专利名称：场效应管正激逆变热保护式弧焊机的制作方法
技术领域：
本发明属于电弧焊接或电弧切割技术领域。
逆变式整流弧焊机是近年来发展起来的比较理想的焊接切割工具，它具有轻便节能、焊接性能好等特点，因此得到了比较广泛的应用。但是，这种弧焊机还存在如下不足由于采用可控硅或大功率晶体管半桥式逆变电路(见图4)，交流电流经整流滤波后加在1，2的两端，两个功率管A和B交替导通。于是在逆变变压器的两端得到一个高频方波电压，如果由于某种意外A、B两管同时导通，则它们将被立即烧毁。因此逆变频率很难超过20KHZ，要想进一步减轻变压器的重量将受到逆变频率的限制；由于这种弧焊机的过热保护多数采用热继电器保护，这种热继电器用来保护变压器的过热还是可以的，但用来功率三极管等电子元件的过热保护，其反应速度不快，往往不能有效地保护功率三极管等电子元件，而且还不能自动复原；在现有技术中一般都采用大容量快速恢复二极管将逆变得到的高频电压整流，但是，大容量快速二级管的价格昂贵，使整机的成本大幅度提高。如果采用多个小容量快速恢复二极管并联，需要加均流电阻，这样又增加了能量损耗。总之，目前这种逆变式整流弧焊机仍然存在着不足，需要进一步提高和改进。
本发明的目的在于设计一种场效应管正激逆变热保护式弧焊机，该机具有重量轻、操作简便、工作可靠、电弧稳定等特点，此外本机还具有过热保护及自动复原功能，不必担心焊机因过热而烧毁。
这种场效应管正激逆变热保护式弧焊机，由冷却风机、焊钳等零部件所组成，其要点是220V交流电源经整流桥Z1整流正端接电感L2，负端接虚地，电感L2的另一端与电感L3和电容C1的正端相连，电感L3的另一端与电容C12的一端连结后作为正激逆变器输入电源的正端，它与虚地之间连结以下三条支路第一支路是场效应管MOS1的漏极与二极管D14和极电阻R38的一端连接后接到输入电源的正端，二极管D13的阳极与电阻R38的另一端与电容C13的一端相连，电容C13的另一端与场效应管MOS1的源极以及二极管D12的阴极相连，二极管D12的阳极接虚地，MOS1的8个小功率场效应管的栅极各接一个200Ω的电阻，这些电阻的另一端连在一起与控制电路板相连；第二支路是二极管D13的阳极与场效应管MOS2的漏极、二极管D15的阳极以及电阻R39的一端相连，二极管D15的阳极与电阻R39的一端相连，二极D15的阳极与电阻R39的另一端与电容C14的一端相连，C14的另一端与场效应管MOS2的源极以及电阻R17的一端相连，R71的另一端接虚地，MOS2的8个小功率场效应管的栅极各接一个200Ω的电阻、这些电阻的另一端连在一起与控制电路板相连；第三支路是电阻R28的一端接输入电源的正端，R28的另一端与R27的一端连后接到控制电路板，R27的另一端接虚地；逆变变压器T2的初级线圈的“※”端与场效应管MOS1的源极相连，T2的初级线圈的另一端与场效应管MOS2的漏极相连；三个共阴极双二极管D16、D17、D18的阴极各接输出电抗器L4三个线圈的首端，L4三个线圈的尾端相连作为焊接电流输出的正端子；三个共阴极双二极管D16、D17、D18的极阳极连在一起接在变压器T2次级线圈的首端，双二极管中其余三个二极管阳极相连接在变压器T2次线绕阻的尾端，这个连接点作为焊接电流输出的负端子；电阻R40和电容C15串联后所得的支路并联在变压器T2次级绕阻的二端；所说的场效应管MOS1、MOS2由8个小功率场效应管顺向并联而成；温度检测元件PNP型三极管BG的管壳用焊锡焊在铜片上，用螺钉将铜片与场效应管(16个小功率场效应管中的一个)的散热片相连，BG的集电极C接控制电路的OV，BG的发射极e通过电阻R1与控制电路的工作电源-V相连。
附图及实施例附
图1为场效应管正激逆变热保护式弧焊机电路图。
附图2为温度检测电路原理图。
附图3为温度检测电路的元件安装示意图。
附图4常用逆变电路图附图1所示的是本发明的实施例的主电路图，其电路的工作原理是单相交流220V电源经15A保险管和整流桥Z1整流再经L2、C1和L3、C12滤波后的直流电压作为逆变器的输入电源。
MOS1和MOS2受控制电路的控制，同时导通或关断。同时导通时，电流由逆变器输入电源的正端(即电感L3和C12的连接点)出发流经MOS1的漏极、源极、变压器T2的初级线圈、MOS2的漏极、源极最后经检测电阻R71回到逆变器输入电源的负端(即虚地)。
当MOS1和MOS2同时导通时，变压器T2正向激磁，次级绕阻首端为正，尾端为负，电流由次级绕阻的首端出发经三个并联的二极管D16、D17、D18和L4的线圈，电流输出下端子，外部的电负载，回到电流输出的负端子，回到T2变压器次级绕阻的尾端，在变压器T2正向激磁时，逆变器输出功率。
