[发明专利]电焊机防触电保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电焊机电源技术，具体涉及一种逆变手工弧焊电源的电焊机防触电保护装置。 

背景技术

电焊机是将电能转换为热能的焊接电源设备，它利用输出端正负两极在瞬间短路或放电时产生的高温电弧来熔化电焊条上的焊料和被焊材料，以实现使它们结合的目的。 

电焊机（以下称为弧焊电源）常工作在高温、潮湿而触电危险性较大的环境（如金属容器、管道内），在施焊过程中，需手工替换电焊条，根据中国国家标准（GB3805—83）规定：该类具有人体可能偶然接触且在高温、潮湿而触电危险性较大的环境的人体安全电压为交流（50Hz~500Hz）有效值12V。目前，市场上现有的逆变直流手工弧焊电源，其输出端正负两极间的空载电压一般都介于50V~120V之间，甚至更高，严重存在人体触电事故的隐患。 

为了避免人体触电事故的产生，目前市场上现有的逆变直流手工弧焊电源也有通过检测负载电流，识别焊机空载状态，关闭主电路输出，并在焊机输出端额外施加一个直流（或交流）低电压的防触电保护（VRD）措施。但这种方案存在焊机空载状态识别不准制造难度偏高、VRD功能启动迟缓存在人体触电事故的隐患、VRD状态退出到启动主电路输出的时间偏长导致引弧效果不好，而且制造成本高。 

因此，特别需要一种电焊机防触电保护（VRD）电路，既能消除人体触电事故的隐患，还能保证有良好的引弧效果，而且制造容易、成本低廉。 

发明内容

本发明提供了一种电焊机防触电保护装置，有效克服现有焊机空载状态识别不准制造难度偏高、VRD功能启动迟缓存在人体触电事故的隐患、VRD状态退出到启动主电路输出的时间偏长导致引弧效果不好，而且制造成本高的问题。 

为实现上述目的，本发明提供了一种电焊机防触电保护装置，其特点是，该装置包含脉宽调制控制单元，以及与该脉宽调制控制单元的输入端电路连接的防触电保护控制单元与电流控制单元。 

上述的脉宽调制控制单元包含脉宽调制控制电路，以及分别与该脉宽调制控制电路电路连接的输入电流反馈电路和斜率补偿电路； 

上述的脉宽调制控制电路的输出端电路连接外接的逆变开关主电路，该脉宽调制控制电路输出占空比线性可调的直流脉冲驱动逆变开关主电路。

上述的防触电保护控制单元输出电压控制信号至脉宽调制控制单元，其包含： 

积分控制电路，其电路连接脉宽调制控制电路的输入端；

空载状态识别电路，其电路连接积分控制电路的输入端；

输出电压检测电路，其电路连接空载状态识别电路的输入端；以及，

防触电保护状态指示电路，其电路连接空载状态识别电路的输出端。

上述的电流控制单元输出电流控制信号至脉宽调制控制单元，其包含： 

输出电流运算电路，其电路连接脉宽调制控制电路的输入端；以及，

分别与输出电流运算电路的输入端电路连接的输出电流反馈电路和输出电流给定电路。

本发明电焊机防触电保护装置和现有技术相比，其优点在于，本发明采用防触电保护控制单元检测输出的电压，以及电流控制单元检测输出的电流，防触电保护控制单元与电流控制单元同时根据检测得的输出电压和输出电流输出电压控制信号与电流控制信号至脉宽调制控制单元，由脉宽调制控制单元输出占空比线性可调的直流脉冲驱动逆变开关主电路，能可靠消除人体触电事故隐患，确保良好的引弧效果，符合并超越了相关国家标准（GB15579.1-2004）。 

附图说明

图1为本发明电焊机防触电保护装置的模块示意图； 

图2为本发明电焊机防触电保护装置的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图，具体说明本发明的实施例。 

如图1所示，一种电焊机防触电保护装置，该装置包含防触电保护控制单元100、电流控制单元200，以及脉宽调制控制单元（PWM控制单元）300。防触电保护控制单元100与电流控制单元200分别与脉宽调制控制单元300的输入端连接，脉宽调制控制单元300的输出端电路连接外接的电焊机的逆变开关主电路，并最终输出占空比线性可调的直流脉冲至外接的逆变开关主电路以驱动该逆变开关主电路。防触电保护控制单元100采样电焊机输出端电压，判断输出端负载状态，控制脉宽调制工作脉宽，实现≤DC12V安全空载电压的输出。