一种CO₂及MAG及MIG弧焊机送丝电机调速及控制电源装置的制作方法

专利名称：一种CO₂及MAG及MIG弧焊机送丝电机调速及控制电源装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种送丝电机调速电路及控制电源供电装置，尤其是一种CO2/MAG/ MIG弧焊机送丝电机调速及控制电源装置。
背景技术：
晶闸管式或逆变式各类C02/MAG/MIG气体保护弧焊机广泛应用各种碳钢，不锈钢， 铝，镁等金属高效焊接。C02/MAG/MIG焊接方法通常通以CO2气体，C02+Ar混合气体，Ar气 等气体为保护气体，依靠焊丝与焊件之间电弧来熔化金属，是一种高效节能焊接方法。通常 焊接电源采用晶闸管式整流控制或IGBT或场效应管逆变式电源为恒压源，再配以自动送 丝装置，送丝电机将焊丝自动送出，被焊接电源所提供能量熔化，形成焊接电弧。各类气体 保护弧焊机工作需要控制电路，需供给直流稳压电源，另外，焊机的自动送丝采用直流印刷 电机调速。以往各类C02/MAG/MIG弧焊机自动送丝调速及为其提供控制电路的电源装置要 用到工频控制变压器，通常功率在250W左右。

发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种无工频控制变压器的CO2/ MAG/MIG弧焊机送丝电机调速及控制电源装置。按照本发明提供的技术方案，所述(X)2及MAG及MIG弧焊机送丝电机调速及控制 电源装置包括脉宽调制芯片LT1247，脉宽调制芯片LT1247的6脚通过第五电阻接场效应 管栅极；场效应管源极通过第四电阻接地，漏极接开关变压器初级第二绕组的一端，并依次 通过第二二极管、第十五电阻和第二电容的并联电路连接开关变压器初级第二绕组的另一 端，开关变压器初级第二绕组的另一端同时连接弧焊机主回路的+540V电源；弧焊机主回 路的+540V电源依次通过第一电阻和第二电阻接第一二极管的阴极，第一二极管阴极通过 第一电容接地，阳极接开关变压器初级第一绕组的一端，开关变压器初级第一绕组另一端 接地；第一电阻和第二电阻之间的节点接脉宽调制芯片LT1247的7脚，并通过第九电阻接 脉宽调制芯片LT1247的2脚，脉宽调制芯片LT1247的2脚和1脚之间接第六电阻和第四电 容的并联电路同时脉宽调制芯片LT1247的2脚通过第七电阻接地；脉宽调制芯片LT1247 的8脚通过第五电容接地同时通过第八电容接脉宽调制芯片LT1247的4脚，脉宽调制芯片 LT1247的4脚通过第三电容接地；脉宽调制芯片LT1247的3脚通过第十电阻接场效应管 源极；开关变压器次级第一绕组的一端通过第一二极管接三端可调稳压器LM338的Vi端， 三端可调稳压器LM338的VO端接送丝印刷电机的正端，三端可调稳压器LM338的Aaj端接 电位器的固定端，电位器的可调端接送丝印刷电机的负端并连接开关变压器次级第一绕组 的另一端，三端可调稳压器LM338的VO端和Aaj端之间接第十一电阻；开关变压器次级第 二绕组的一端通过第四二极管接第一输出端口，开关变压器次级第二绕组另一端接第二输 出端口，开关变压器次级第三绕组的一端通过第五二极管接第三输出端口，开关变压器次级第三绕组另一端接第四输出端口 ；开关变压器次级第二绕组的两端之间接第六电容，开 关变压器次级第三绕组的两端之间接第七电容。本发明包括了由脉宽调制芯片LT1247和场效应管及开关变压器组成开关电源， 由三端可调稳压器LM338、外接电位器组成的调速电路，以及开关变压器次级两组供电电 源。本发明的优点是本发明装置省去了常规的工频控制变压器，简化了送丝电机调 速电路和控制电源装置，采用脉宽调制芯片LT1247加可调三端稳压集成电路LM338等所组 成一种开关电源装置，实现各类C02/MAG/MIG弧焊机送丝印刷电机的调速(印刷电机工作电 压范围为DCl. 25^25V)及控制电路所需士 15V电源供电；降低各类C02/MAG/MIG弧焊机成 本，尤其是省去工频控制变压器更适应逆变式焊机体积小，重量轻，高效节能特点。