当MOS1和MOS2同时关断时，变压器T2的初级绕阻的电流不能立即消失，续流电流从虚地出发，流经二极管D12的阳极、阴极、T2变压器初级绕组的首端、尾端、二极管D13的阳极、阴极回到逆变输入电源的L3和C12的连接点，在T2变压器初级绕阻续流期间，T2初级绕阻的首端与虚地等电位，尾端约与逆变输入电源的正端等电位，此时T2变压器反向激磁，次级绕阻首端为负；尾端为正，T2次级绕阻无电流。此时电抗器L4的电流通过外部电弧负载和三个二极管D16、D17、D18续流。
由电阻R40和电容C15串联而成的支路关联在变压器T2次线绕阻的二端，用来消除场效应管导通或关断瞬间振荡。
温度检测元件PNP型三极管BG的管壳焊接在铜片上，再用螺钉将铜片(2)与场效应管的散热片相连。当负载持续时间过久场效应管发热超过额定温度时(见图2、3)，三极管BG的穿透电流增加，其发射极电位下降，控制电路将逆变器关断，此时即停止输出电流。由于停止输出电流，场效应管的温度下降，到一定的温度即可自动恢复正常工作。
由电阻R26、R27串联后接在逆变输入电源下端和虚地间的支路用来作为低电压保护，当电压过低时R27与R28的连接点(它与控制电路相连)电位降低，控制电路发出信号关断逆变器避免由于电压过低焊接质量下降而出废器。
该机有如下优点1、本机只有9.1公斤，输出最少工作电流78安培，与同类型弧焊机相比，在容量相同的情况下重量最轻。
2、由于本机输出是直流，因此电弧稳定，焊接性能优于交流电焊机，可代替气焊焊接1～4mm的薄板。
3、该机具有过热保护功能并自动复原，不必担心焊机因过热而烧毁、全机只有一个调节电流的旋扭，操作简便，工作可靠。
4、本机使用单相交流220V电流，便于在没有三相电源的地方使用。与发电机式电焊机相比约节电30%。
权利要求
1.一种场效应管正激逆变热保护式弧焊机，包括冷却风机、焊钳，其特征在于220V交流电源经整流桥Z1整流正端接电感L2，负端接虚地，电感L2的另一端与电感L3和电容C1的正端相连，电感L3的另一端与电容C12的一端连接后作为正激逆变器输入电源的正端，它与虚地之间连接以下三条支路第一支路是场效应管MOS1的漏极与二极管D14和极电阻R38的一端连接后接到输入电源的正端，二极管D13的阴极与电阻R38的另一端与电容C13的一端相连，电容C13的另一端与场效应管MOS1的源极以及二极管D12的阳极相连，二极管D12的阳极接虚地，第二支路是二极管D13的阳极与场效应管MOS2的漏极、二极管D15的阳极以及电阻R39的一端相连，二极管D15的阳极以及电阻R39的一端相连，二极管D15的阳极与电阻R39的另一端与电容C14的一端相连，C14的另一端与场效应管MOS2的源极以及电阻R71的一端相连，R71的另一端接虚地，第三支路是电阻R28的一端接输入电源的正端，R28的另一端与R27的一端连后接到控制电路板，R27另一端接虚地，逆变压器T2的初级线圈的“※”端与场效应管MOS1的源极相连，T2的初级线圈的另一端与场效应管MOS2的漏极相连，三个共阴极双二极管D16、D17、D18的阴极各接输出电抗器L4三个线圈的首端、L4三个线圈的尾端相连作为焊接电流输出的正端子，三个共阴极双二极管D16、D17、D18的阳极连在一起接在变压器T2次级线圈的首端，双二极管中其余三个二极管的阳极相连接在变压器T2次级绕阻的尾端，这个连接点作为焊接电流输出的负端子；电阻R40和电容C15串联后所得的支路并联在变压器T2次级绕阻的二端。
2.根据权利要求1所述的弧焊机，其特征在于所说的场效应管MOS1、MOS2均由8个小功率场效应管顺向并联而成。
3.根据权利要求1、2所述的弧焊机，其特征在于MOS1和MOS2的8个小功率场效应管的栅极各接一个200Ω的电阻，这些电阻的另一端连在一起与控制电路板相连。
4.根据权利要求1所述的弧焊机，其特征在于温度检测元件PnP型三极管BG的管壳用焊锡(1)焊在铜片上，用螺钉将铜片(2)与场效应管的散热片相连，BG的集电极C接控制电路的Ov，BG的发射极e通过电阻R1与控制电路的工作电源+V相连。
全文摘要
本发明属于电弧焊接或电弧切割技术领域，它包括冷却风机、焊钳等，其特征是，220V交流电源经整流桥Z
文档编号B23K9/10GK1113843SQ9410745
公开日1995年12月27日 申请日期1994年7月22日 优先权日1994年6月8日
发明者钟允林 申请人:东北重型机械学院南校