG10～BG25组合管构成的从左到右回路，使大功率高频变压器B1次级上感应出交变高频脉冲电压。
2.按照权利要求1所述的场效应管高频脉冲电焊机，其特征在于主逆变电路中设有K2－1～K2－，双位转换开关，将逆变电路从全桥电路转为半桥电路，此时，原为并联的滤波电容C7、C9转为串联，BG2～BG9、BG26～BG33、BG10～BG17、BG18～BG25组合管全部串联成上、下二大组，大功率高频变压器B1初级线圈两端分别接在C7和C，中间与上和下二大组大功率场效应组合管中间，供电直流电源输入电压为全桥电路的一倍。
3.按照权利要求1或2所述的场效应管高频脉冲电焊机，其特征在于主电源输入到主逆变电路之间设有由限流电阻R1、可控硅SCR1、继电器J1、辅助电源开关K1、高频变压器B2次级及其BG1、R4、C5、C6、L4、L27、L28、R33构成的延时电路组成电源抗冲击电压电流电路。
4.按照权利要求1或2所述的场效应管高频脉冲电焊机，其特征在于高速驱动电路由高频整流滤波电路、集成快速光电耦合器、整形电路、驱动功放电路组成，工作电源由辅助逆变高频电源提供，集成快速光电耦合器收到以脉冲宽度控制专用集成电路IC6为主的逆变主控制电路发出的脉冲信号，经时基集成电路整形，由互补V－MOS场效应管BG38－1～BG38－4、BG37－1～BG37－4组成的功放电路快速向主逆变电路中功率场效应 管极间电容CG1D1～CG4D4快速充放电，四组驱动电路输入电源互相隔离。
5.按照权利要求3所述的场效应管高频脉冲电焊机，其特征在于高速驱动电路由高频整流滤波电路、集成快速光电耦合器、整形电路、驱动功放电路组成，工作电源由辅助逆变高频电源提供，集成快速光电耦合器收到以脉冲宽度控制专用集成电路IC6为主的逆变主控制电路发出的脉冲信号，经时基集成电路整形，由互补V－MOS场效应管BG38－1～BG38－4、BG37－1～BG37－4组成的功放电路快速向主逆变电路中功率场效应 管极间电容CG1D1～CG4D4快速充放电，四组驱动电路输入电源互相隔离。
6.按照权利要求1或2或5所述的场效应管高频脉冲电焊机，其特征是辅助逆变电源采用单管BG35间歇自激振荡电路与高频变压器B2产生高频电源，还包括控制同步用的时基振荡集成电路，由比较器组成的第一级稳压电源与集成稳压电路构成的精密稳压直流电源，稳压直流电源经由BG36及R30～R32、C29组成的电子滤波器后输送到逆变主控制电路，且该电子滤波器延时较继电器J1延时时间长。
7.按照权利要求1或2或5所述的场效应管高频脉冲电焊机，其特征在于通过逆变主控制电路中脉冲宽度控制专用集成电路IC6控制输出的各输入脚分组分别或一并设有由焊枪焊接回路上的电流互感器LH2、量程转换开关K3－1～K3－3、电位器W1、整流滤波电路D24D25L5C34－C36R40、电流表A构成的输出电流检测、控制指示电路，由焊接回路上的电流互感器LH3、L6、比较集成电路IC8－1、IC8－2、R49～R53、C37高频整流滤波电路D28、C38R54构成的零电流检测控制电路，由并联在焊接输出回路上的D29、R53C39降压整流滤波电路及其支路上的R56、R57可变电位器W2和电压表V构成电压检测和指示控制电路，由BG41、D33D34、C45C46、R80～R84组成的设在辅助稳压 供给电源与IC6之间的缓冲起动电路，由比较集成电路IC1－4、电位器W4及D32、LED2、C44R65、R67、R78、R85组成的瞬时过流检测控制电路，其过流信号取自主逆变电路，由比较集成电路IC1－2、D31、LED3、R63R64、R66热敏电阻Rt、电位器W6组成的温度检测控制电路，由比较集成电路IC1－3、D35、R68～R72组成的欠压保护电路，其欠压信号取自主电源电压信号，由BG40、可变电位器W5、R73～R75R79组成的电源频率自动调节电路。