图1是逆变式CO2/MAG/MIG弧焊机主回路与本装置连接示意图。图2是晶闸管式或其它控制方法C02/MAG/MIG弧焊机主回路与本装置连接示意 图。图3是本发明无工频控制变压器的C02/MAG/MIG弧焊机送丝电机调速及控制电路 装置电路原理图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图1为各类逆变式CO2/MAG/MIG弧焊机主电路，通常是电网电压一直接整流一滤 波一高频逆变一二次整流一直流输出等各环节。采用逆变回路可以是IGBT或场效应管等 逆变环节。本专利装置输入电压直接取自主回路一次整流滤波后的DCMOV电压经过插头 CNl与本装置相连。图2为晶闸管式或其它控制方式C02/MAG/MIG弧焊机主回路，通常是电网电压一 工频降压变压器降压一晶间管可控整流一直流输出各环节。本专利装置增加一个三相整流 桥QD和电容C滤波得到DCMOV电压，经过插头CNl与本装置相连。如图3所示，本发明所述无工频控制变压器的C02/MAG/MIG弧焊机送丝电机调速 电路及控制电源装置采用最新脉宽调制芯片LT1247及其附属电路组成的开关电源，形成 附次级第一绕组(5飞号)产生28V高频交流，经过二极管D3整流和三端可调稳压器LM338， 输出供送丝印刷电机M所需DC 1.25 25电压，控制电机电流可达3A以上。Nl次级第二、 第三绕组(7、，flO号)两个绕组经整流滤波后形成二组直流稳压电源，通常供控制电路为 士 15V，电流在IA左右。电路具体连接关系为脉宽调制芯片IC1(LT1247)的6脚通过第五 电阻R5接场效应管Ql栅极；场效应管Ql源极通过第四电阻R4接地，漏极接开关变压器 Nl初级第二绕组的一端，并依次通过第二二极管D2、第十五电阻R15和第二电容C2的并联 电路连接开关变压器W初级第二绕组的另一端，开关变压器W初级第二绕组的另一端同 时连接弧焊机主回路的+540V电源；弧焊机主回路的+540V电源依次通过第一电阻Rl和第 二电阻R2接第一二极管Dl的阴极，第一二极管Dl阴极通过第一电容Cl接地，阳极接开关 变压器m初级第一绕组的一端，开关变压器m初级第一绕组另一端接地；第一电阻Rl和第二电阻R2之间的节点接脉宽调制芯片ICl的7脚，并通过第九电阻R9接脉宽调制芯片 ICl的2脚，脉宽调制芯片ICl的2脚和1脚之间接第六电阻R6和第四电容C4的并联电路 同时脉宽调制芯片ICl的2脚通过第七电阻R7接地；脉宽调制芯片ICl的8脚通过第五电 容C5接地同时通过第八电容R8接脉宽调制芯片ICl的4脚，脉宽调制芯片ICl的4脚通 过第三电容C3接地；脉宽调制芯片ICl的3脚通过第十电阻RlO接场效应管Ql源极；开关 变压器附次级第一绕组的一端通过第一二极管Dl接三端可调稳压器Wl (LM338)的Vi端， 三端可调稳压器Wl的VO端接送丝印刷电机M的正端，三端可调稳压器Wl的Aaj端接电位 器VR的固定端，电位器VR的可调端接送丝印刷电机M的负端并连接开关变压器m次级第 一绕组的另一端，三端可调稳压器Wl的VO端和Aaj端之间接第十一电阻Rll ；开关变压器 Nl次级第二绕组的一端通过第四二极管D4接第一输出端口，开关变压器m次级第二绕组 另一端接第二输出端口，开关变压器m次级第三绕组的一端通过第五二极管D5接第三输 出端口，开关变压器m次级第三绕组另一端接第四输出端口 ；开关变压器m次级第二绕组 的两端之间接第六电容C6，开关变压器m次级第三绕组的两端之间接第七电容C7。