[实用新型]微机型开关电源直流弧焊机

说明书

本实用新型是一种用于对金属件进行电弧焊接的焊接设备。

当前广泛使用的电弧焊接设备，大都采用工频变压器或电动发电机组把市电变成电弧焊所需的低电压大电流电源。这类设备不但其稳流特性差，效率低、而且很笨重。

本实用新型的目的就是要提供一种稳流性能好、体积小、重量轻、工作稳定可靠的直流弧焊设备。

本实用新型由机壳、焊接电源和焊把组成，並且其焊接电源是受微机控制系统控制的开关电源。

图1为本实用新型的原理框图，1为开关电源，2为微机控制系统3为焊把。开关电源1把输入的市电U_AC先转变为高频交流，然后再经整流滤波后向焊把3与焊件之间提供低电压大电流电源U_J，並将输出电流的采样信号U_I和输出电压采样信号U_W分别回送到微机控制系统2。开关电源1输出电压的高低和输出电流的大小，受微机控制系统2的控制。

由于以微机控制的开关电源作焊接电源，因此这种直流弧焊机具有效率高，稳流性能好、重量轻、体积小、成本低和工作稳定可靠等优点。

图1中开关电源1由整流滤波电路11，脉宽调制电压调整电路12，功率电子开关电路13和电流输出电路14组成。脉宽调制电压调整电路12受微机控制系统2送出的脉冲信号U_P控制；功率电子开关电路13的开关速率和断续比，受微机控制系统2送出的两个极性相反的高频方波U_K1、U_K2控制，市电电压U_AC经整流滤波电路11整流后，为脉宽调制电压调整电路12並通过脉宽电压调整电路12为功率电子开关电路13提供工作高压直流电源。此直流电源通过功率电子开关电路13变为高频脉冲（一般为每秒几十千赫），然后经电流输出电路14为焊把3和焊件之间提供低电压大电流直流电源。电流输出电路14同时给微机控制系统2的A／D₁端口和A／D₂端口输出电流采样信号U_I和输出电压采样信号U_W（U_I送A／D₁口，U_W送A／D₂口），以稳定输出电流和电压值。

微机控制系统2由微机21、焊接电流调节器22，温度传感器23，告警信号电路24和稳压电源25组成。焊接电流调节器22送出控制信号给微机21的A／D₃口，通过微机21调节控制信号U_P的断续比，就可调节输出电流的设定值。如果操作者对电流选择不当，使焊接弧压超过基本范围，微机21就会通过输出端口P₁向告警信号电路24发出告警通知，则信号电路24发出可见可闻信号；当输出发生短路或焊条粘住在焊件上超过一定时间不能脱开时，则微机21根据电流采样值自动调节电压调整电路12，使输出电流降低到最低值，並通过输出端口P₂发出告警信号；如果设备过载工作，使内部器件温度升高，当温度传感器23输出到A／D₄口的信号超过设定保护值时，微机21即开闭功率电子开关电路13並通过输出端口P₃发出超温信号，待温度降至一定值后才自动恢复正常工作。

图2为本实用新型的开关电源1的实施例电压理图。市电（380V或220V）经整流滤波电路（图中未画出）后送来的直流电源接在U_DH和U_DL端子上，BG₁的导通与截止受微机控制系统2送来的脉宽调制信号U_P的控制，L₁用作导通瞬间限流，R₁和C₁用作吸收关断瞬间电流，C₂为滤波电容。

大功率电子开关电路13由BG₂～BG₅组成，此为桥式开关电路，其导通与截止受微机送来的两个极性相反互逆的、频率为几十千赫的非连续方波控制；二极管D₁～D₄起钳位作用，R₁～R₅和C₁～C₆构成吸收电路。