[发明专利]一种全网电源通用的IGBT单管逆变手弧焊机

说明书

技术领域

本发明涉及一种单相220V和380V电源都能使用的IGBT单管逆变式手弧焊机的电路和结构，属于逆变焊机技术领域。

技术背景

目前，逆变式焊机产品市场的竞争十分激烈，不仅体现在技术的先进性和优势上，还在很大程度上取决于焊机的功能和设计等方面。

国内外市场上，小型IGBT管逆变式手弧焊两用机的额定电流通常在80~200A（负载持续率100~15%）的水平。供电电源通常是单相220V的。单相220V和380V电源都能使用的产品，俗称“全网电源的焊机”，或“双电压焊机”。这样的同类产品，市场上也有一些。但很多此类产品，故障率很高，返修率达到20%以上。主要故障点是220V和380V电源自动识别和转换控制电路工作不可靠。对不同的产品，其控制电路原理图、电路板结构和整机结构设计等是不同的。在产品的性能、可靠性、制作工艺和成本等方面，也会有较大的差异性。因此，如何开发性能好、可靠性高的焊机是有一定技术难度的。这也是本发明需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全网电源电压通用的IGBT单管逆变式手弧焊机，具有手工电弧焊方法的功能，其供电电源为单相220V或380V；220V和380V电源可自动识别和转换控制，焊机可在150V～260V（对应接入220V电网），或者300V～500V（对应接入380V电网）电源电压条件下焊接使用，具有很宽的电压适应性，或者说较强的抗电网电压波动能力。

为实现上述目的采用以下技术方案：

一种全网电源通用的IGBT单管逆变式手弧焊机，其特征在于：包括外壳、后面板、冷却风扇、前面板、输出快速接头座组件、工作电源及保护状态指示灯、电流输出调节电位器、控制电路板和内部连接导线；焊机的控制电路板设计为四块，一块PCB1电源板，一块PCB2功率控制板，一块PCB3控制板，一块PCB4母线保护板电路控制板，PCB1控制板上主要是开关电源控制电路部分；PCB2控制板部分包括IGBT及其散热器和驱动控制电路、快恢复二极管及其散热器组成的输出整流电路、电源电压自动识别和转换控制电路、上电缓冲控制电路部分；PCB3控制板上是微处理器及其数码管、电流给定电位器组成的电路部分，以及输出特性控制电路部分，输出特性控制电路部分的核心是3846 PWM脉冲宽度调制芯片及其外围器件组成的电路； PCB4控制板上，则主要是母线保护控制电路部分；上述各控制板通过连接导线与焊机的开关、风扇、逆变主变压器连接为一个整体，整个控制电路主要是完成上电缓冲电路、220V和380V电源电压自动识别和转换控制电路、逆变主电路、开关电源电路、IGBT驱动电路、电流检测和整流变换电路、欠压和过热保护检测和控制电路、母线保护控制、电流给定电路、输出特性控制电路组成。

所述的电源电压自动识别和转换控制电路部分，由光耦、三极管、稳压管、二极管、晶闸管、继电器以及这些器件外围的电阻电容器组成，用于自动检测输入的电源电压，通过稳压管的击穿和稳压，使一个三极管导通，进而去使光耦的输出级三极管导通；同时，使晶闸管导通，而该晶闸管控制着另一个三极管和继电器的动作，通过继电器动作自动切换电380V或220V输入。

所述的欠压保护控制电路包括二极管、光耦、电阻、三极管组成，欠压保护控制电路用于检测电源电压， 通过光耦中的二极管是否发光，来控制输出级的三极管是否导通，再通过通过三极管和二极管的箝位作用，使稳压管不会出现击穿、稳压的情况，导致另外一个三极管截止，同时倍压控制继电器不动作。

所述的母线保护控制电路由二极管、稳压管、三极管、光耦以及它们外围的器件组成，母线保护控制电路通过插头，使后级光耦的输出端是并联连接在过热保护器上的，不同的输入电压，会产生不同的VCC母线直流电压，通过检测VCC电压，并进行相应的控制

本发明焊机的前面板上安装的零部件主要有：两组输出快速接头座组件、工作电源指示灯（白色）、过热等保护指示灯（黄色）、电流输出调节电位器、电流表等部分。