从图1或图2所示电路输出的DC MOV电压，经过插头CNl输入，经过Rl及R9，R7 的分压电路供给脉宽调制芯片IC1(LT1M7)大于16V的电压，芯片开始工作，6脚输出幅值 为12V脉冲，经过R5驱动场效应管Ql导通，此时电源给开关变压器附初级第二绕组(3、 号)充电，电能转换为磁能存储于开关变压器中。而场效应管Ql的导通与截止，由芯片ICl 的4脚脉冲频率决定(脉冲频率由4脚的R8，C3决定)，当第一个脉冲高电平结束，转为低电 平，使得Ql截止，在W初级第二绕组(3、号)感应电动势为上负下正时，而m的初级第一 绕组(广2号)则感应电动势方向为上正下负，二极管Dl导通，给Cl充电，供给芯片ICl电 源电压。芯片ICl的内部误差放大器通过R6，C4接入PI控制环节。将Ql的输出电流经R4 反馈，经过RlO进入芯片ICl的3脚和内部误差放大器进行比较，保证芯片ICl的6脚输出 稳定。由芯片ICl所组成的开关电源，开关变压器m的次级第一绕组(5飞号)输出 28V高频交流，经过D3整流，再经过三端可调稳压器Wl (LM338)输出DC 1. 25疒25V直流 电压，供送丝印刷电机M工作(一般采用额定工作电压DC 24V印刷电机，工作电压范围 DCl. 25疒25V)。通过改变电机工作电压，即改变了电机的转速，供各类C02/MAG/MIG弧焊机 自动送丝。电机的工作电压调节范围是由外接电位器VR和Rll决定。由芯片ICl所组成的开关电源，开关变压器m的次级第二绕组(7、号)和第三绕 组(910号)输出为17V高频交流，然后经过D4，D5整流及C6，C7滤波，形成两组直流电源， 一般为DC电压为15V，DC电流IA左右，供各类C02/MAG/MIG弧焊机控制电路电源士 15V工 作。本专利改变传统的送丝电机调速方法，传统调速方法一般采用工频控制变压器， 配合可控硅调速电路实现送丝电机调速。本发明主要在于省去了常规的工频控制变压器， 采用开关电源及三端可调稳压器等电路实现各类CO2/MAG/MIG弧焊机送丝电机调速，满足 送丝印刷电机工作电压范围1.25疒25VDC，工作电流3A以上的要求。同时本专利构成的 开关电源还可为各类C02/MAG/MIG弧焊机控制电路提供供电电源，一般为DC士 15V，IA输出 电流，省去了传统的工频控制变压器降压整流滤波稳压等电路。一种无工频控制变压器的 C02/MAG/MIG弧焊机送丝调速电路及控制电源装置作为弧焊机独立装置。装置的输入电压对逆变式C02/MAG/MIG弧焊机而言，可直接取自3相电源整流滤波后的DCMOV电源，对晶 闸管式或其它形式控制C02/MAG/MIG弧焊机，本装置只增加一个三相整流桥及电容滤波而 得到DCMOV电源，连接方便。 图3所示装置电路结构简单，所用元器件少，可靠性高，用料成本低，省去了以往 的工频控制变压器，因一般的工频控制变压器功率约为250W左右。而该装置除具备以上优 点外，更主要是节能高效，体积小，重量轻，可应用于晶闸管式及各类C02/MAG/MIG弧焊机， 更适用于逆变式C02/MAG/MIG弧焊机。