8.按照权利要求4所述的场效应管高频脉冲电焊机，其特征在于通过逆变主控制电路中脉冲宽度控制专用集成电路IC6控制输出的各输入脚分组分别或一并设有由焊枪焊接回路上的电流互感器LH2、量程转换开关K3－1～K3－3、电位器W1，整流滤波电路D24D25L5C34－C36R40、电流表A构成的输出电流检测、控制指示电路，由焊接回路上的电流互感器LH3、L6、比较集成电路IC8－1IC8－2、R49～R53、C37、高频整流滤波电路D28、C38R54构成的零电流检测控制电路，由并联在焊接输出回路上的D29、R55C39降压整流滤波电路及其支路上的R56、R57可变电位器W2和电压表V构成电压检测和指示控制电路，由BG41、D33D34、C45C46、R80～R84组成的设在辅助稳压电供给电源与IC6之间的缓冲起动电路，由比较集成电路IC1－4、电位器W4及D32、LED2、C44R65、R67、R78R85组成的瞬时过流检测控制电路，其过流信号取自主逆变电路，由比较集成电路IC1－2、D3、LED3、R63R64、R66热敏电阻Rt、电位器W6组成的温度检测控制电路，由比较集成电路IC1－3、D35、R68～R72组成的欠压保护电路，其欠压信号取自主电源电压信号，由BG40、可变电位器W5、R93～R75R79组成的电源频率自动调节电路。
9.按照权利要求6所述的场效应管高频脉冲电焊机，其特征在于通过逆变主控制电路中脉冲宽度控制专用集成电路IC6控制输出的各输入脚分组分别或一并设有由焊枪焊接回路上的电流互感器LH2、量程转换开关K3－1～K3－3、电位器W1，整流滤波电路D24D25L5C34－C36R40、电流表A构成的输出电流检测、控制指示电路，由焊接回路上的电流互感器LH3、L6、比较集成电路IC8－1IC8－2、R49～R53、C37高频整流滤波电路D28、C36R54构成的零电流检测控制电路，由并联在焊接输出回路上的D29、R55C39降压整流滤波电路及其支路上的R56、R57可变电位器W2和电压表V构成电压检测和指示控制电路，由BG41、D33D34、C45C46、R80～R84组成的设在辅助稳压电供给电源与IC6之间的缓冲起动电路，由比较集成电路IC1－4、电位器W4及D32、LED2、C44R65、R67、R78、R85组成的瞬时过流检测控制电路，其过流信号取自主逆变电路，由比较集成电路IC1－2、D31LED3、R63R64、R66、热敏电阻Rt、电位器W6组成的温度检测控制电路，由比较集成电路IC1－3、D35、R68～R72组成的欠压保护电路，其欠压信号取自主电源电压信号，由BG40、可变电位器W5、R93～R75R79组成的电源频率自动调节电路。
10.按照权利要求1或2或5或8或9所述的场效应管高频脉冲电焊机，其特征是设有高频引弧检测用电源同时做为辅助高频引弧与零电流控制检测电路用电源，由时基集成电路IC7、功率场效应管BG3，和变压器B3组成，R58、W3、C41决定其输出频率，产生高频低压电源供焊枪焊接输出回路，变压器B3初级由辅助中第一级稳压直流电源供电，由零电流检测电路输出的高或低电平信号VF与IC6本身构成的空 载关机电路。
专利摘要本实用新型关于高频脉冲电焊机的新设计，该电焊机仅包括供电电源，主逆变电路，输送逆变电源、逆变主控制电路、高速驱动电路、焊接输出回路及焊枪装置，主逆变电路采用V-MOS场效应管作为大功率的功率放大元件，具有驱动速度快、逆变效率高、开关频率达50KHE以上，节能效果明显，省去了专门的高频引弧装置，可设成多电源输入，应用范围广、体积小、重量轻。
文档编号B23K9/09GK2081774SQ9022421
公开日1991年7月31日 申请日期1990年11月21日 优先权日1990年11月21日
发明者刘希真, 陈策 申请人:陈策, 刘希真