权利要求
1. 一种C02&MAG及MIG弧焊机送丝电机调速及控制电源装置，其特征是包括脉宽调 制芯片LT1247 (IC1)，脉宽调制芯片LT1247 (ICl)的6脚通过第五电阻(R5)接场效应管 (Ql)栅极；场效应管(Ql)源极通过第四电阻(R4)接地，漏极接开关变压器(Ni)初级第二绕 组的一端，并依次通过第二二极管(D2)、第十五电阻(R15)和第二电容(C2)的并联电路连 接开关变压器(Ni)初级第二绕组的另一端，开关变压器(Ni)初级第二绕组的另一端同时 连接弧焊机主回路的+540V电源；弧焊机主回路的+540V电源依次通过第一电阻(Rl)和第 二电阻(R2)接第一二极管(Dl)的阴极，第一二极管(Dl)阴极通过第一电容(Cl)接地，阳极 接开关变压器(Ni)初级第一绕组的一端，开关变压器(Ni)初级第一绕组另一端接地；第一 电阻(Rl)和第二电阻(R2)之间的节点接脉宽调制芯片LT1247 (ICl)的7脚，并通过第九 电阻(R9)接脉宽调制芯片LT1247 (ICl)的2脚，脉宽调制芯片LT1247 (ICl)的2脚和1 脚之间接第六电阻(R6)和第四电容(C4)的并联电路同时脉宽调制芯片LT1247 (ICl)的2 脚通过第七电阻(R7)接地；脉宽调制芯片LT1247 (ICl)的8脚通过第五电容(C5)接地同 时通过第八电容(R8)接脉宽调制芯片LT1247 (ICl)的4脚，脉宽调制芯片LT1247 (ICl) 的4脚通过第三电容(C3)接地；脉宽调制芯片LT1247 (ICl)的3脚通过第十电阻(RlO) 接场效应管(Ql)源极；开关变压器(Ni)次级第一绕组的一端通过第一二极管(Dl)接三端 可调稳压器LM338 (Wl)的Vi端，三端可调稳压器LM338 (Wl)VO端接送丝印刷电机(M)的 正端，三端可调稳压器LM338 (Wl)Aaj端接电位器(VR)的固定端，电位器(VR)的可调端接 送丝印刷电机(M)的负端并连接开关变压器(Ni)次级第一绕组的另一端，三端可调稳压器 LM338 (Wl)VO端和Aaj端之间接第十一电阻(R11);开关变压器(Ni)次级第二绕组的一端 通过第四二极管(D4)接第一输出端口，开关变压器(Ni)次级第二绕组另一端接第二输出 端口，开关变压器(Ni)次级第三绕组的一端通过第五二极管(D5)接第三输出端口，开关变 压器(Ni)次级第三绕组另一端接第四输出端口 ；开关变压器(Ni)次级第二绕组的两端之 间接第六电容(C6)，开关变压器(Ni)次级第三绕组的两端之间接第七电容(C7)。
全文摘要
本发明涉及一种CO2/MAG/MIG弧焊机送丝电机调速及控制电源装置。本发明包括了由脉宽调制芯片LT1247和场效应管及开关变压器组成开关电源，由三端可调稳压器LM338、外接电位器组成的调速电路，以及开关变压器次级两组供电电源。本发明的优点是省去了常规的工频控制变压器，简化了送丝电机调速电路和控制电源装置，采用脉宽调制芯片LT1247加可调三端稳压集成电路LM338等所组成一种开关电源装置，实现各类CO2/MAG/MIG弧焊机送丝印刷电机的调速及控制电路所需±15V电源供电；降低各类CO2/MAG/MIG弧焊机成本，尤其是省去工频控制变压器更适应逆变式焊机体积小，重量轻，高效节能特点。
文档编号H02P7/292GK102148600SQ20111008439
公开日2011年8月10日 申请日期2011年4月2日 优先权日2011年4月2日
发明者李春光 申请人:无锡市南方电器制造有限公司